版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、實(shí)驗(yàn)二 用FFT作譜分析 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 進(jìn)一步加深DFT算法原理和基本性質(zhì)的理解(因?yàn)镕FT只是DFT的一種快速算法,所以FFT的運(yùn)算結(jié)果必然滿足DFT的基本性質(zhì))。(2) 熟悉FFT算法原理和FFT子程序的應(yīng)用。(3) 學(xué)習(xí)用FFT對(duì)連續(xù)信號(hào)和時(shí)域離散信號(hào)進(jìn)行譜分析的方法,了解可能出現(xiàn)的分析誤差及其原因,以便在實(shí)際中正確應(yīng)用FFT。2. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 復(fù)習(xí)DFT的定義、性質(zhì)和用DFT作譜分析的有關(guān)內(nèi)容。(2) 復(fù)習(xí)FFT算法原理與編程思想,并對(duì)照DIT-FFT運(yùn)算流圖和程序框圖, 讀懂本實(shí)驗(yàn)提供的FFT子程序。(3) 編制信號(hào)產(chǎn)生子程序, 產(chǎn)生以下典型信號(hào)供譜分析用: (4) 編寫
2、主程序。/* DIT-FFT函數(shù)(C語(yǔ)言)*/fft基2DITFFT函數(shù)要求:指向復(fù)數(shù)數(shù)組指針X,F(xiàn)FT長(zhǎng)度為2m,m為正整數(shù)FFT輸出結(jié)果放在輸入復(fù)數(shù)數(shù)組中。/* 計(jì)算N點(diǎn)FFT子程序*/* xr:=信號(hào)序列實(shí)部,xi:=信號(hào)序列虛部,N:=FFT變換區(qū)間長(zhǎng)度N=2M */* 如果信號(hào)長(zhǎng)度小于N,應(yīng)該給xr,xi后面補(bǔ)0 */* 計(jì)算如果X(K)的實(shí)部和虛部分別儲(chǔ)存在數(shù)組xr和xi中 */Void Fft(double xr, double xi, int N, int M)int L, B, J, P, k, i;double rPartKB, iPartKB;double rCf128,
3、 iCf128/* 計(jì)算旋轉(zhuǎn)因子 */double PI2= 8.0 * atan(1.0);for(i=0; iN; i+)rCfi=cos(i*PI2/N);iCfi=sin(i*PI2/N);ChangeOrder( xr, xi, N );/* 計(jì)算各級(jí)蝶形 */for(L=1; L=M; L+)B=(int)(pow(2, (L-1)+0.5);for(J=0; J=B-1; J+)P=J*(int)(pow(2,(M-L)+0.5);for(k=J; k=N-1; k+=(int)(pow(2,L)+0.5)rPartKB = xrk+B*rCfP-xik+B*iCfP;iPart
4、KB = xik+B*rCfP+xrk+B*iCfPxrk+B = xrk- rPartKB;xik+B = xik- iPartKB;xrk = xrk + rPartKB;xik = xik + iPartKB;/* 倒序子程序*/void ChangeOrdor(double xr, double xi, int N )int LH, N1, I, J, K;double T;LH = N/2; J = LH; N1 = N 2;for(I=1;I=N1;I+)if(I=K)J = J-K;K = (int)(K/2+0.5);J=J+K;(1) 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求,上機(jī)實(shí)驗(yàn)并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
5、本實(shí)驗(yàn)采用的是MATLAB語(yǔ)言,因此FFT子程序直接調(diào)用MATLAB語(yǔ)言中的FFT函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)。下面給出完整的MATLAB程序%實(shí)驗(yàn)二,用FFT做譜分析b=menu(請(qǐng)選擇信號(hào)x1(n)-x8(n),x1(n),x2(n),x3(n),x4(n),x5(n),x6(n),x7=x4+x5,x8=x4+jx5,Exit);if b=9 b=0;endi=0;close all;while(b)if b=6temp=menu(請(qǐng)選擇FFT變換區(qū)間長(zhǎng)度N,N=16,N=32,N=64);if temp=1 N=16; elseif temp=2 N=32; else N=64; endfs=64;
6、n=0:N-1;x=cos(8*pi*n/fs)+cos(16*pi*n/fs)+cos(20*pi*n/fs);elsetemp=menu(請(qǐng)選擇FFT變換區(qū)間長(zhǎng)度N,N=8,N=16,N=32); if temp=1 N=8; elseif temp=2 N=16; else N=32; endif b=1x=1 1 1 1 0 0 0 0;else if b=2 x=1 2 3 4 4 3 2 1; else if b=3x=4 3 2 1 1 2 3 4;else if b=4 n=0:N-1; x=cos(0.25*pi*n); else if b=5 n=0:N-1;x=sin(p
7、i*n)/8);else if b=7 n=0:N-1; x=cos(n*pi/4)+sin(n*pi/8); else if b=8n=0:N-1;x=cos(n*pi/4)+j*sin(n*pi/8);end endend end end end end end%TO Calculate FFTf=fft(x,N);i=i+1;figure(i);printf(x,abs(f),abs(N),abs(b);if N=16 if b=7 k=conj(f); x4=(f+k)/2;%ReX7(k)=x4(k) figure(i+2); subplot(2,2,1); stem(abs(x4)
8、,.); xlabel(k); ylabel(|X4(k)|); title(恢復(fù)后的X4(k); x5=(f-k)/2;%jImX7(k)=X5(k) subplot(2,2,3); Stem(abs(x5),.); xlabel(k); ylabel(|X5(k)|); title(恢復(fù)后的X5(k); end if b=8 k(1)=conj(f(1); for m=2:N k(m)=conj(f(N-m+2); end fe=(x+k)/2;%求X8(k)的共軛對(duì)稱分量 fo=(x-k)/2;%求X8(k)的共軛反對(duì)稱分量 xr=ifft(fe,N);%xr=x4(n) b=4; fi
9、gure(i+1) printf(xr,abs(fe),abs(N),abs(b); xi=ifft(fo,N)/j;%xi=x5(n) b=5; figure(i+2) printf(xi,abs(f),abs(N),abs(b); endendb=menu(請(qǐng)選擇信號(hào)x1(n)-x8(n),x1(n),x2(n),x3(n),x4(n),x5(n),x6(n),x7=x4+x5,x8=x4+jx5,Exit);if b=9 b=0;endclose all;end(5) 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求,上機(jī)實(shí)驗(yàn),并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 3. 上機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 對(duì) 2 中所給出的信號(hào)逐個(gè)進(jìn)行譜分析。下面給出針對(duì)
10、各信號(hào)的FFT變換區(qū)間N以及對(duì)連續(xù)信號(hào)x6(t)的采樣頻率Fs,供實(shí)驗(yàn)時(shí)參考。 x1(n),x2(n),x3(n),x4(n),x5(n):N=8,16x6(t):Fs=64Hz,N=16,32,64x1(n)N=8 N=16 由以上兩個(gè)圖分析如下: 離散傅里葉變換的N點(diǎn)變換在頻域范圍內(nèi)表現(xiàn)為對(duì)傅里葉變換即Z變換在單位圓上的抽樣。所以N取8點(diǎn)時(shí),k=0,1,2,3,4,5,6,7與N取16點(diǎn)時(shí),k=0,2,4,6,8,10,12,14的離散傅里葉變換值對(duì)應(yīng)相等,即它們都等于原信號(hào)在w=0、/8、/4、3/8、4/8、5/8、6/8、6/8的傅里葉變換,這在上面兩圖可以明顯看出。所以,離散傅里葉
11、變換實(shí)際上是對(duì)該序列在頻域范圍內(nèi)以2/N的間隔進(jìn)行抽樣。x2(n) N=8 N=16x3(n) N=8 N=16X4(n) N=8 N=16從以上兩組圖可以看出,若按X1(n)進(jìn)行分析,則明顯不對(duì)?,F(xiàn)分析如下:原信號(hào)周期為16,所以當(dāng)N=8時(shí),未能取完一個(gè)周期的值,N=16則取完了一個(gè)周期的值,所以這是兩個(gè)不同的序列,所以按照X1(n)的分析方式是不對(duì)的,因?yàn)楸旧硭鼈兊母道锶~變換就是不一樣的。由于離散傅里葉變換是該序列周期延拓后所對(duì)應(yīng)的傅里葉級(jí)數(shù)變換的主值序列,所以,當(dāng)N=16時(shí),所得的DFT值與X5(n)的傅里葉級(jí)數(shù)變換的主值序列是一致的,而N=8時(shí)是X5(n)的部分序列的周期延拓后的傅里葉
12、級(jí)數(shù)變換的主值序列,因此兩者的值是不同的。X6(n) N=16 N=32N=64原連續(xù)信號(hào)的周期為0.5,當(dāng)采樣頻率Fs=64Hz時(shí),所形成的序列周期為0.5*64=32。所以只有N32,才能取完一個(gè)周期的序列。這一點(diǎn),從上面三個(gè)圖可以清晰看出。其中N=32和N=16的圖形分析,可以參考x4(n)的分析。N=32和N=64的圖形分析,可以參考x5(n)的分析。(2) 令x(n)=x4(n)+x5(n),用FFT計(jì)算8點(diǎn)和16點(diǎn)離散傅里葉變換。 X(k)=DFT x(n) X7 N=8 N=16兩者都不能顯示一個(gè)周期內(nèi)的所有序列,盡管N=8時(shí)的序列是N=16時(shí)序列的一部分,但是它們確屬兩個(gè)不同的
13、序列。所以它們的傅里葉變換不同,即不能按照x1(n)的進(jìn)行分析而且周期延拓后所取得傅里葉級(jí)數(shù)的主值序列不同,即DFT變換值不同。(3) 令x(n)=x4(n)+jx5(n), 重復(fù)(2)。X8 N=8N=16通過(guò)結(jié)合x4(n)和x5(n)的頻譜分析,從以上的圖可以看出,將原信號(hào)的DFT變換分為共軛對(duì)稱部分合共個(gè)反對(duì)稱部分,則可以得出原信號(hào)的實(shí)部對(duì)應(yīng)離散傅里葉變換的共軛對(duì)稱部分,原信號(hào)的虛部對(duì)應(yīng)離散信號(hào)的共軛反對(duì)稱部分。4. 思考題(1) 在N=8時(shí),x2(n)和x3(n)的幅頻特性會(huì)相同嗎?為什么?N=16呢?時(shí)一樣,時(shí)不一樣。因?yàn)镈FT變換可以看成是將該序列進(jìn)行周期延拓后的傅里葉級(jí)數(shù)變換的主值序列。當(dāng)N=8時(shí),兩序列進(jìn)行周期延拓后序列相同,所以其傅里葉級(jí)數(shù)變換的主值序列也相同,進(jìn)而DFT變換也相同。而當(dāng)N=16時(shí),兩序列進(jìn)行周期延拓后序列不相同,所
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年度智能廁所施工一體化工程合同范本2篇
- 2024軟件項(xiàng)目協(xié)作開(kāi)發(fā)居間協(xié)議模板版B版
- 2024年鋁合金門窗制作安裝合同
- 2024年版的軟件開(kāi)發(fā)與技術(shù)支持合同
- 2025年國(guó)際貿(mào)易貨物質(zhì)量認(rèn)證服務(wù)合同3篇
- 2024年管理咨詢服務(wù)及其財(cái)務(wù)條款
- 2024砂礫石供應(yīng)與礦山環(huán)境恢復(fù)治理合同3篇
- 2024年金融科技擔(dān)保合作協(xié)議范本3篇
- 2024年美洲國(guó)際航空貨運(yùn)保險(xiǎn)單
- 2024年財(cái)產(chǎn)管理與監(jiān)護(hù)合同
- 機(jī)械通氣治療流程
- 【薦】八旗制度-課件(精心整理)
- 器樂(lè)專業(yè)課教學(xué)大綱(古箏)
- (完整版)EORTC生命質(zhì)量測(cè)定量表QLQ-C30(V3.0)
- 超級(jí)充電綜合站及配套設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 2023年核心素養(yǎng)下的初中歷史教學(xué)有效性策略
- 眼科學(xué) 眼外傷(課件)
- 索具螺旋扣規(guī)格花籃螺絲
- GB/T 9364.4-2016小型熔斷器第4部分:通用模件熔斷體(UMF)穿孔式和表面貼裝式
- GB/T 21709.1-2008針灸技術(shù)操作規(guī)范第1部分:艾灸
- GB/T 16288-2008塑料制品的標(biāo)志
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論