傳感與檢測實(shí)驗(yàn)報(bào)告.docx

傳感與檢測實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握周期信號(hào)頻譜分析方法；2、加深對加窗、泄漏等概念的理解；3、加深對采樣定理和頻譜混疊的理解；二、實(shí)驗(yàn)原理： （1）采樣問題。若要使帶限信號(hào)不丟失信息，采樣頻率必須滿足采樣定理，否則將出現(xiàn)頻率混疊現(xiàn)象；（2）截?cái)鄦栴}。信號(hào)截?cái)嘁院螽a(chǎn)生能量泄露是必然的，從采樣定理可知，無論采用多高的采樣頻率，只要信號(hào)一經(jīng)截?cái)?，就不可避免的混疊。為了減少頻譜能量泄露，可采用不同的窗函數(shù)對信號(hào)進(jìn)行截?cái)?；解決方法：a) 采樣問題。非周期信號(hào)頻譜寬度是無限的，采樣過程若不能滿足采樣定理的要求，必然引起頻譜混疊現(xiàn)象，提高采樣率可以降低混疊；b) 截?cái)鄦栴}。對模擬信號(hào)的截?cái)鄬⒊霈F(xiàn)頻譜泄漏現(xiàn)象，選擇合適的窗函數(shù)可以降低泄漏；c) 利用FFT計(jì)算非周期信號(hào)的頻譜只能得到有限個(gè)離散值，不能得到相鄰兩個(gè)譜線之間的頻率上的頻譜，這一現(xiàn)象即為“柵欄現(xiàn)象”。通過縮小相鄰兩譜線間距的方法來降低“柵欄現(xiàn)象”的影響，但需要增加采樣點(diǎn)數(shù)，即增加N。對于瞬態(tài)信號(hào)，可以通過在原信號(hào)采樣序列的尾部補(bǔ)零的方法抑制“柵欄效應(yīng)”。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：（1）打開信號(hào)分析與處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。（2）選擇信號(hào)類型為正弦波、窗類型為矩形窗、頻率為60Hz、幅值為1、采樣頻率為1280Hz、采樣點(diǎn)數(shù)為2048 ，觀察信號(hào)時(shí)域波形及頻譜(如圖1)（3）分別選擇信號(hào)類型為三角波、方波、白噪聲，重復(fù)步驟（2），觀察信號(hào)時(shí)域波形及頻譜變化情況。（4）在信號(hào)類型為正弦波、幅值為1、頻率為60Hz、采樣頻率為1280 Hz條件下，分別將窗類型設(shè)置為矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、指數(shù)窗，觀察信號(hào)加不同類型窗函數(shù)后波形及頻譜變化情況。（5）在信號(hào)類型為正弦波、幅值為1、頻率為60Hz、加指數(shù)窗條件下，改變分析頻寬為1000 Hz觀察信號(hào)波形及頻譜變化情況。 圖1，正弦波 圖2，方波 圖3，三角波 圖4，白噪聲 圖5，正弦波加hanning窗 圖6，正弦