哈工程數(shù)字信號處理2013版 實驗五 譜分析

1、實驗五 譜分析1、 實驗原理 信號是無限長的，而在進行信號處理時只能采用有限長信號，所以需要將信號“截斷”。在信號處理中，“截斷”被看成是用一個有限長的“窗口”看無限長的信號，或者從分析的角度是無限長的信號x(t)乘以有限長的窗函數(shù)w(t),由傅里葉變換性質可知， 如果x(t)是頻寬有限信號，而w(t)是頻寬無限函數(shù)，截斷后的信號也必是頻寬無限信號，從而產生所謂的頻譜泄露。 Matlab信號處理工具箱提供了8種窗函數(shù)。 用于信號分析中的窗函數(shù)可根據(jù)不同要求選擇窗函數(shù)。2、 實驗目的1. 研究不同類型的窗函數(shù)和一些不同的方法來測試窗的性能。2. 專注于有關窄帶信號的幾個不同的情形。3. 學會窗函

2、數(shù)的應用。3、 實驗內容1.N=30w1=boxcar(N) subplot(221)stem(w1);title('boxcar') w2=hanning(N) subplot(222)stem(w2)title('hanning') w3=hamming(N) subplot(223)stem(w3)title('hamming')w4=bartlett(N)subplot(224)stem(w4)title('bartlett') N=30w5=blackman(N)subplot(221)stem(w5)title(

3、9;blackman') w6=triang(N)subplot(222)stem(w6)title('triang')w7=kaiser(N,20)subplot(223)stem(w7)title('kaiser')w8=chebwin(N,20)subplot(224)stem(w8)結果分析： 由上兩圖可以看出各種窗函數(shù)的主瓣寬度和旁瓣衰減大小的異同，其中kaiser窗和chebwin窗的主瓣和旁瓣由參數(shù)決定。2.N=20w1=boxcar(N)X,W=dtft(w1,500)subplot(221)plot(W/2/pi,abs(X);titl

4、e('boxcar') w2=hanning(N) X,W=dtft(w2,500)subplot(222)plot(W/2/pi,abs(X);title('hanning') w3=hamming(N) X,W=dtft(w3,500)subplot(223)plot(W/2/pi,abs(X);title('hamming')X,W=dtft(w4,500)subplot(224)plot(W/2/pi,abs(X);title('bartlett')w5=blackman(N)X,W=dtft(w5,500)subplot

5、(221)plot(W/2/pi,abs(X)title('blackman') w6=triang(N)X,W=dtft(w6,500)subplot(222)plot(W/2/pi,abs(X)title('triang')w7=kaiser(N,20)X,W=dtft(w7,500)subplot(223)plot(W/2/pi,abs(X)title('kaiser')w8=chebwin(N,20)X,W=dtft(w8,500)subplot(224)plot(W/2/pi,abs(X)title('chebwin')

6、3.w1=boxcar(10) X,W=dtft(w1,500) subplot(211)plot(W/2/pi,abs(X); title('N=10') xlabel('w'),ylabel('幅頻響應');w2=boxcar(20)X,W=dtft(w2,500)subplot(212)plot(W/2/pi,abs(X)title('N=20')xlabel('w'),ylabel('幅頻響應'); 結果分析： 從圖像可以明顯看出隨著N取值的增加，主瓣寬度減小。4.（1）矩形窗fs=10;f

7、=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=boxcar(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('矩形窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=boxcar(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi

8、*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('矩形窗 1.1T')（2）漢寧窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=hanning(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W

9、=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('漢寧窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=hanning(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('漢寧窗 1.1T')（3） 漢明窗fs=10;f=

10、25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=hamming(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('漢明窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=hamming(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*p

11、i*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('漢明窗 1.1T')（4） 巴特利特窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=bartlett(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*

12、x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('巴特利特窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=bartlett(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('巴特利特窗 1.1T')（5） 布

13、萊克曼窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=blackman(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('布萊克曼窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=blackman(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n

14、/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('布萊克曼窗 1.1T')(6) triang窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=triang(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7

15、*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('triang窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=triang(N2);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('tri

16、ang窗 1.1T')(7)kaiser窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=kaiser(N1,20); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('kaiser窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=kaiser(N2,20

17、);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y2=w2*x;H,W=dtft(y2,1024);subplot(212)plot(W/2/pi,abs(H);title('kaiser窗 1.1T')(8) chebwin窗fs=10;f=25/16; N1=0.9*14*f*fs;n=0:N1-1;w1=chebwin(N1,20); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs);y1=w1*x;H,W=dtft(y1,1024);subplot(211)plot(W/2/pi,abs(H);title('chebwin窗 0.9T')N2=1.1*14*f*fs;n=0:N2-1;w2=chebwin(N2,20);x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1