實驗**號的頻譜分析
一．實驗目的
1.掌握利用fft分析連續週期，非週期訊號的頻譜，如週期，非週期方波，正弦訊號等。理解cfs，ctft與dft（fft）的關係。
2.利用fft分析離散週期，非週期訊號的頻譜，如週期，非週期方波，正弦訊號等。理解dfs，dtft與dft（fft）的關係，並討論連續訊號與離散訊號頻譜分析方法的異同。
二．實驗要求
1.編寫程式完成任意訊號數字譜分析演算法；
2.編寫實驗報告。
三．實驗內容
1.利用fft，分析並畫出頻譜，改變取樣間隔與截斷長度，分析混疊與洩漏對單一頻率成分訊號頻譜的影響。
（1）sin（100*pi*t）產生程式：
close all;
clc;
clear;
t=0:0.0025:0.5-0.0025;
f=400*t;
w0=100*pi;
y=sin(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/200;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=sin(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
混疊close all;
clc;
clear;
t=0:0.0115:0.46-0.0115;
f=(t/0.0115)*2;
w0=100*pi;
y=sin(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/40;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=sin(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
洩漏close all;
clc;
clear;
t=0:0.0025:0.5-0.0075;
f=800*t;
w0=100*pi;
y=sin(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/198;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=sin(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
（2）cos(100*pi*t);
close all;
clc;
clear;
t=0:0.0025:0.5-0.0025;
f=800*t;
w0=100*pi;
y=cos(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/200;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=cos(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
grid on;
hold on;
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
grid on;
hold on;
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
混疊close all;
clc;
clear;
t=0:0.0115:0.46-0.0115;
f=(t/0.0115)*2;
w0=100*pi;
y=cos(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/40;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=cos(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
洩漏close all;
clc;
clear;
t=0:0.0025:0.5-0.0075;
f=800*t;
w0=100*pi;
y=cos(w0*t);
a=fft(y);
b=abs(a)/198;
d=angle(a)*180/pi;
subplot(311);
plot(t,y);
title('y=cos(wt)');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
subplot(312);
stem(f,b);
title('振幅');
xlabel('f');
ylabel('y(t)');
subplot(313);
stem(f,d);
title('相位');
xlabel('t');
ylabel('y(t)');
2.利用fft，分析並對比方波以及半波對稱的正負方波的頻譜，改變取樣間隔與截斷長度，分析混疊與洩漏對訊號頻譜的影響。
方波正常
close all;
clc;
clear;
t=0:0.05:5-0.05;
f=40*t;
w0=2*pi;
x=square(w0*t)+1;
subplot(311);
stem(t,x);
p=fft(x);
q=abs(p)/100;
subplot(312);
stem(f,q);
title('幅頻特性曲線');
s=angle(p)*180/pi;
subplot(313);
stem(f,s);
title('相頻特性曲線');
grid on;
hold on;
方波混疊
close all
clear
clct=0:0.011:0.22-0.011;
f=(t/0.011)*2;
w0=100*pi
x=square(w0*t)
subplot(311)
stem(t,x)
p=fft(x)
q=abs(p)/20
subplot(312)
stem(f,q)
s=angle(p)*180/pi
subplot(313)
stem(t,s)
方波洩漏
close all;
clc;
clear;
t=0:0.05:5-0.25;
f=40*t;
w0=2*pi;
x=square(w0*t)+1;
subplot(311);
stem(t,x);
p=fft(x);
p1=fftshift(p);
q=abs(p1)/96;
subplot(312);
stem(f,q);
title('幅頻特性曲線');
s=angle(p)*180/pi;
subplot(313);
stem(f,s);
title('相頻特性曲線');
grid on;
hold on;
半波相對稱正常
close all;
clc;
clear;
t=0:0.1:10-0.1;
f=20*t;
w0=2*pi;
x=square(w0*t);
subplot(311);
stem(t,x);
p=fft(x);
a=0:0.1:9.9;
q=abs(p)/100;
subplot(312);
stem(f,q);
title('幅頻特性曲線');
s=angle(p)*180/pi;
subplot(313);
stem(f,s);
title('相頻特性曲線');
grid on;
hold on;
半波相對稱混疊
close all;
clc;
clear;
t=0:0.4:10-0.4;
f=5*t;
w0=2*pi;
x=square(w0*t)+1;
subplot(311);
stem(t,x);
p=fft(x);
q=abs(p)/25;
subplot(312);
stem(f,q);
title('幅頻特性曲線');
s=angle(p)*180/pi;
subplot(313);
stem(f,s);
title('相頻特性曲線');
grid on;
hold on;
半波相對稱洩漏
close all;
clc;
clear;
t=0:0.1:10-0.5;
f=20*t;
w0=2*pi;
x=square(w0*t);
subplot(311);
stem(t,x);
p=fft(x);
q=abs(p)/95;
subplot(312);
stem(f,q);
title('幅頻特性曲線');
s=angle(p)*180/pi;
subplot(313);
stem(f,s);
title('相頻特性曲線');
grid on;
hold on;
3.利用fft，分析並畫出訊號的頻譜，改變取樣間隔與截斷長度，分析混疊與洩漏對訊號頻譜的影響。
e-tu(t) 不同fs的影響
close all;
clc;
clear;
t=0:0.1:10-0.1;
t2=0:0.2:20-0.2;
y2=exp(-1*t2);
y22=fft(y2);
e=abs(y22)/10;
y1=exp(-1*t);
y=fft(y1);
a=abs(y)/10;
c=angle(y)*pi/180;
h=angle(y22)*pi/180;
f=20*t;
w=2*pi*t;
x=1./(1+j*w);
b=abs(x);
d=angle(x)*pi/180;
figure(1)
plot(f,a);
hold on;
plot(f,e,'g');
hold on;
plot(f,b,'r');
title('幅頻特性比較');
figure(2);
plot(f,c);
hold on;
plot(f,h,'g');
hold on;
plot(f,d,'r');
title('相頻特性比較');
實驗三 用FFT對訊號作頻譜分析 實驗報告
一 實驗目的與要求 學習用fft對連續訊號和時域離散訊號進行譜分析的方法，了解可能出現的分析誤差及其原因，以便正確應用fft。二 實驗原理 用fft對訊號作頻分析是學習數字訊號處理的重要內容，經常需要進行分析的訊號是模擬訊號的時域離散訊號。對訊號進行譜分析的重要問題是頻譜解析度d和分析誤差。頻譜解析...
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