技术标签: 利用dft对连续信号进行频谱分析
《数字信号处理》(西安电子科技版)实验六参考讲义用DFT(FFT)对连续信号进行频谱分析
物电系实验报告
一、实 验 目 的:
1. 掌握用DFT(FFT)对模拟信号进行谱分析的方法,理解可能出现的分析误差及其原因, 以便在实际中正确应用FFT。
2.熟悉应用FFT实现两个序列的线性卷积的方法。
1.用DFT(FFT)对连续信号进行频谱分析
用DFT(FFT)对模拟信号做谱分析是一种近似的谱分析首先一般的模拟信号(周期信号除外)的频谱是连续谱,而用FFT做谱分析得到的是数字谱,因此应该取FFT的点数多一些,用它的包络作为模拟信号的近似谱另外,如果模拟信号不是严格的带限信号,会因为频谱混叠现象引起谱分析的误差,这种情况下可以预先将模拟信号进行预滤,或者尽量将采样频率取高一些。最后要注意一般的模拟信号是无限长的,分析时要截断,截断的长度与对模拟信号进行频谱分析的分辨率有关。如果要进行谱分析的模拟信号是周期信号,最好选择观测时间是信号周期的整数倍,如果不知道信号的周期,要尽量选择观测时间长一些,以减少截断效应的影响。
在运用DFT(FFT)对模拟信号进行谱分析的过程中主要可能产生以下三种误差:
(1) 混叠现象
对模拟信号进行谱分析时首先要对其采样,当采样速率不满足Nyquist定理时,就会发生频谱混叠,使得采样后的信号序列频谱不能真实的反映原模拟信号的频谱。
避免混叠现象的唯一方法是保证采样速率足够高,使频谱混叠现象不致出现,即在确定采样频率之前,必须对频谱的性质有所了解,在一般情况下,为了保证高于折叠频率的分量不会出现,在采样前,先用低通模拟滤波器对信号进行滤波。
(2) 截断效应
实际中我们往往用截短的序列来近似很长的甚至是无限长的序列,这样可以使用较短的DFT来对信号进行频谱分析,这种截短等价于给原信号序列乘以一个矩形窗函数,也相当于在频域将信号的频谱和矩形窗函数的频谱卷积,所得的频谱是原序列频谱的扩展。
泄漏不能与混叠完全分开,因为泄漏导致频谱的扩展,从而造成混叠。为了减少泄漏的影响,可以选择适当的窗函数使频谱的扩散减至最小。
(3) 栅栏效应
DFT是对单位圆上Z变换的均匀采样,所以它不可能将频谱视为一个连续函数,就一定意义上看,用DFT来观察频谱就好像通过一个栅栏来观看一个图景一样,只能在离散点上看到真实的频谱,这样就有可能发生一些频谱的峰点或谷点被“尖桩的栅栏”所拦住,不能我们观察到。
减小栅栏效应的一个方法就是借助于在原序列的末端填补一些零值,从而变动DFT的点数,这一方法实际上是人为地改变了对真实频谱采样的点数和位置,相当于搬动了每一根“尖桩栅栏”的位置,从而使得频谱的峰点或谷点暴露出来。2.用FFT计算线性卷积
用FFT可以实现两个序列的圆周卷积。在一定的条件下,可以使圆周卷积等于线性卷积。一般情况,设两个序列的长度分别为N1和N2,要使圆周卷积等于线性卷积的充要条件是FFT的长度N(N≥N1+N2 ) 对于长度不足N的两个序列,分别将他们补零延长到N。当两个序列中有一个序列比较长的时候,我们可以采用分段卷积的方法。有两种方法:
重叠相加法将长序列分成与短序列相仿的片段,分别用FFT对它们作线性卷积,再将分段卷积各段重叠的部分相加构成总的卷积输出。
重叠保留法这种方法在长序列分段时,段与段之间保留有互相重叠的部分,在构成总的卷积输出时只需将各段线性卷积部分直接连接起来,省掉了输出段的直接相加。
3.MATLAB中计算DFT(FFT)的函数
用函数U=fft(u,N)和u=ifft(U,N)计算N点序列的DFT正、反变换三、实验仪器及设备
计算机(1) 复习用DFT(FFT)对连续信号进行频谱分析的误差问题 以及用DFT(FFT)进行线性卷积的方法 。
(2) 用MATLAB编制程序产生以下实验信号:
clear;clc;
subplot(311);
x1=@(t)Heaviside(t)-Heaviside(t-1.5*10^(-3));
ezplot(x1,[0,3*10^-3]);
grid on;ylabel('x1(t)');
f=215;
x2=@(t)sin(2*pi*f*t+pi/8);
subplot(312);
ezplot(x2,[0,0.01]);grid on;
ylabel('x2(t)');
x3=@(t)cos(8*pi*t)+cos(16*pi*t)+cos(20*pi*t);
subplot(313);
ezplot(x3,[0,1]);
ylabel('x3(t)');grid on;
图1 运行结果
(3)分别对以上三种模拟信号选择采样频率和采样点数:
<1> 对,选择采样频率计算。
<2> 对,频率f自己选择,采样频率,观测时间采样点数用计算。
<3> 对,选择采样频率,采样点数分别为1632、64。分别将它们转换成序列,顺序用表示,再分别将它们进
文章浏览阅读1k次。通过使用ajax方法跨域请求是浏览器所不允许的,浏览器出于安全考虑是禁止的。警告信息如下:不过jQuery对跨域问题也有解决方案,使用jsonp的方式解决,方法如下:$.ajax({ async:false, url: 'http://www.mysite.com/demo.do', // 跨域URL ty..._nginx不停的xhr
文章浏览阅读2k次。关于在 Oracle 中配置 extproc 以访问 ST_Geometry,也就是我们所说的 使用空间SQL 的方法,官方文档链接如下。http://desktop.arcgis.com/zh-cn/arcmap/latest/manage-data/gdbs-in-oracle/configure-oracle-extproc.htm其实简单总结一下,主要就分为以下几个步骤。..._extproc
文章浏览阅读1.5w次。linux下没有上面的两个函数,需要使用函数 mbstowcs和wcstombsmbstowcs将多字节编码转换为宽字节编码wcstombs将宽字节编码转换为多字节编码这两个函数,转换过程中受到系统编码类型的影响,需要通过设置来设定转换前和转换后的编码类型。通过函数setlocale进行系统编码的设置。linux下输入命名locale -a查看系统支持的编码_linux c++ gbk->utf8
文章浏览阅读750次。今天准备从生产库向测试库进行数据导入,结果在imp导入的时候遇到“ IMP-00009:导出文件异常结束” 错误,google一下,发现可能有如下原因导致imp的数据太大,没有写buffer和commit两个数据库字符集不同从低版本exp的dmp文件,向高版本imp导出的dmp文件出错传输dmp文件时,文件损坏解决办法:imp时指定..._imp-00009导出文件异常结束
文章浏览阅读143次。当下是一个大数据的时代,各个行业都离不开数据的支持。因此,网络爬虫就应运而生。网络爬虫当下最为火热的是Python,Python开发爬虫相对简单,而且功能库相当完善,力压众多开发语言。本次教程我们爬取前程无忧的招聘信息来分析Python程序员需要掌握那些编程技术。首先在谷歌浏览器打开前程无忧的首页,按F12打开浏览器的开发者工具。浏览器开发者工具是用于捕捉网站的请求信息,通过分析请求信息可以了解请..._初级python程序员能力要求
文章浏览阅读7.6k次,点赞2次,收藏6次。@Service标注的bean,类名:ABDemoService查看源码后发现,原来是经过一个特殊处理:当类的名字是以两个或以上的大写字母开头的话,bean的名字会与类名保持一致public class AnnotationBeanNameGenerator implements BeanNameGenerator { private static final String C..._@service beanname
文章浏览阅读6.9w次,点赞73次,收藏463次。1.前序创建#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>#include<malloc.h>#include<iostream>#include<stack>#include<queue>using namespace std;typed_二叉树的建立
文章浏览阅读7.1k次。在Asp.net上使用Excel导出功能,如果文件名出现中文,便会以乱码视之。 解决方法: fileName = HttpUtility.UrlEncode(fileName, System.Text.Encoding.UTF8);_asp.net utf8 导出中文字符乱码
文章浏览阅读2.1k次,点赞4次,收藏23次。第一次实验 词法分析实验报告设计思想词法分析的主要任务是根据文法的词汇表以及对应约定的编码进行一定的识别,找出文件中所有的合法的单词,并给出一定的信息作为最后的结果,用于后续语法分析程序的使用;本实验针对 PL/0 语言 的文法、词汇表编写一个词法分析程序,对于每个单词根据词汇表输出: (单词种类, 单词的值) 二元对。词汇表:种别编码单词符号助记符0beginb..._对pl/0作以下修改扩充。增加单词
文章浏览阅读773次。我在使用adb.exe时遇到了麻烦.我想使用与bash相同的adb.exe shell提示符,所以我决定更改默认的bash二进制文件(当然二进制文件是交叉编译的,一切都很完美)更改bash二进制文件遵循以下顺序> adb remount> adb push bash / system / bin /> adb shell> cd / system / bin> chm..._adb shell mv 权限
文章浏览阅读6.8k次,点赞12次,收藏125次。1. 单目相机标定引言相机标定已经研究多年,标定的算法可以分为基于摄影测量的标定和自标定。其中,应用最为广泛的还是张正友标定法。这是一种简单灵活、高鲁棒性、低成本的相机标定算法。仅需要一台相机和一块平面标定板构建相机标定系统,在标定过程中,相机拍摄多个角度下(至少两个角度,推荐10~20个角度)的标定板图像(相机和标定板都可以移动),即可对相机的内外参数进行标定。下面介绍张氏标定法(以下也这么称呼)的原理。原理相机模型和单应矩阵相机标定,就是对相机的内外参数进行计算的过程,从而得到物体到图像的投影_相机-投影仪标定
文章浏览阅读2.2k次。文章目录Wayland 架构Wayland 渲染Wayland的 硬件支持简 述: 翻译一篇关于和 wayland 有关的技术文章, 其英文标题为Wayland Architecture .Wayland 架构若是想要更好的理解 Wayland 架构及其与 X (X11 or X Window System) 结构;一种很好的方法是将事件从输入设备就开始跟踪, 查看期间所有的屏幕上出现的变化。这就是我们现在对 X 的理解。 内核是从一个输入设备中获取一个事件,并通过 evdev 输入_wayland