哈工程数字信号处理2013版 实验五 谱分析.doc
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实验五 谱分析
实验原理
信号是无限长的，而在进行信号处理时只能采用有限长信号，所以需要将信号“截断”。在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信号，或者从分析的角度是无限长的信号x(t)乘以有限长的窗函数w(t),由傅里叶变换性质可知，
如果x(t)是频宽有限信号，而w(t)是频宽无限函数，截断后的信号也必是频宽无限信号，从而产生所谓的频谱泄露。
Matlab信号处理工具箱提供了8种窗函数。
用于信号分析中的窗函数可根据不同要求选择窗函数。
实验目的
研究不同类型的窗函数和一些不同的方法来测试窗的性能。
专注于有关窄带信号的几个不同的情形。
学会窗函数的应用。
实验内容
1.
N=30
w1=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=30
w5=blackman(N)
subplot(221)
stem(w5)
title(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)
结果分析：
由上两图可以看出各种窗函数的主瓣宽度和旁瓣衰减大小的异同，其中kaiser窗和chebwin窗的主瓣和旁瓣由参数决定。
2.
N=20
w1=boxcar(N)
[X,W]=dtft(w1,500)
subplot(221)
plot(W/2/pi,abs(X));
title(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(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)
3.
w1=boxcar(10)
[X,W]=dtft(w1,500)
subplot(211)
plot(W/2/pi,abs(X));
title(N=10)
xlabel(w),ylabel(幅频响应);
w2=boxcar(20)
[X,W]=dtft(w2,500)
subplot(212)
plot(W/2/pi,abs(X))
title(N=20)
xlabel(w),ylabel(幅频响应);
结果分析：
从图像可以明显看出随着N取值的增加，主瓣宽度减小。
4.
（1）矩形窗
fs=10;
f=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
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