哈尔滨工程大学数字信号处理实验五谱分析.docx
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哈尔滨工程大学数字信号处理实验五谱分析
实验五谱分析
一.实验原理
信号是无限长的,而在进行信号处理是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乘以有限长的窗函数。
2.实验内容
1、用matlab编程绘制各种窗函数的形状。
2、用matlab编程绘制各种窗函数的幅频响应。
矩形窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
汉宁窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=hanning(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
汉明窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=hamming(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
巴特利特窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=bartlett(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
布莱克曼窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=blackman(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
Triang窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=triang(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('形状');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('幅频响应');
Kaiser窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=kaiser(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('kaiser´°ÐÎ×´');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('kaiser´°·ùƵÏìÓ¦');
切比雪夫窗
N=20;
n=0:
(N-1);
w=chebwin(N);
subplot(211);stem(n,w);
title('Æõ±ÈÑ©·ò´°ÐÎ×´');
[H,W]=dtft(w,1024);
subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));
title('Æõ±ÈÑ©·ò´°·ùƵÏìÓ¦');
3、绘制矩形窗的幅频响应,窗长度分别为:
10.20,50,100.
N=10时
N=10;
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N);
[H,W]=dtft(w,1024);
plot(W/2/pi,abs(H));
title('¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦');
N=20时
N=20;
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N);
[H,W]=dtft(w,1024);
plot(W/2/pi,abs(H));
title('¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦');
N=50时
N=50;
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N);
[H,W]=dtft(w,1024);
plot(W/2/pi,abs(H));
title('¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦');
N=100时
N=100;
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N);
[H,W]=dtft(w,1024);
plot(W/2/pi,abs(H));
title('¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦');
4、已知周期信号,若截取时间长度分别为信号周期的0.9和1.1倍,试绘制和比较采用下面窗函数提取的频谱。
0.9倍
矩形窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
汉宁窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=hanning(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
汉明窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=hamming(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
巴特利特窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=bartlett(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
布莱克曼窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=blackman(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
Triang窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=triang(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
Kaiser窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=kaiser(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
切比雪夫窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=chebwin(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
1.1倍
矩形窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=boxcar(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
汉宁窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=hanning(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
汉明窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=hamming(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
巴特利特窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=bartlett(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
布莱克曼窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=blackman(N)
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*t)+2.7*cos(4*pi*f*t)+1.5*sin(3.5*pi*f*t)+2.5*sin(7*pi*f*t);
y=w.*x';
[H,W]=dtft(y,1000);
plot(W/2/pi,abs(H));
Triang窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
(N-1);
w=tr
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