典型信号的频谱分析

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1、典型信号的频谱分析一、试验目的在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的频谱特征，能够从信号频谱中读取所需的信息，也就是具备读谱图的能力。二、试验原理1.正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，可以掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法  。2.信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、功率谱、对数谱等。傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具，它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各

2、个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。3.信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。时域信号x(t)的傅氏变换为：x(t)=a0/2    +a1*sin(2πf0t)+b1*cos(2πf0t)    +a2*sin(2πf0t)+b2*cos(2πf0t)    +......... 　用Cn画出信号的幅值谱曲线，从信号幅值谱判断信号特征。三、试验内容a)白噪声信号幅值谱特性b)正弦波信号幅值谱特性c)方波信号幅值谱特性d)三角波信号幅值谱特

3、性e)拍波信号幅值谱特性f)正弦波信号＋白噪声信号幅值谱特性四、程序及波形1.%whitenoiset=0:0.01:1A=rand(size(t))Afft=abs(fft(A))/5122.%ssinsavet=0:0.01:1y1=sin(2*pi*5*t)fs=0:1:100y2=abs(fft(y1))/512plot(fs,y2)3.%fangwavet=0:0.0001:0.0625y=SQUARE(2*pi*30*t)fs=0:16:10000Y=abs(fft(y))/512plot(fs,Y)4.%san

4、jiaowavef=100width=0.3t4=0:0.001:0.1c=2*pi*f*t4y4=sawtooth(c,width)fs=0:1/0.001:10Y4=abs(fft(y4))/512plot(fs,Y4)5.%paiwavet=0:0.01:1m1=sin(2*pi*5*t)m2=sin(2*pi*6*t)M1=m1+m2fs=0:0.1:100M2=abs(fft(M1))/512plot(t,M2)6.%white+sinet=0:0.001:1;%采样周期为0.001s,即采样频率为1000Hz;%

5、产生噪声污染的正弦波信号;x=sin(2*pi*100*t)+sin(2*pi*200*t)+rand(size(t));Y=fft(x,512);%对x进行512点的幅里叶变换;f=1000*(0:256)/512;%设置频率轴（横轴）坐标,1000为采样频率;plot(f,Y(1:257));%画出频域内的信号;五、结论1.可以从受噪声污染的信号中鉴别出有用的信号；由最后一个图知道，从受污染信号的时域形式中，很难看出正弦波的成分。但是通过对信号的傅里叶变换中可以明显看出信号中100Hz和200Hz的两个频率分量。2.三角

6、波只有在0点有一点幅值，其他点放均为0。3.白噪声信号的傅里叶变换只有只有在0点有一较高的值，其他接近0。