数字通信原理实验一：信号频谱分析实验

一、实验目的与要求 1．频谱分析的基本概念； 2．对常用信号进行频谱分析：正余弦信号、方波信号、锯齿波信号、矩形脉冲信号等； 3．应用FFT进行频谱分析，Matlab编程仿真。

二、实验设备与平台 实验设备要求每个学生一台电脑，运行环境为Matlab.

三、实验原理

四、实验内容与步骤 编写程序，解下列问题，然后把编写的程序代码和运行结果复制到题目后面的空白处，在实验结果后面写实验总结。

(2) 对时域信号画出波形图，并进行频谱分析。采样频率为500Hz，取=1024个数据点进行FFT。此外，请分析如下情况： a) 如果取不同大小的值(比如N=256, 512, 2048,…)，所得频谱图有何区别？ b) 若加入直流分量，，频谱图发生了什么变化？ 实验代码： fs=500; N=1024; t=(0:N-1)1/fs; x=2sin(2pi20t)+cos(2pi40t); subplot(2,1,1);plot(t,x);xlim([0 1/fs200]); y=fft(x); subplot(2,1,2);plot((0:N-1)/Nfs,abs(y)); a) 实验代码： fs=500; N=256; t=(0:N-1)1/fs; x=2sin(2pi20t)+cos(2pi40t); subplot(4,2,1);plot(t,x);xlim([0 N/fs]); y=fft(x); subplot(4,2,2);plot((0:N-1)/N*fs,abs(y));

fs=500; N=512; t=(0:N-1)1/fs; x=2sin(2pi20t)+cos(2pi40t); subplot(4,2,3);plot(t,x);xlim([0 N/fs]); y=fft(x); subplot(4,2,4);plot((0:N-1)/N*fs,abs(y));

fs=500; N=1024; t=(0:N-1)1/fs; x=2sin(2pi20t)+cos(2pi40t); subplot(4,2,5);plot(t,x);xlim([0 N/fs]); y=fft(x); subplot(4,2,6);plot((0:N-1)/N*fs,abs(y));

fs=500; N=2048; t=(0:N-1)1/fs; x=2sin(2pi20t)+cos(2pi40t); subplot(4,2,7);plot(t,x);xlim([0 N/fs]); y=fft(x); subplot(4,2,8);plot((0:N-1)/N*fs,abs(y));

频谱图的波峰随着N的增大而增大 B) 实验代码： 未加直流分量： 加上直流分量： 波形图上移0.5

周期性锯齿波、三角波的频谱分析 (1) 对锯齿波信号画出波形图，并进行频谱分析。采样频率为500Hz，取=1024个数据点进行FFT。 实验代码： fs=500; N=1024; t=(0:N-1)1/fs; x=sawtooth(2pi25t); subplot(2,1,1);plot(t,x);xlim([0 1/fs200]);ylim([-2,2]); y=fft(x); subplot(2,1,2);plot((0:N-1)/Nfs,abs(y)); (2) 对三角波信号画出其波形图和频谱图，并进行分析。采样频率为500Hz，取=1024个数据点进行FFT。 实验代码： fs=500; N=1024; t=(0:N-1)1/fs; x=sawtooth(2pi25t,0.5); subplot(2,1,1);plot(t,x);xlim([0 1/fs200]);ylim([-2,2]); y=fft(x); subplot(2,1,2);plot((0:N-1)/Nfs,abs(y));

矩形方波的频谱分析 对矩形脉冲信号，用rectpuls函数画出其时域波形，并进行频谱分析，时域波形宽度自定，采样频率为500Hz, 取N=1024个数据点进行FFT. 实验代码： fs=500; N=length(t); t=-1.5:1/fs:1.5; x=rectpuls(t,0.2); subplot(2,1,1);plot(x);ylim([0,2]); y=fft(x); subplot(2,1,2);plot((0:N-1)/N*fs,abs(y));