实验一 采样率对信号频谱的影响

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5g 采样率 fft点数 子载波间隔

5g 采样率 fft点数 子载波间隔

文章标题:深度解析5G通信中的采样率、FFT点数和子载波间隔在5G通信技术中,采样率、FFT点数和子载波间隔是至关重要的参数,它们直接影响着通信系统的性能和效果。

在本文中,我们将深入探讨这些参数的含义、作用以及它们对5G通信的影响。

一、采样率1. 采样率的定义采样率是指在一定时间内采集信号的次数,通常用赫兹(Hz)来表示,也就是每秒钟采样的次数。

在5G通信中,高采样率能够更准确地还原原始信号,从而提高通信质量。

2. 采样率的重要性在5G通信中,采样率的选择直接关系到通信系统对频谱的利用率和通信质量。

适当的采样率可以有效消除信号失真,提高通信的可靠性和准确性。

3. 个人观点采样率是5G通信中的关键参数,合理选择采样率可以更好地适应不同的通信环境和要求,提高通信的稳定性和可靠性。

二、FFT点数1. FFT点数的概念FFT(Fast Fourier Transform)是一种高效的信号处理算法,用于将时域信号转换为频域信号。

在5G通信中,FFT点数决定了信号频谱的精细程度。

2. FFT点数的作用适当的FFT点数可以提高信号的频谱分辨率,从而更准确地分析信号的频谱特性和通信质量,对于多用户接入、波束赋形等技术有着重要的影响。

3. 个人观点在5G通信中,合理选择FFT点数可以更好地适应不同频段和通信需求,从而提高频谱利用率和通信效果。

三、子载波间隔1. 子载波间隔的含义子载波是5G通信中的基本信号传输单元,子载波间隔指的是相邻子载波的频率间隔。

合理的子载波间隔可以有效避免子载波之间的干扰,提高通信的可靠性。

2. 子载波间隔的作用在5G通信中,子载波间隔决定了信号的频谱利用率和通信系统的抗干扰能力。

适当选择子载波间隔可以更好地适应不同的通信环境和频段特性。

3. 个人观点子载波间隔是5G通信中的重要参数,合理的子载波间隔可以提高通信系统的可靠性和鲁棒性,从而更好地满足用户的通信需求。

总结回顾本文对5G通信中的采样率、FFT点数和子载波间隔进行了全面深入的探讨和分析,这些参数直接关系到通信质量和系统性能的提升。

离散信号的频谱分析实验报告

离散信号的频谱分析实验报告

东北大学实验题目:离散信号的频谱分析姓名:______班级:自动化班__学号:____日期:2015.11.02____离散信号的频谱分析实验报告一、实验目的1 掌握采样频率的概念2 掌握信号频谱分析方法3 掌握在计算机中绘制信号频谱图的方法二、实验内容1、产生以下时间序列信号,并画出相应时域序列图:①采样频率为1000Hz,信号频率为30Hz的正弦信号y1(n)。

②采样频率为1000Hz,信号频率为120Hz的正弦信号y2(n)。

③采样频率为1000Hz, 30Hz的正弦信号和120Hz的混合信号y3(n)。

2、分别对信号y1(n), y2(n)和y3(n)进行FFT变换,画出其频谱图。

3、自带耳麦,采用goldwave等软件录制一段语音,内容为“数字信号处理”,文件按*.wav格式存储,设置采样频率为11025Hz。

4、对采集到的语音信号,进行FFT变换,画出其频谱图,并分析出自己语音的频谱范围。

三、实验结果及分析1,采样频率为1000Hz,信号频率为30Hz的正弦信号频谱图2,采样频率为1000Hz,信号频率为120Hz的正弦信号频谱图3,采样频率为1000Hz, 30Hz的正弦信号和120Hz的混合信号图4,对采样频率为1000Hz,信号频率为30Hz的正弦信号进行FFT变换的频谱图5,对采样频率为1000Hz,信号频率为120Hz的正弦信号进行FFT变换的频谱图6,对采样频率为1000Hz, 30Hz的正弦信号和120Hz的混合信号进行FFT变换的频谱图7,对采集到的语音信号(录制的自己声音,内容为“数字信号处理”),进行FFT变换的频谱图。

四、MATABLE程序代码fs=1000;%采样频率为1000HzN=1024;n=0:N-1;t=n/fs;f1=30;f2=120;x1=sin(2*pi*f1*t);x2=sin(2*pi*f2*t);x3=sin(2*pi*f1*t)+sin(2 *pi*f2*t)+2*randn(1,length(t));figure(1);plot(t,x1);title('origenal1');grid;figure(2);plot(t,x2);title('origenal2');grid;figure(3);plot(t,x3);title('origenal3');grid;y=fft(x1,N);%傅里叶变换mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);figure(4);plot(f(1:N/2),mag(1:N/2));%绘制频谱图title('with noise1');grid;y=fft(x2,N);%傅里叶变换mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y);figure(5);plot(f(1:N/2),mag(1:N/2));%绘制频谱图title('with noise2');grid;y=fft(x3,N);%傅里叶变换mag=abs(y);f=(0:length(y)-1)'*fs/length(y); figure(6);plot(f(1:N/2),mag(1:N/2));%绘制频谱图title('with noise3');grid;fs=11025;x1=audioread('D:\new.wav');sound(x1,11025);y1=fft(x1,4096);figure(1)subplot(321);plot(x1);title('原始信号'); xlabel('time n'); ylabel('fuzhi n');subplot(322);plot(y1);title('原始信号频谱');。

采样率与采样信号频率(续)

采样率与采样信号频率(续)
失真度统计分析: 振动实测过程中,若采样率无法达到 5倍分析频率以上时,
对于低采样率的采样信号,可以针对所分析目标对振动水准的不同要 求,采用方差控制准则对采样信号最大峰值进行适当的比例调整。
(要保证有效值基本不失真ÑÑ信号能量不失真)
采样信号幅值失真度的估计(续)
实测信号的分析1:
同济大学结构工程与防灾研究所校庆报告
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采样率与采样信号幅值(续)
采样率与采样幅值有关系吗? 建议采样率为5~10倍的分析频率,为什么?
采样率与采样信号幅值(续)
f(x)=sin(1*2*pi*t)
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采样信号幅值失真度的估计
如何估计这个失真度? (直接由采样信号的Fourier谱反推不可行) 考虑大部分实际信号具有卓越频带的性质,在一定频带内,将频率离散 化后采用随机模拟的方法构造真实信号,进而在给定采样率下采样,最 后基于概率统计对采样信号的幅值失真度进行分析估计。
• 振源是连续过程Æ采集信号为离散值(数字信号)
采样率与采样信号频率(续)
• 采样率问题
f(x)=sin(20*2*pi*t)+
为避免频率混叠问题,提出了最低采样率( Nyquist数)
sin(40*2*pi*t)
分析频率=采样率/Nyquist数
采样率应至少为分析频率的2倍(即Nyquist数应>2),否则会发生频 率混叠(简单示例):
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谢谢大家!
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采样间隔x总样点 同济大学结构工程与防灾研究所校庆报告
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实验一采样率对信频谱的影响

实验一采样率对信频谱的影响

实验一采样率对信频谱的影响文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-实验一 采样率对信号频谱的影响1.实验目的(1)理解采样定理;(2)掌握采样频率确定方法;(3)理解频谱的概念;(4)理解三种频率之间的关系。

2.实验原理理想采样过程是连续信号x a (t )与冲激函数串M (t )的乘积的过程∑∞-∞=-=k s kT t t M )()(δ (7-13) )()()(ˆt M t x t xa a = (7-14) 式中T s 为采样间隔。

因此,理想采样过程可以看作是脉冲调制过程,调制信号是连续信号x a (t ),载波信号是冲激函数串M (t )。

显然)()()()()(ˆs k s a k s a a kT t kT x kT t t x t x-=-=∑∑∞-∞=∞-∞=δδ (7-15)所以,)(ˆt xa 实际上是x a (t )在离散时间kT s 上的取值的集合,即)(ˆs a kT x 。

对信号采样我们最关心的问题是,信号经过采样后是否会丢失信息,或者说能否不失真地恢复原来的模拟信号。

下面从频域出发,根据理想采样信号的频谱)(ˆΩj X a和原来模拟信号的频谱)(Ωj X 之间的关系,来讨论采样不失真的条件∑∞-∞=Ω-Ω=Ωk s s a kj j X T j X )(1)(ˆ (7-16)上式表明,一个连续信号经过理想采样后,其频谱将以采样频率Ωs =2π/T s 为间隔周期延拓,其频谱的幅度与原模拟信号频谱的幅度相差一个常数因子1/T s 。

只要各延拓分量与原频谱分量之间不发生频率上的交叠,则可以完全恢复原来的模拟信号。

根据式(7-16)可知,要保证各延拓分量与原频谱分量之间不发生频率上的交叠,则必须满足Ωs ≥2Ω。

这就是奈奎斯特采样定理:要想连续信号采样后能够不失真地还原原信号,采样频率必须大于或等于被采样信号最高频率的两倍h s Ω≥Ω2,或者h s f f 2≥,或者2h s T T ≤ (7-17) 即对于最高频率的信号一个周期内至少要采样两点,式中Ωh 、f s 、T h 分别为被采样模拟信号的最高角频率、频率和最小周期。

信号的频谱实验报告(3篇)

信号的频谱实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解信号频谱的基本概念和原理。

2. 掌握傅里叶变换及其逆变换在信号频谱分析中的应用。

3. 学习利用MATLAB软件进行信号频谱分析。

4. 分析不同信号在时域和频域的特性。

二、实验原理信号的频谱分析是信号处理领域的重要方法,通过傅里叶变换可以将时域信号转换为频域信号,从而揭示信号中不同频率成分的分布情况。

傅里叶变换的基本原理是将信号分解为一系列正弦波和余弦波的线性组合,其中每个正弦波和余弦波的频率、幅度和相位代表了信号在该频率上的能量分布。

三、实验内容1. 信号的产生与观察使用MATLAB软件产生以下信号:- 基本信号:正弦波、余弦波、方波、三角波等。

- 复杂信号:叠加多个基本信号或进行调制、滤波等操作。

观察信号在时域和频域的波形,分析信号特性。

2. 傅里叶变换对上述信号进行傅里叶变换,得到其频谱。

分析频谱图,了解信号中不同频率成分的分布情况。

3. 逆傅里叶变换对信号进行逆傅里叶变换,将频域信号还原为时域信号。

观察还原后的信号,分析逆变换的效果。

4. 窗函数在进行傅里叶变换时,通常需要使用窗函数来减小频谱泄露。

比较不同窗函数(如矩形窗、汉宁窗、汉明窗等)对频谱的影响。

5. 采样定理分析信号采样过程中的采样定理,验证信号在时域和频域的特性。

四、实验结果与分析1. 基本信号- 正弦波和余弦波在时域和频域具有明显的单一频率成分。

- 方波和三角波在时域具有多个频率成分,频谱为离散谱。

- 复杂信号由多个基本信号叠加而成,频谱为连续谱。

2. 傅里叶变换傅里叶变换能够将时域信号转换为频域信号,揭示信号中不同频率成分的分布情况。

频谱图直观地展示了信号的能量分布,有助于分析信号的特性。

3. 逆傅里叶变换逆傅里叶变换能够将频域信号还原为时域信号。

实验结果表明,逆变换后的信号与原信号具有相似的特性,但可能存在一定的误差。

4. 窗函数窗函数能够减小频谱泄露,提高频谱分辨率。

不同窗函数对频谱的影响不同,应根据实际情况选择合适的窗函数。

实验一采样率对信号频谱的影响

实验一采样率对信号频谱的影响

实验一采样率对信号频谱的影响采样率是指在一定时间内对信号进行取样的频率,它是数字信号处理的重要参数之一、在信号处理中,采样率的选择对信号频谱有重要的影响。

本实验旨在研究不同采样率对信号频谱的影响,并探讨采样率的选择原则。

首先,我们需要了解采样定理。

根据奈奎斯特采样定理,如果一个信号在频域中的最高频率为fmax,那么它的采样频率fs需要满足fs >=2*fmax。

否则,在还原时将会出现混叠现象,导致信号频谱信息丢失。

接下来,我们将进行一系列实验来验证采样率对信号频谱的影响。

实验一:方波信号的频谱首先,我们生成一个频率为f的方波信号,并探究不同采样率对方波信号频谱的影响。

1.准备工作:- 使用任意计算机编程语言生成一个频率为f的方波信号,设置采样频率为fs。

-导入频谱分析的相关库或算法,如傅里叶变换、快速傅里叶变换等。

2.实验步骤:-将方波信号进行采样,得到采样后的离散数据序列。

-对离散数据序列进行频谱分析,得到信号的频谱图。

- 将采样频率fs逐渐增加,记录下不同采样率下方波信号的频谱图。

3.实验结果:-对于不同的采样率,观察方波信号的频谱图。

-频谱图上的主要频率分量应当为f及其奇次谐波,如3f,5f,7f等。

-如果采样率过低,会出现混叠现象,频谱图上会出现未知频率分量。

-随着采样率的增加,频谱图上的谐波频率分量会更加清晰,混叠现象逐渐消失。

4.结果分析:-根据实验结果,我们可以发现采样率对方波信号频谱的影响。

-当采样率足够高时,能够准确还原方波信号的频谱,谐波频率分量清晰可见。

-当采样率过低时,会出现混叠现象,导致频谱图上出现未知频率分量。

-实验结果验证了奈奎斯特采样定理的有效性。

本实验通过观察方波信号的频谱图,研究了不同采样率对信号频谱的影响。

实验结果表明,采样率的选择对信号频谱有较大影响,过低的采样率会导致信号频谱信息丢失。

因此,在信号处理中,我们需要根据待处理信号的最高频率来选择合适的采样率,以确保信号频谱得以准确还原。

取样频率对信号采集精度的影响研究

取样频率对信号采集精度的影响研究

取样频率对信号采集精度的影响研究信号采集是现代生产和科学技术中必不可少的一项技术。

它的过程是将要测量的信号转化为数字信号,然后进行分析、处理和传输。

信号采集精度的好坏直接影响到数据的准确性和实验结果的正确性。

而在信号采集中,设置合理的取样频率是至关重要的,因为它会直接影响到采样信号的精度和准确性。

所谓取样频率,就是指在一定时间范围内,数据采集设备对信号进行采样的次数。

例如,以1000Hz的采样频率采集一段时间为1秒的信号,则采集数据的总点数为1000。

明显地,采样频率越高,采样的数据点也就越多,相应地数据精度也就越高。

而采样频率过低则会导致数据的失真,从而降低数据分析的准确性。

所以,如何选择合适的采样频率成为了信号采集过程中的关键。

而这个问题并不是那么简单,因为在实际采集过程中,需要考虑到多种因素的影响。

以下是几个需要考虑的因素:1. 信号类型:在信号采集时,需要先了解信号的类型,来选择合适的采样频率。

不同类型的信号的变化速度也不一样,即不同信号类型对应的最小采样频率也不同。

例如,低频信号的变化缓慢,对应的最小采样频率相对较低,而高频信号的变化则很快,对应的最小采样频率就相对较高。

2. 过滤类型:在信号采集中,需要使用合适的滤波器来滤除信号中的噪声和其他不必要的信息。

不同类型的滤波器会对采样频率提出不同的要求。

例如,数字低通滤波器通常需要高于采样频率两倍的采样频率才能滤除采集到的噪声,而数字高通滤波器则要求采样频率至少高于信号的最高频率。

3. 信号带宽:信号带宽指信号的「有效范围」,在采集时,应至少以信号的最高频率两倍的采样率来采集信号。

否则,在采集到的数字信号中,可能会出现「欠采样」。

这种情况下,信号高于采样频率一半的频率将会出现混淆,从而会产生谬误和失真。

4. 系统质量:信号采集设备(例如ADC芯片)的质量和性能也会对取样频率的选择有影响。

高质量和高性能的设备通常能够在更高频率下运行,从而提高数据采集的精度和准确性。

采样定理实验报告

采样定理实验报告

一、实验目的1. 熟悉信号采样过程,了解采样定理的基本原理。

2. 通过实验观察采样时信号频谱的混叠现象。

3. 加深对采样前后信号频谱变化的理解,验证采样定理的正确性。

4. 掌握采样频率的选择对信号恢复的影响。

二、实验原理采样定理(Nyquist-Shannon采样定理)指出,一个频率为f的连续时间信号,如果以至少2f的频率进行采样,则采样后的信号可以无失真地恢复原信号。

本实验主要验证这一定理。

三、实验设备1. 信号发生器2. 示波器3. 采样器4. 低通滤波器5. 采样定理验证软件四、实验步骤1. 信号生成:使用信号发生器产生一个频率为f的连续时间信号。

2. 采样:将信号通过采样器进行采样,采样频率分别为f、2f、3f。

3. 频谱分析:使用示波器观察采样信号的时域波形,并使用频谱分析软件观察采样信号的频谱。

4. 信号恢复:对采样信号进行低通滤波,滤波器的截止频率为f/2,观察恢复后的信号。

5. 结果对比:对比不同采样频率下信号恢复的结果,分析采样频率对信号恢复的影响。

五、实验结果与分析1. 采样频率为f时:采样信号的频谱出现混叠现象,无法恢复原信号。

2. 采样频率为2f时:采样信号的频谱没有混叠现象,恢复后的信号与原信号基本一致。

3. 采样频率为3f时:采样信号的频谱没有混叠现象,恢复后的信号与原信号基本一致。

实验结果表明,当采样频率为2f时,采样信号可以无失真地恢复原信号,验证了采样定理的正确性。

同时,实验也表明,采样频率越高,信号恢复的效果越好。

六、实验结论1. 采样定理是信号处理中重要的基本原理,它为信号的数字化提供了理论依据。

2. 采样频率的选择对信号恢复的影响很大,采样频率越高,信号恢复的效果越好。

3. 在实际应用中,应根据信号的频率特性和系统要求选择合适的采样频率。

七、实验心得体会通过本次实验,我对采样定理有了更深入的理解,认识到采样频率选择的重要性。

同时,实验也让我体会到实验在验证理论、提高动手能力方面的作用。

fft采样率和采样间隔

fft采样率和采样间隔

fft采样率和采样间隔【原创实用版】目录1.FFT 采样率的概念及其重要性2.FFT 采样间隔的定义及其与采样率的关系3.FFT 采样率和采样间隔的计算方法4.FFT 采样率和采样间隔对信号处理的影响5.总结正文一、FFT 采样率的概念及其重要性快速傅里叶变换(FFT)是一种在信号处理领域广泛应用的算法,它可以将一个信号的频谱分析时间缩短到原来使用傅里叶变换(FT)时的一半。

在 FFT 中,采样率是一个十分重要的参数。

采样率是指信号在时间轴上被离散化的速率,通常用赫兹(Hz)表示。

采样率的选取会直接影响到信号的频谱分辨率和频谱泄漏等问题。

二、FFT 采样间隔的定义及其与采样率的关系FFT 采样间隔是指在 FFT 计算过程中,每一个离散点之间的时间间隔。

它与采样率密切相关,采样间隔等于采样率除以 FFT 的长度。

采样间隔决定了信号在频域上的分辨率,较小的采样间隔可以提高频谱分辨率,但同时也会增加计算的复杂度。

三、FFT 采样率和采样间隔的计算方法在实际应用中,FFT 采样率和采样间隔的计算需要根据信号的特性和处理的需求来进行。

通常情况下,采样率应尽可能地高,以提高信号的频谱分辨率。

而采样间隔则需要根据 FFT 的长度和信号的频谱特征来合理选择,以达到较好的信号处理效果。

四、FFT 采样率和采样间隔对信号处理的影响FFT 采样率和采样间隔对信号处理结果具有重要影响。

较高的采样率可以提高信号的频谱分辨率,使得频谱分析更加精确;较小的采样间隔可以减少频谱泄漏,提高信号的频率分辨率。

然而,过高的采样率和采样间隔会增加计算的复杂度和时间成本。

因此,在实际应用中,需要根据信号的特性和处理需求来合理选择 FFT 采样率和采样间隔。

五、总结FFT 采样率和采样间隔是信号处理中两个重要的参数,它们的选择直接影响到信号处理的效果。

频率和采样率的关系

频率和采样率的关系

频率和采样率的关系
1. 前言
在数字信号处理中,频率和采样率是两个重要的概念。

频率是指信号中重复出现的周期性变化的次数。

采样率则是指单位时间内采样的次数。

频率和采样率之间存在着一定的关系。

2. 采样定理和Nyquist频率
采样定理指出,为了恢复一个信号,采样率必须至少是信号的最高频率成倍增加的两倍。

这个最高频率被称为Nyquist频率。

如果采样率低于Nyquist频率,则会出现混叠现象,导致信号失真。

3. 频率和采样率的关系
采样率越高,可以表示的频率范围就越大。

如果采样率是f_s,则可以表示的频率范围是0到f_s/2。

因此,在选择采样率时,需要考虑信号中的最高频率成分,以便正确地表示信号。

例如,如果信号中最高频率成分是500 Hz,则必须选择至少1000 Hz的采样率才能正确地表示该信号。

4. 采样率的影响
采样率和信号的重构质量密切相关。

如果采样率过低,将导致一定程度的失真和混叠。

另一方面,如果采样率过高,则不仅会造成资源的浪费,还可能会使重构过程过于复杂。

5. 总结
在数字信号处理中,频率和采样率之间存在着密切的关系。

采样定理和Nyquist频率限制了信号的采样率。

正确选择采样率可以确保信号被正确地表示,同时也能够保证信号的重构质量。

关于采样频率与信号频率

关于采样频率与信号频率

Data_in[N]=sin(2*pi*信号频率/采样频率*i)
下图是采样频率固定,采样点数固定,采集的数据跟信号频率的关系
竖线是等距的采样线,间距是采样频率的倒数,1/fs,采样点数就是竖线和信号线的交点
由图可知,信号频率越大f,周期数越多,单个周期点数越少(越稀疏)
信号频率越小f,周期越少,单个周期点数越多(越细腻)
下图是同一个输入信号,采集频率和采集点数不一样
要求能完整采集一个周期的前提下,采集点数N越大,要求采样频率fs越大
AD采样:
根本没有什么采样频率和转化频率之分,转化频率(不是转化速度)就是采样频率,AD采样保持是把一个连续的信号分成一个个阶梯,你转化了该阶梯就是采集了该阶梯,你不转化,阶梯还是不断变化,因为电容充电放电一直进行着。

所以采样频率由触发转化的触发信号决定,转化速度由ADCCLK决定,所以触发信号的频率不能大于采样保持时间和转
化时间之和。

采样基础实验报告

采样基础实验报告

一、实验目的1. 理解并掌握采样定理的基本原理。

2. 通过实验验证采样定理在实际信号处理中的应用。

3. 学习采样频率对信号恢复的影响。

4. 掌握使用软件进行信号采样和频谱分析的方法。

二、实验原理采样定理是信号处理中的一个基本原理,它指出:如果一个信号的最高频率分量小于采样频率的一半,那么该信号可以通过采样完全恢复。

本实验通过模拟和理论分析,验证这一原理。

三、实验设备1. 电脑一台2. 信号发生器3. 采样器4. 分析软件(如MATLAB、Python等)四、实验步骤1. 信号生成:使用信号发生器生成一个连续的正弦信号,设定其频率为100Hz,幅度为1V。

2. 信号采样:将生成的信号输入采样器,设定采样频率为200Hz(满足采样定理要求),将连续信号转换为离散信号。

3. 频谱分析:使用分析软件对采样后的信号进行频谱分析,观察其频谱分布。

4. 信号恢复:使用分析软件对采样后的信号进行信号恢复,观察恢复后的信号与原始信号是否一致。

5. 改变采样频率:将采样频率分别设置为100Hz、400Hz,重复步骤3和4,观察采样频率对信号恢复的影响。

五、实验结果与分析1. 100Hz采样频率:当采样频率为100Hz时,采样后的信号频谱发生混叠,无法恢复原始信号。

2. 200Hz采样频率:当采样频率为200Hz时,采样后的信号频谱不发生混叠,可以恢复原始信号。

3. 400Hz采样频率:当采样频率为400Hz时,采样后的信号频谱不发生混叠,可以恢复原始信号,且恢复效果优于200Hz采样频率。

六、实验结论1. 采样定理在实际信号处理中具有重要的应用价值,正确选择采样频率可以保证信号的完整恢复。

2. 采样频率越高,信号恢复效果越好,但会增加数据存储和处理难度。

3. 实验结果表明,当采样频率大于信号最高频率的两倍时,可以满足采样定理的要求,实现信号的完整恢复。

七、实验心得通过本次实验,我对采样定理有了更深入的理解,掌握了采样频率对信号恢复的影响。

采样频率对频率测量算法的影响

采样频率对频率测量算法的影响
N
线, 总的能量矩为Σpixi, 设想一个重心在 x0, 反向施加全部信号
i=1
的能量 p0, 在不考虑泄漏的情况下, 令 x 轴上的能量矩平衡, 即
N
2 算法原理
根据正弦信号的特性, 在时域和频域可以找到许多算法。本 文研究了几种比较典型的算法。
p0 x0 =Σpi xi
i=1 N N N
由 p0 =Σpi 得 x0 =Σpi xi /Σpi
1 引言
频率测量分为硬件和软件测量, 使用整形电路和计数器的硬 件测量法发展成熟, 能满足绝大多数场合要求, 且精度将随硬件 软件测量方法伴随着计算机用于测试发展起来 功能改善而提高。 的, 基本原理是利用算法提取采样时间序列的时间幅值关系包含 的频率信息, 优点是对硬件性能要求不高, 精度可以通过算法改 进来提高。本文对三种典型的软件测量法进行了比较研究: 时域 中的三点法[1], 频域的能量矩平衡法[2]和 Buneman 算法[3]。
表 1 信号幅值为 5, 噪声幅值为 1, 采样频率为 100, 采样点 个数为 100 时各种算法的计算结果。 表 1 计算结果
测量算法 三点法 能量矩平衡法 Buneman 算法 设置频率 10 10 10 计算结果 10.62071 10.51407 9.97617 计算误差 (% ) -6.207 -5.141 0.238
式中: θ=2πf / Fs —相邻采样点的相位差; 使用三角变换有: ui +ui+2 = U[ (αi + 2θ ) ] =2Um sin (αi + θ ) cosθ=2ui+1 · cosθ m sinαi +sin 根据采样数据构造序列 {x} {y} yi=ui+ui+2 且 i , i 。其中 xi=2ui+1, yi =cosθ · xi 对两个序列使用最小二乘拟合得到斜率 cosθ。利 用下式求出频率:

频谱采样定理实验报告

频谱采样定理实验报告

一、实验目的1. 理解频谱采样定理的基本概念。

2. 掌握采样频率与信号频率之间的关系。

3. 通过实验观察和分析采样过程中信号频谱的变化。

4. 理解频谱混叠现象及其对信号恢复的影响。

二、实验原理频谱采样定理(奈奎斯特定理)指出,为了不失真地恢复一个连续信号,采样频率必须大于信号中最高频率成分的两倍。

即,如果信号的最高频率为\( f_{max} \),则采样频率\( f_s \)应满足:\[ f_s > 2f_{max} \]当采样频率低于此值时,会发生频谱混叠现象,导致信号无法恢复。

三、实验仪器与软件1. 实验仪器:示波器、信号发生器、低通滤波器等。

2. 实验软件:MATLAB。

四、实验步骤1. 信号生成:利用信号发生器生成一个连续的正弦信号,设定其频率为\( f_{max} \)。

2. 采样:利用示波器观察连续信号,并设置示波器的采样频率。

记录不同采样频率下的信号波形。

3. 频谱分析:利用MATLAB对采样后的信号进行频谱分析,绘制其频谱图。

4. 信号恢复:利用低通滤波器对采样后的信号进行滤波,去除高频混叠成分,然后利用MATLAB对滤波后的信号进行频谱分析,绘制其频谱图。

5. 结果分析:对比分析不同采样频率下的信号波形、频谱图以及恢复后的信号波形和频谱图,验证频谱采样定理。

五、实验结果与分析1. 不同采样频率下的信号波形:随着采样频率的降低,信号波形逐渐失真,出现频谱混叠现象。

2. 不同采样频率下的频谱图:当采样频率高于\( 2f_{max} \)时,频谱图中信号频谱清晰,没有混叠现象;当采样频率低于\( 2f_{max} \)时,频谱图中信号频谱发生混叠,无法区分不同频率成分。

3. 信号恢复:利用低通滤波器去除高频混叠成分后,恢复出的信号波形与原始信号基本一致,频谱图也恢复出原始信号的频谱。

六、实验结论1. 实验验证了频谱采样定理的正确性,即采样频率必须大于信号中最高频率成分的两倍,才能不失真地恢复信号。

fft采样率和采样间隔 -回复

fft采样率和采样间隔 -回复

fft采样率和采样间隔-回复FFT(快速傅里叶变换)是一种用于信号处理和频谱分析的重要算法。

在使用FFT进行信号分析时,采样率和采样间隔是两个非常关键的参数。

采样率决定了信号的频谱范围,而采样间隔则影响了信号的分辨率。

本文将一步一步回答有关FFT采样率和采样间隔的问题,帮助读者更好地理解和应用FFT算法。

一、采样率是什么?采样率是指在一段时间内采集到的样本数量。

在FFT中,采样率决定了信号的频谱范围。

采样率越高,信号的频谱范围也就越广。

通常,采样率以每秒采样点数(samples per second)的形式表示,单位为Hz(赫兹)。

例如,如果信号采样率为1000Hz,意味着在每秒钟内将采集到1000个样本点。

这意味着信号的频谱范围将从0Hz到500Hz,其中0Hz表示直流分量,500Hz表示采样率的一半。

二、采样间隔是什么?采样间隔是指相邻两个样本点之间的时间间隔。

在FFT中,采样间隔决定了信号的分辨率。

采样间隔越短,信号的分辨率越高,可以更好地分辨信号中的细节。

采样间隔由采样率的倒数来计算。

换句话说,采样间隔等于1除以采样率。

例如,如果信号的采样率为1000Hz,那么采样间隔为1/1000秒,即0.001秒。

这意味着相邻两个样本点之间的时间间隔为0.001秒。

三、采样率和采样间隔的关系是什么?采样率和采样间隔是通过以下关系密切相关的:采样间隔= 1 / 采样率采样率= 1 / 采样间隔这意味着采样率和采样间隔是互为倒数关系的。

通过这个关系,我们可以根据已知的采样率或采样间隔计算出另一个参数的值。

例如,如果我们知道采样率为1000Hz,我们可以通过将采样率的倒数计算出采样间隔的值。

1 / 1000 = 0.001,所以采样间隔为0.001秒。

反过来,如果我们知道采样间隔为0.001秒,我们可以通过将1除以采样间隔来计算出采样率的值。

1 / 0.001 = 1000Hz,所以采样率为1000Hz。

数字信号处理实验一报告

数字信号处理实验一报告

实验一:用FFT 对信号作频谱分析1.实验目的学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法,了解可能出现的分析 误差及其原因,以便正确应用FFT 。

2. 实验原理用FFT 对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。

经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。

对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D 和分析误差。

频谱分辨率直接和FFT 的变换区间N 有关,因为FFT 能够实现的频率分辨率是N /2π,因此要求D N ≤/2π。

可以根据此式选择FFT 的变换区间N 。

误差主要来自于用FFT 作频谱分析时,得到的是离散谱,而信号(周期信号除外)是连续谱,只有当N 较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱,因此N 要适当选择大一些。

周期信号的频谱是离散谱,只有用整数倍周期的长度作FFT ,得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。

如果不知道信号周期,可以尽量选择信号的观察时间长一些。

对模拟信号进行谱分析时,首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。

如果是模拟周期信号,也应该选取整数倍周期的长度,经过采样后形成周期序列,按照周期序列的谱分析进行。

3.实验步骤及内容(1)对以下序列进行谱分析。

⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤-=⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤+==其它nn n n n n x 其它nn n n n n x n R n x ,074,330,4)(,074,830,1)()()(3241选择FFT 的变换区间N 为8和16 两种情况进行频谱分析。

分别打印其幅频特性曲线。

并进行对比、分析和讨论。

(2)对以下周期序列进行谱分析。

4()cos4x n n π=5()cos(/4)cos(/8)x n n n ππ=+选择FFT 的变换区间N 为8和16 两种情况分别对以上序列进行频谱分析。

分别打印其幅频特性曲线。

并进行对比、分析和讨论。

(3)对模拟周期信号进行谱分析6()cos8cos16cos20x t t t t πππ=++选择 采样频率Hz F s 64=,变换区间N=16,32,64 三种情况进行谱分析。

采样率对测量结果精度影响初步探询

采样率对测量结果精度影响初步探询

采样率对测量结果精度影响初步探询在科学研究与工程实践中,测量是一项重要的工作。

测量结果的准确性与测量过程的各种参数相关,其中,采样率是一项关键参数。

在本文中,我们将探讨采样率对测量结果精度的影响,并对其进行初步探询。

采样率可定义为在一定时间内对信号进行采样的频率。

它决定了我们对信号进行采样的密度,即每秒内进行的采样次数。

对于某些特定的测量任务,采样率的选择至关重要,它直接影响到测量结果的精度与准确性。

首先,采样率对测量结果精度的影响可从理论上进行初步推断。

根据奈奎斯特定理,为了准确重构一个信号,采样频率必须至少是信号频率的两倍。

如果采样率低于奈奎斯特频率,那么信号中的高频分量将丢失,导致重构出的信号失真。

因此,采样率的选择应该满足奈奎斯特定理的要求,以确保测量结果的准确性。

然而,在实际应用中,采样率并不需要一直高于奈奎斯特频率。

针对不同的测量任务,可以根据信号的特性和所需精度进行适当调整。

过高的采样率会增加数据量,导致存储和分析的困难,同时也增加了系统复杂性和成本。

因此,为了实现满足需求的精度,合理选择采样率是一项重要工作。

采样率对测量结果精度的影响还与信号的特性有关。

对于频率较低的信号,采样率可以相对较低,因为信号的变化较为缓慢,可以在较长时间内进行采样。

相反,对于频率较高的信号,必须选择较高的采样率,以便准确捕捉信号的快速变化。

此外,采样率还应考虑到信号的带宽,因为信号的频谱范围与采样率有直接关系。

除了频率的影响外,采样率还可能受到噪声的影响。

在存在噪声的情况下,选择较高的采样率可以提高测量结果的信噪比,从而减小噪声的影响。

然而,在高噪声环境中,过高的采样率也会导致噪声的增加,因此仍需要进行权衡。

在实际的测量应用中,我们需要根据具体要求进行采样率的选择。

一般而言,为了获得较高的测量精度,建议选择较高的采样率。

但是,需要注意的是,采样率并非越高越好,高采样率可能会导致误差的积累,从而影响测量精度。

(完整版)实验一采样率对信号频谱的影响

(完整版)实验一采样率对信号频谱的影响

(完整版)实验⼀采样率对信号频谱的影响实验⼀采样率对信号频谱的影响1.实验⽬的(1)理解采样定理;(2)掌握采样频率确定⽅法;(3)理解频谱的概念;(4)理解三种频率之间的关系。

2.实验原理理想采样过程是连续信号x a (t )与冲激函数串M (t )的乘积的过程∑∞-∞=-=k s kT t t M )()(δ (7-13) )()()(?t M t x t xa a = (7-14) 式中T s 为采样间隔。

因此,理想采样过程可以看作是脉冲调制过程,调制信号是连续信号x a (t ),载波信号是冲激函数串M (t )。

显然)()()()()(?s k s a k s a a kT t kT x kT t t x t x-=-=∑∑∞-∞=∞-∞=δδ (7-15)所以,)(?t xa 实际上是x a (t )在离散时间kT s 上的取值的集合,即)(?s a kT x 。

对信号采样我们最关⼼的问题是,信号经过采样后是否会丢失信息,或者说能否不失真地恢复原来的模拟信号。

下⾯从频域出发,根据理想采样信号的频谱)(?Ωj X a和原来模拟信号的频谱)(Ωj X 之间的关系,来讨论采样不失真的条件∑∞-∞=Ω-Ω=Ωk s s a kj j X T j X )(1)(? (7-16)上式表明,⼀个连续信号经过理想采样后,其频谱将以采样频率Ωs =2π/T s 为间隔周期延拓,其频谱的幅度与原模拟信号频谱的幅度相差⼀个常数因⼦1/T s 。

只要各延拓分量与原频谱分量之间不发⽣频率上的交叠,则可以完全恢复原来的模拟信号。

根据式(7-16)可知,要保证各延拓分量与原频谱分量之间不发⽣频率上的交叠,则必须满⾜Ωs ≥2Ω。

这就是奈奎斯特采样定理:要想连续信号采样后能够不失真地还原原信号,采样频率必须⼤于或等于被采样信号最⾼频率的两倍h s Ω≥Ω2,或者h s f f 2≥,或者2h s T T ≤ (7-17) 即对于最⾼频率的信号⼀个周期内⾄少要采样两点,式中Ωh 、f s 、T h 分别为被采样模拟信号的最⾼⾓频率、频率和最⼩周期。

不同采样频率和采样长度对fft的影响比较(精品资料)

不同采样频率和采样长度对fft的影响比较(精品资料)

不同采样频率和采样长度对 fft 的影响比较选取采样频率的关键是估计信号的最高频率h f 。

如果在采样之前采用模拟抗混叠滤波,可根据信号的期望衰减选择最高频率。

此外也可根据时域波形变化最快的部分,估计信号最高频率。

若用了传感器,也可根据传感器的响应粗略的估计分析信号的最高频率。

粗略估计信号h f 之后,按照采样定理要求对信号进行采样,并用DFT 计算频谱。

然后将采样频率提高一倍,在此计算信号频谱,若两次频谱变化在允许范围之内,说明采样频率已选择足够高。

采样长度N 的选择频域的最小分辩率min f 决定。

DFT 的变换对应的模拟频率分辩率为:11s pf N t =,所以采样长度N 的选择为: minsf N f ≥1、 已知模拟信号有三个幅值为1的正弦信号组成,频率分别为1f =1kHz 2f =2.5kHz3f =3kHz 采样频率s f =10kHz 采用N=10,20时信号的频谱。

图(1)图(2)图(3)N=40图(4) N=100分析:(1)最小频率间隔min f =0.5kHz,s f =10Kz, 为能区分2.5kHz 、3kHz 的信号频率,N 20;由图(1)可以看出,当N=10时,只有两个峰值,由于频率分辩率大于0.5kHz,f2 和f3产生了混迭。

(2)图(2)中,N=10而改变了fft 变换时的点数Nff=1024,变换时采用了补零的方法,通过计算得到频谱图明显光滑,虽然增加了点数而此时改变的是计算分辨率,并不能提高频率分辨率,对于N=10,Nfft=1024时不能区分2f 与3f 。

N=20时刚好能够满足频率分辨的条件,在2.5kHz 和3kHz 位置出现了两个峰值。

第一峰值的左侧,第一和第二峰值之间的虚假谱峰,主要由于旁瓣泄露引起。

比较N=20和N=100,随着N 的增加,主瓣宽度减小频率分辨率提高。

由图可以看出主峰位置也较为准确。

(3)图(3)中N=40 虽然采样点增加,但加窗后不能区分信号2和3 的,由峰值1处可以看出加窗后主瓣较宽但旁瓣泄露较小。

信号采样实验报告

信号采样实验报告

信号采样实验报告信号采样实验报告引言:信号采样是数字信号处理领域中的重要概念,它涉及到将连续时间域的信号转换为离散时间域的信号。

在本次实验中,我们将通过实际操作来深入了解信号采样的原理和方法,并探讨其在实际应用中的意义和局限性。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过实际采样操作,掌握信号采样的基本原理和方法,并理解信号采样对信号重构的影响。

二、实验装置与方法1. 实验装置:- 信号发生器:用于产生不同频率和振幅的模拟信号。

- 采样器:用于对模拟信号进行采样。

- 示波器:用于观察和分析采样后的信号。

2. 实验方法:- 首先,使用信号发生器产生一个正弦波信号,并将其连接到采样器的输入端。

- 调节采样频率,观察并记录不同采样频率下的采样信号。

- 将采样信号连接到示波器上,观察并分析采样信号的频谱特性。

- 重复以上步骤,使用不同频率和振幅的信号进行实验。

三、实验结果与分析1. 采样频率对信号重构的影响:通过实验我们发现,当采样频率低于信号频率的两倍时,会出现采样失真的现象,即采样信号无法准确重构原始信号。

这是由于采样定理的限制,即奈奎斯特采样定理,它要求采样频率至少为信号频率的两倍才能保证信号的完全重构。

2. 采样频率对信号频谱的影响:我们进一步观察了不同采样频率下信号的频谱特性。

实验结果显示,当采样频率高于信号频率的两倍时,信号频谱能够完全重构,没有出现频谱混叠现象。

而当采样频率低于信号频率的两倍时,信号频谱会出现混叠,即高频部分会被低频部分覆盖,导致频谱失真。

3. 信号振幅对采样结果的影响:我们还研究了信号振幅对采样结果的影响。

实验结果表明,信号振幅的变化对采样结果并没有明显影响,即采样信号的幅值与原始信号的幅值基本一致。

这是因为采样过程只涉及到对信号的抽样,并不会改变信号的振幅。

四、实验总结与启示通过本次实验,我们深入了解了信号采样的原理和方法,并通过实际操作验证了采样定理的有效性。

同时,我们也认识到了采样频率对信号重构和频谱特性的重要性。

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实验一 采样率对信号频谱的影响1.实验目的(1)理解采样定理;(2)掌握采样频率确定方法;(3)理解频谱的概念;(4)理解三种频率之间的关系。

2.实验原理理想采样过程是连续信号x a (t )与冲激函数串M (t )的乘积的过程∑∞-∞=-=k s kT t t M )()(δ (7-13) )()()(ˆt M t x t xa a = (7-14) 式中T s 为采样间隔。

因此,理想采样过程可以看作是脉冲调制过程,调制信号是连续信号x a (t ),载波信号是冲激函数串M (t )。

显然)()()()()(ˆs k s a k s a a kT t kT x kT t t x t x-=-=∑∑∞-∞=∞-∞=δδ (7-15)所以,)(ˆt xa 实际上是x a (t )在离散时间kT s 上的取值的集合,即)(ˆs a kT x 。

对信号采样我们最关心的问题是,信号经过采样后是否会丢失信息,或者说能否不失真地恢复原来的模拟信号。

下面从频域出发,根据理想采样信号的频谱)(ˆΩj X a和原来模拟信号的频谱)(Ωj X 之间的关系,来讨论采样不失真的条件∑∞-∞=Ω-Ω=Ωk s s a kj j X T j X )(1)(ˆ (7-16)上式表明,一个连续信号经过理想采样后,其频谱将以采样频率Ωs =2π/T s 为间隔周期延拓,其频谱的幅度与原模拟信号频谱的幅度相差一个常数因子1/T s 。

只要各延拓分量与原频谱分量之间不发生频率上的交叠,则可以完全恢复原来的模拟信号。

根据式(7-16)可知,要保证各延拓分量与原频谱分量之间不发生频率上的交叠,则必须满足Ωs ≥2Ω。

这就是奈奎斯特采样定理:要想连续信号采样后能够不失真地还原原信号,采样频率必须大于或等于被采样信号最高频率的两倍h s Ω≥Ω2,或者h s f f 2≥,或者2h s T T ≤ (7-17) 即对于最高频率的信号一个周期内至少要采样两点,式中Ωh 、f s 、T h 分别为被采样模拟信号的最高角频率、频率和最小周期。

在对正弦信号采样时,采样频率要大于这一最低的采样频率,或小于这一最大的采样间隔才能不失真地恢复信号。

对正弦信号采样时,一般要求在一个周期至少采样3个点,即采样频率h s f f 3 。

3.实验内容(1)采样率的确定在本实验中要用到正弦信号、余弦信号和矩形波:正弦信号:sin(20πt );余弦信号:cos(20πt );矩形波:频率为50Hz 、占空比为1的矩形波(2)计算采样后所得序列的频谱① 正弦信号在采样率为15Hz 、20Hz 和50Hz 时采样所得序列的频谱;② 余弦信号在采样率为15Hz 、20Hz 和50Hz 时采样所得序列的频谱;③ 矩形波在采样率为100Hz 、400Hz 和800Hz 时采样所得序列的频谱;(3)分析不同信号在不同采样率下频谱的特点4.实验步骤(1)复习并理解时域采样定理;(2)编写Matlab 程序计算不同采样率下信号的频谱;(3)调试程序,排除程序中的错误;(4)分析程序运行结果,检验是否与理论一致。

5.实验报告要求(1)阐明实验的目的、原理和内容;(2)打印主要程序并粘贴在实验报告中;(3)打印实验结果并粘贴在实验报告中;(4)针对实验结果加以分析和总结。

6.思考题(1)对相同频率的正弦和余弦信号,均采用信号频率2倍的采样率采样时所得序列的频谱有何不同?为什么?(2)50Hz 的矩形波的采样率为何不能为100Hz ?(3)对矩形波,要完全不失真采样率应为多少?一般采样率为信号频率的多少倍时就可近似认为没有失真?例3-5-1 试求信号x (t )=sin(100πt )用采样率为80Hz 、100Hz 、101Hz 、150Hz 时采样所得序列的频谱,要求频率分辨率为0.5Hz 。

解:频率分辨率为0.5Hz ,则频域采样点数分别为160、200、202和300。

程序如下:deltf=0.5;%频率分辨率Fs1=80;Fs2=100;Fs3=101;Fs4=150;%采样率N1=Fs1/deltf;N2=Fs2/deltf;N3=Fs3/deltf;N4=Fs4/deltf;%采样点数n1=0:N1-1;n2=0:N2-1;n3=0:N3-1;n4=0:N4-1;%采样点x1=sin(100*pi*n1/Fs1);x2=sin(100*pi*n2/Fs2);%采样x3=sin(100*pi*n3/Fs3);x4=sin(100*pi*n4/Fs4);%采样y1=fft(x1);y2=fft(x2);y3=fft(x3);y4=fft(x4);%快速傅里叶变换y1=y1.*conj(y1)/N1^2;y2=y2.*conj(y2)/N2^2;%计算功率y3=y3.*conj(y3)/N3^2;y4=y4.*conj(y4)/N4^2;%计算功率subplot(2,2,1);plot((0:49)/Fs1,x1(1:50));xlabel('时间/s');ylabel('幅度');axis([0 0.6 -1 1.5]);text(0.02,1.2,'采样率为80Hz的时域波形');subplot(2,2,2);plot(n1*Fs1/N1,y1);xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度(功率)');text(10,0.32,'采样率为80Hz的频谱');%下面显示波形的程序省略程序运行结果如图3-15所示,信号实际频率为50Hz,现分析如下:①在采样率为80Hz时,频谱中有两个冲激,分别对应30Hz和50Hz,50Hz的冲激与理论一致,30Hz的冲激为采样率(80Hz)与信号实际频率(50Hz)之差,即30Hz冲激其实是下一周期负频率对应的冲激,表明频谱前后周期之间出现了重叠,即混叠;②采样率为100Hz时,时域波形和频谱幅度均极小,近似为0,时域波形杂乱无章,频谱也无规律可言,原因在于,采样率刚好为频率的2倍,所以采样点刚好落在了幅值为0处,故几乎无信号;③采样率为101Hz时,时域波形幅度由0逐渐递增直至达到1,频谱中有两个冲激,一个对应50Hz,一个对应51Hz(两个冲激距离很近),从时域来看出现了失真,从频域来看,基本没有混叠;④采样率为150Hz时,时域波形与理论波形变化规律一致,但幅度没达到最大理论值1,频谱中有两个冲激,一个对应50Hz,一个对应100Hz,两者关于中心点N/2对称,根据前面的分析可知,100Hz的冲激其实对应于下一周期的负频率的冲激,由于数字频率一般取-π~π(对应于-N/2~N/2),故100Hz的冲激没有影响。

因此,对于正弦信号,采样率低于2f h时将出现频谱混叠。

图3-15 x(t)=sin(100πt)不同采样率的时域波形和频谱例3-5-2试求频率为50Hz的矩形波用采样率为400Hz、500Hz、600Hz、1000Hz时采样所得序列的频谱,要求频率分辨率为0.5Hz。

解:矩形波是由基频的奇次谐波构成,最高频率为∞,因此无论如何都将产生频谱的混叠。

但是随着频率的升高,其幅度衰减很快,因此,只要采样频率达到一定程度,就认为没有失真。

在实际处理一些波形时也常采用这一近似。

deltf=0.5;%频率分辨率Fs1=400;Fs2=500;Fs3=600;Fs4=1000;%采样率N1=Fs1/deltf;N2=Fs2/deltf;N3=Fs3/deltf;N4=Fs4/deltf;%采样点数n1=0:N1-1;n2=0:N2-1;n3=0:N3-1;n4=0:N4-1;%采样点x1=square(100*pi*n1/Fs1);x2=square(100*pi*n2/Fs2);%采样x3=square(100*pi*n3/Fs3);x4=square(100*pi*n4/Fs4);%采样y1=fft(x1);y2=fft(x2);y3=fft(x3);y4=fft(x4);%快速傅里叶变换y1=abs(y1);y2=abs(y2);%计算绝对值y3=abs(y3);y4=abs(y4);%计算绝对值figure(1)subplot(2,2,1);stem((0:399)/Fs1,x1(1:400));xlabel('时间/s');ylabel('幅度');axis([0 0.1 -1.5 1.5]);text(0,1.25,'采样率为400Hz的时域波形');subplot(2,2,2);plot(n1*Fs1/N1,y1);xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度(绝对值)');text(8,550,'采样率为400Hz的频谱');subplot(2,2,3);stem((0:499)/Fs2,x2(1:500));xlabel('时间/s');ylabel('幅度');axis([0 0.1 -1.5 1.5]);text(0,1.25,'采样率为500Hz的时域波形');subplot(2,2,4);plot(n2*Fs2/N2,y2);xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度(绝对值)');text(8,750,'采样率为500Hz的频谱');figure(2)subplot(2,2,1);stem((0:599)/Fs3,x3(1:600));xlabel('时间/s');ylabel('幅度');axis([0 0.08 -1.5 1.5]);text(0,1.25,'采样率为600Hz的时域波形');subplot(2,2,2);plot(n3*Fs3/N3,y3);xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度(绝对值)');text(8,750,'采样率为600Hz的频谱');subplot(2,2,3);stem((0:999)/Fs4,x4(1:1000));xlabel('时间/s');ylabel('幅度');axis([0 0.06 -1.5 1.5]);text(0.02,1.2,'采样率为1000Hz的时域波形');subplot(2,2,4);plot(n4*Fs4/N4,y4);xlabel('频率/Hz');ylabel('幅度(绝对值)');text(10,1300,'采样率为1000Hz的频谱');现分析如下:①在采样频率为400Hz时,频谱图中出现了比较明显的4个冲激,频率分别对应于50Hz、150Hz、250Hz和350Hz。

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