离散傅里叶变换和快速傅里叶变换(3)

2020-04-14 06:16

321value0-1-2-3051015n202530

4035302520151050图3.3.7 进行28点采样得到的序列

4 32Phase Angle (radian)010k2030Amplification10-1-2-3010k2030图3.3.8 DFT的幅度谱和相位谱(弧度制)。再次出现频谱泄漏。

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403530252015105043FFT Phase Angle (radian)010FFT k20302FFT Amplification10-1-2-3010FFT k2030

【分析】

分别取12点、20点、28点采样,以考察采样长度的选择与频谱是否泄漏之间的关系。现在与原信号频谱X(?)比较后可以得出如下结论:

图3.3.9 FFT的幅度谱和相位谱(弧度制)。再次出现频谱泄漏。

图3.3.10 原信号的频谱(由两个冲激函数组成)

原信号的频谱是X(?)?3?[?(??8?)??(??8?)],在±8π上各有一强度为3π的谱线,在其余频率上为0。

可见原信号被0.1 s采样周期的采样信号离散化之后,谱线以20π为周期重复,并且只在(20k±8)π (k为整数)处非0。那么,在20点DFT(采样时间原信号周期的整数倍)中,只有第8根、第12根谱线非0。而在12点、28点DFT中,由于采样时间不是原信号周期的整数倍,谱线将向两边泄漏。

不过,对比12点采样和28点采样,我们还可以发现,28点采样频谱的主谱线高度是次谱线高度的4倍,儿12点采样频谱的主谱线高度是次谱线高度的3倍。可见,在无法保证采样时间是信号周期整数倍的情况下,增加采样时间有助于减轻频谱泄漏的程度。

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3.4对第3步中所述连续时间信号叠加高斯白噪声信号,重复第3步过程。 【解答】

思路:此题与上一题都是一样的操作,可以在编程时统一用变量g(0或1)来控制是否有白噪声。这里取g=1(有白噪声)。

另外,仍然分别取12点、20点、28点采样,以考察采样长度的选择与频谱是否泄漏的关系。 M文件源代码:

不需要再新编程序。可以直接引用上面的函数:

sampJune3(N,Ts,g),取g=1,以体现存在白噪声 DFT(N,x) myFFT(N,x)

命令窗口中的运行及其结果: 12点采样:

>> xs=sampJune3(12,0.1,1);%末尾的1表示有噪声。 >> DFT(12,xs); >> myFFT(12,xs);

54321value0-1-2-3-4-50246n81012

图3.4.1 进行12点采样得到的含噪声的序列

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1816321410864Phase Angle (radian)0246k81012121Amplification0-1-220-30246k81012

1816图3.4.2 含噪声序列DFT的幅度谱和相位谱(弧度制)。

3

2141210864-220-3FFT Phase Angle (radian)0246FFT k81012FFT Amplification10-10246FFT k81012

20点采样:

>> xs=sampJune3(20,0.1,1);%末尾的1表示有噪声。 >> DFT(20,xs); >> myFFT(20,xs);

图3.4.3 含噪声FFT的幅度谱和相位谱(弧度制)。

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4321value0-1-2-3-40246810n1214161820图3.4.4 进行20点采样得到的含噪声序列

303

25215Phase Angle (radian)0510k1520201Amplification010-15-20-30510k1520

图3.4.5 含噪声DFT的幅度谱和相位谱(弧度制)。

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