比较观察│X(kf0)│以及X(f)的DFT谱为:
. │X(kf0)│是连续非周期信号x(t)的幅度谱,谱线间隔为f0=1/T0=2Hz,用蓝色线表示 │X(kf1)│是X(f)的谱估计,谱线间隔为f1=1/T1=1/T0=2Hz,用红色线表示 │X(kf1)│是对│X(kf0)│在0到fs区间的N点谱估计
B、选择的DFT参数为: 采样频率fs=40Hz
采样点数N=20 数据记录长度T1=N/fs=0.5s DFT分析谱线间隔f1=fs/N=2Hz 所采样的时间序列x(n)为:
获得N点采样序列x(n)后,对所采样的时间序列x(n)作N点DFT,得X(k),从而得到幅度谱│X(ejω)│为:
比较观察│X(kf0)│以及X(f)的DFT谱为:
C、思考题:说明为保证连续周期信号谱分析精度,应如何确定采样频率和采样点数。
当取一个完整的信号周期时,采样频率fs越大,采样点数N越多,连续周期信号谱分析精度越高。
6、思考题:
1、 描述随着DFT变换点数N的增加,X(k)的幅度谱的变化并解释原因。
随着DFT变换点数N的增加,X(k)的幅度谱序列间隔越来越密,其包络逐渐逼近x(n)的幅度谱X(ej?) 。这是因为M点有限长序列x(n)的N点DFT是对有限长序列x(n)的频谱
X(ej?)在频域0~2π区间内的N点等间隔抽样。即:
X(k)?DFT[x(n)]?X(e因此变换点数越多,抽样间隔越小。
j?)??2?Nk
2、 用DFT对连续非周期信号进行谱分析,试分析(1)采样点数足够多(即数据截断长度
足够长)的情况下,采样频率对谱分析的影响;(2)采样频率足够高(即无明显的频域混叠现象)时,采样点数N (相应地时窗截断长度NTs)对谱分析的影响。 (1)采样点数足够多(数据截断长度足够长)的情况下,采样频率越高,时域抽样、频域周期延拓所带来的频域混叠越小,DFT分析结果对信号频谱的近似程度越好。当采样频率足够高时,可避免(当信号为带宽有限时)或大大减轻(当信号为时宽有限时)频域混叠, DFT分析结果是对信号频谱的极好近似。
(2)采样频率足够高(即无明显的频域混叠现象)时,采样点数N 越大,时域截断的窗口效应越小,DFT分析结果对信号频谱的近似程度越好。当采样点数足够多时,可避免(当信号为时宽有限时)或大大减轻(当信号为带宽有限时)频域抽样、时域周期延拓所带来的时域混叠。DFT分析结果是对信号频谱的极好近似。
3、 说明为保证连续周期信号谱分析精度,应如何确定采样频率和采样点数。
(1) 采样频率须满足时域采样定理;
(2) 采样点数应保证信号的截取长度等于信号的周期,或整数倍周期。