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文檔簡介

傳感與檢測實驗報告一、實驗目的：1、掌握周期信號頻譜分析方法；2、加深對加窗、泄漏等概念的理解；3、加深對采樣定理和頻譜混疊的理解；二、實驗原理： （1）采樣問題。若要使帶限信號不丟失信息，采樣頻率必須滿足采樣定理，否則將出現頻率混疊現象；（2）截斷問題。信號截斷以后產生能量泄露是必然的，從采樣定理可知，無論采用多高的采樣頻率，只要信號一經截斷，就不可避免的混疊。為了減少頻譜能量泄露，可采用不同的窗函數對信號進行截斷；解決方法：a) 采樣問題。非周期信號頻譜寬度是無限的，采樣過程若不能滿足采樣定理的要求，必然引起頻譜混疊現象，提高采樣率可以降低混疊；b) 截斷問題。對模擬信號的截斷將出現頻譜泄漏現象，選擇合適的窗函數可以降低泄漏；c) 利用FFT計算非周期信號的頻譜只能得到有限個離散值，不能得到相鄰兩個譜線之間的頻率上的頻譜，這一現象即為“柵欄現象”。通過縮小相鄰兩譜線間距的方法來降低“柵欄現象”的影響，但需要增加采樣點數，即增加N。對于瞬態信號，可以通過在原信號采樣序列的尾部補零的方法抑制“柵欄效應”。三、實驗內容與步驟：（1）打開信號分析與處理實驗系統。（2）選擇信號類型為正弦波、窗類型為矩形窗、頻率為60Hz、幅值為1、采樣頻率為1280Hz、采樣點數為2048 ，觀察信號時域波形及頻譜(如圖1)（3）分別選擇信號類型為三角波、方波、白噪聲，重復步驟（2），觀察信號時域波形及頻譜變化情況。（4）在信號類型為正弦波、幅值為1、頻率為60Hz、采樣頻率為1280 Hz條件下，分別將窗類型設置為矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、指數窗，觀察信號加不同類型窗函數后波形及頻譜變化情況。（5）在信號類型為正弦波、幅值為1、頻率為60Hz、加指數窗條件下，改變分析頻寬為1000 Hz觀察信號波形及頻譜變化情況。 圖1，正弦波 圖2，方波 圖3，三角波 圖4，白噪聲 圖5，正弦波加hanning窗 圖6，正弦

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