實(shí)驗(yàn)十窗函數(shù)在譜分析中的作用

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1、實(shí)驗(yàn)十窗函數(shù)在譜分析中的作用一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑诶碚搶W(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，掌握不同窗函數(shù)的性質(zhì)、特點(diǎn)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)它們?cè)诳朔﨔FT頻譜分析的能量泄漏和柵欄效應(yīng)誤差中的作用，以便在實(shí)際工作中能根據(jù)具體情況正確選用窗函數(shù)。二．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容信號(hào)的截?cái)喈a(chǎn)生了能量泄漏，而用FFT算法計(jì)算頻譜又產(chǎn)生了柵欄效應(yīng)，從原理上講這兩種誤差都是不能消除的，但是我們可以通過(guò)選擇不同的窗函數(shù)對(duì)它們的影響進(jìn)行抑制。下圖是幾種常用的窗函數(shù)的時(shí)域和頻域波形，其中矩形窗主瓣窄，旁瓣大，頻率識(shí)別精度最高，幅值識(shí)別精度最低；布萊克曼窗主瓣寬，旁瓣小，頻率識(shí)別精度最低，但幅值識(shí)別精度最高。?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是產(chǎn)生2個(gè)典型測(cè)試信號(hào)：　　

2、　x1(t)=4*sin(2π*202.5*t)　　　　x2(t)=4*sin(2π*502.5*t)+4*sin(2π*514*t)　然后對(duì)信號(hào)加矩形窗和布萊克曼窗進(jìn)行譜分析，目的是讓學(xué)生通過(guò)分析對(duì)比了解信號(hào)加窗的作用。三．仿真實(shí)驗(yàn)1．代碼：%sinyan10.m%只要去“%”要把另外的語(yǔ)句加上“%”就為實(shí)驗(yàn)第一步t=0:1/1536:2;m=0:0.5:1536;%y1=4*sin(2*pi*202.5*t);%addwin11=window(@hann,3073).*y1'%addwin12=window(@hamming,3073).*y1'%addwin13=w

3、indow(@blackman,3073).*y1'%transf1=abs(fft(y1)/1024);%transf11=abs(fft(addwin11)/1536);%transf12=abs(fft(addwin12)/1536);%transf13=abs(fft(addwin13)/1536);y2=4*sin(2*pi*202.5*t)+4*sin(2*pi*514*t);transf2=abs(fft(y2)/1536);addwin21=window(@hann,3073).*y2'addwin22=window(@hamming,3073).*y2'

4、addwin23=window(@blackman,3073).*y2'transf2=abs(fft(y2)/1536);transf21=abs(fft(addwin21)/1536);transf22=abs(fft(addwin22)/1536);transf23=abs(fft(addwin23)/1536);%subplot(5,1,1);plot(t,y1);%title('4*sin(2*pi*202.5*t)');%subplot(5,1,2);plot(m(1:1536),transf1(1:1536));%ylabel('rect');%subplo

5、t(5,1,3);plot(m(1:1536),transf11(1:1536));%ylabel('hann');%subplot(5,1,4);plot(m(1:1536),transf12(1:1536));%ylabel('hamming');%subplot(5,1,5);plot(m(1:1536),transf13(1:1536));%ylabel('blackman');subplot(5,1,1);plot(t,y2);title('4*sin(2*pi*202.5*t)+4*sin(2*pi*514*t)');subplot(5,1,2);plot(m

6、(1:1536),transf2(1:1536));ylabel('rect');subplot(5,1,3);plot(m(1:1536),transf21(1:1536));ylabel('hann');subplot(5,1,4);plot(m(1:1536),transf22(1:1536));ylabel('hamming');subplot(5,1,5);plot(m(1:1536),transf23(1:1536));ylabel('blackman');1．圖：分別用Rectangle窗、Hann窗、Hamming窗和Blackman窗對(duì)信號(hào)y1=4*si

7、n(2*pi*202.5*t)加窗后進(jìn)行譜分析如下圖所示：把圖開放大后如下圖：可以看出加窗可以有效的減少泄露，而不同的窗的作用效果是不同的。對(duì)信號(hào)y2=4*sin(2*pi*202.5*t)+4*sin(2*pi*514*t)分別用Rectangle窗、Hann窗、Hamming窗和Blackman窗加窗后進(jìn)行譜分析如下圖所示：在f=202.5附近放大波形如下圖所示，可見加窗后各個(gè)信號(hào)頻譜的泄露明顯受到了抑制。其中blackman窗的幅值識(shí)別精度最高。在頻率f=514附近放大波形如下，可得出如上圖一樣的結(jié)論。只是在這個(gè)頻率上B