传感与检测实验报告.docx

传感与检测实验报告一、实验目的:1、 掌握周期信号频谱分析方法；2、 加深对加窗、泄漏等概念的理解；3、 加深对采样定理和频谱混希的理解；二、 实验原理：（1） 采样问题若要使带限信号不丢失信息，采样频率必须满足采样定理，否则将出现 频率混曆现彖；（2） 截断问题信号截断以后产生能量泄露是必然的，从采样定理可知，无论采用多高 的采样频率，只要信号一经截断，就不可避免的混叠为了减少频谱能量汕露，可采用不同 的窗函数对信号进行截断；解决方法：a） 采样问题非周期信号频谱宽度是无限的，采样过程若不能满足采样定理的要求, 必然引起频谱混吾现彖，提高采样率可以降低混吾；b） 截断问题对模拟信号的截断将出现频谱泄漏现彖，选择合适的窗函数可以降低汕 漏；c） 利用FFT计算非周期信号的频谱只能得到有限个离散值，不能得到相邻两个谱线 Z间的频率上的频谱，这一现彖即为“栅栏现彖”通过缩小相邻两谱线间距的方 法来降低“栅栏现象”的影响，但需要增加采样点数，即增加N对于瞬态信号, 可以通过在原信号采样序列的尾部补零的方法抑制“栅栏效应”三、 实验内容与步骤：（1） 打开信号分析与处理实验系统2） 选择信号类型为正弦波、窗类型为矩形窗、频率为60Hz、幅值为1、采样频率为 1280Hz、采样点数为2048 ,观察信号时域波形及频谱（如图一1）（3） 分别选择信号类型为三角波、方波、白噪声，重复步骤（2）,观察信号时域波形及 频谱变化情况。

4） 在信号类型为正弦波、幅值为1、频率为60Hz、采样频率为1280 Hz条件下,分别 将窗类型设置为矩形窗、Hanning窗、Hamming窗、指数窗，观察信号加不同类型窗函数后 波形及频谱变化情况5） 在信号类型为正弦波、幅值为1、频率为60Hz、加指数窗条件下，改变分析频宽为1000 Hz观察信乃波形及频谱变化悄况1409IrtOtooo0 7^00500oaoooO2WOX)0750100081 401) 1500 JOOD 4500 SO 00 7S00 SOODm$321400020000*20004000 f 000 001000mo14001CD0*1800ofiTTSotSEuii 川BFHmW40*正弦波51ft?40002QW02000goommimo•120.0go•15Z.7 owiWBJFnini方波iamMAWimomo■tautoooAQZbOA A!\/I / \05001 /\\1Q2t/1oo\ // I1Q2U)own\1 / I\ 1■GTbOy/inm12U) •1 J52flMod xfair/anwmrmtszwi41 eoCaioo1000ioqo maBFFnm图一3,三角波时a列•20 U•2S0D*00・004080040 0D4K0•7000g-4500<600ofe itaio*fabnwhoDH11R图一4,白噪声14m10000 750OMOQ2bOO002PUB■100012m14fW1500 X 00 4500 CO 88R8--(ZWH 甬询milKSZflI图一5,正弦波加hanning窗1 2500500■0500•1 W<58Hbo3000Qlnputim0 290-0 2W•0 750-r z - z z 哄-i5OCO I doo10001000・ •图一6,正弦波加hamming窗1410125019<•1 410tSlrfUlRI1000Q7S006000 29)0500•100010002000 300040 CO •5Q003000 4500 60 00I 4100750Q5(J0Q2V0UM<1 un0 7^01冲•1.4106詁3Too<^uo h/oosswuu~ 0wooaSitoB^FTIFI图一6,正弦波加指数窗■50003000<1003351 noo20810001000HSlMd髓2000WOOiS-iooofllVlHi)ioboBFFT1FI图一6,正弦波加指数窗分析频宽1000 Hz。