可见,此时根本没有信号显示了。此时的采样周期是0.5,而信号周期是1,所以采样点变成了原始信号的零点,并且零点连接成了一条直线,故看起来就像没有信号了一样。
实验三 频域仿真精度分析
一、实验目的
理解 DFT 的数学定义及物理含义;学会应用 FFT 模块进行频谱分析;进一步加深对计算机频域仿真基本原理以及方法的学习掌握。
二、实验原理
在通信系统仿真中,经常要用有限长序列来模拟实际的连续信号,用有限长序列的 DFT 来近似实际信号的频谱。DFT 只适用于有限长序列,在进行信号的频谱分析时,它的处理 结果会含有一定的偏差。下面分析一下 DFT 对信号频谱分析的影响。
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注意处理好时域混叠和频域混叠;注意频谱泄露。
三、实验步骤
1、将正弦波发生器 (sinusoid generator)、触发时钟(CLOCK_c)和频谱示波器模块按下图连接。
四、实验结果
1、输入缓冲区大小为4096,窗口类型:1
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2、输入缓冲区大小为40960 窗口类型:1
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3、输入缓冲区大小为40960,窗口类型:3
结论:
窗函数的类型和宽度是影响插值FFT算法分析精度的主要原因.这里的宽度体现为FFT size,也就是讲义中所说的size of input buffer。
当窗口类型一致的情况下,FFT size 越大,得到的频谱的谐波分量越多,频谱主瓣变得很尖锐;而FFT size一致的时候,窗口类型对频谱的影响不太大,主瓣宽度基本一致, 幅度基本一样,谐波分量也基本一样。但是,这些都有不同程度的频谱泄露现象,只是加窗不同,对泄露的处理结果也就不同。也就是说,FFT size是主要影响因素。
五、思考题
(1)对于同一正弦信号,观察图 5.14、图 5.15 中所示频谱图的不同,分析其原因。
答:这个主要是因为FFT size的不同引起的,窗口宽度加宽的时候,就不会有更多的谐波分量被滤掉,导致频谱高频谐波分量的增加。
(2)观察图 5.15、图 5.16 所示频谱图的不同,解释其原因。
答:频谱的主瓣宽度增加,高频谐波分量减少。原因就是,采用了不同的窗函数,不同的窗函数对信号的滤波特性是不一致的。
(3)将 FFT 模块中的参数 Type of window 改成 2 和 4,观察仿真结果的变化,解释其原因。
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