已知一个函数的周期T和最高谐波次数N,用Matlab画出任意周期信号函数的原时间波形、信号的单边幅度频谱、相位频谱和合成前二十项的部分和的图
时间: 2024-02-20 10:01:21 浏览: 188
【老生谈算法】离散非周期信号频谱分析的MATLAB算法实现.doc
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好的,我会根据您的问题给出解答。首先,我们需要确定一个具体的周期信号函数。假设我们要画出一个周期为T=2π的方波函数,可以用以下代码定义这个函数:
```matlab
function y = square_wave(t)
y = sign(sin(t));
end
```
接下来,我们可以用Matlab内置函数fft计算出信号的单边幅度频谱和相位频谱。代码如下:
```matlab
% 定义参数
T = 2*pi; % 周期
N = 50; % 最高谐波次数
t = linspace(0, T, 500); % 时间轴
% 计算频谱
f = (0:N)/T;
a = zeros(N+1, 1);
b = zeros(N+1, 1);
for n = 1:N+1
a(n) = 2/T*trapz(t, square_wave(t).*cos(2*pi*(n-1)*t/T));
b(n) = 2/T*trapz(t, square_wave(t).*sin(2*pi*(n-1)*t/T));
end
a(1) = a(1)/2;
% 画出原时间波形
figure();
plot(t, square_wave(t));
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Original Signal');
% 画出单边幅度频谱
figure();
stem(f, abs([a(1); 2*a(2:end)]));
xlim([0, max(f)]);
xlabel('Frequency');
ylabel('Amplitude');
title('Single-sided Amplitude Spectrum');
% 画出相位频谱
figure();
stem(f, angle([a(1); 2*a(2:end)]));
xlim([0, max(f)]);
xlabel('Frequency');
ylabel('Phase (rad)');
title('Phase Spectrum');
```
最后,我们可以用以下代码计算合成前二十项的部分和,并画出信号的波形。
```matlab
% 合成前N项信号
y = zeros(size(t));
for n = 1:20
y = y + a(n)*cos(2*pi*(n-1)*t/T) + b(n)*sin(2*pi*(n-1)*t/T);
end
% 画出合成前二十项的部分和的波形
figure();
plot(t, y);
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Signal with first 20 harmonics');
```
这样,我们就得到了任意周期信号函数的原时间波形、信号的单边幅度频谱、相位频谱和合成前二十项的部分和的图。
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