写一个MATLAB程序,要求达成:对含有两个间隔较小的频率分量的余弦序列,时域加窗后计算FFT,画出DTFT和DFT频谱图,对比分析不同的时域窗长度和FFT计算点数。
时间: 2024-10-23 21:19:56 浏览: 42
为了编写一个MATLAB程序来达到这个目标,你需要首先了解如何生成带有特定频率分量的余弦序列,然后应用时域窗口函数,计算其离散傅立叶变换(DFT),并绘制DTFT和DFT结果。以下是实现此任务的一个基本步骤:
```matlab
% 设置参数
Fs = 1000; % 采样率
t = 0:1/Fs:1-1/Fs; % 时间向量
f1 = 50; % 第一个频率分量
f2 = 75; % 第二个频率分量
window_func = 'hamming'; % 窗口函数,如汉明窗、矩形窗等
window_length = 256; % 时域窗长
fft_points = 512; % FFT点数
% 创建余弦信号
x = cos(2*pi*f1*t) + cos(2*pi*f2*t);
% 应用时域窗函数
x_windowed = x .* hann(window_length); % 使用汉明窗为例
% 计算DFT
X = fft(x_windowed, fft_points); % 对窗口后的信号进行FFT
% 计算频域分辨率 (用于DTFT)
df = Fs / fft_points;
% 绘制DTFT (理论频谱)
[f, X_dft] = freqz(x, [], Fs);
plot(f, abs(X_dft), 'LineWidth', 2, 'DisplayName', 'DTFT');
% 绘制DFT (实际频谱)
frequencies = (0:fft_points-1)*df;
figure; hold on;
plot(frequencies, abs(X), 'r', 'LineWidth', 2, 'DisplayName', sprintf('DFT (Window Length = %d)', window_length));
% 比较不同窗口长度和FFT点数的效果
for new_window_length = [128, 512]
x_new_windowed = x .* hann(new_window_length);
X_new = fft(x_new_windowed, fft_points);
plot(frequencies, abs(X_new), '--', 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', sprintf('DFT (Window Length = %d)', new_window_length));
end
% 添加标题和轴标签,显示网格线
title('Comparison of Window Effects on Cosine Signal');
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('|Magnitude|');
legend;
grid on;
% 提供对比分析的不同时域窗长度和FFT计算点数
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