Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
кафедра захисту інформації
Лабораторна робота №1
на тему: «Дискретне перетворення Фур’є та його застосування для спектрального аналізу сигналів»
з курсу «Цифрова обробка сигналів та зображень»
Мета роботи: ознайомлення із математичним апаратом опису сигналів у частотній області, змістом дискретного перетворення Фур’є та його застосуванням для спектрального аналізу реальних сигналів.
Завдання:
Написати програму в середовищі MatLab, яка б реалізувала вказаний алгоритм ШПФ, побудувати графіки спектру заданого сигналу без і з накладанням заданого часового вікна. Сигнал представляє собою N вибірок дискретизованого з частотою 8 кГц коду клавіші в стандарті DTFM і зберігається у файлі Lab_1_8 у змінній Signal. На підставі аналізу спектру визначити код натиснутої клавіші.
Варіант
Алгоритм ШПФ
Вікно
Сигнал
Назва файлу
8
проріджування за частотою
Ханна
N=2048
Lab_1_8.mat
Лістинг програми:
>> Fs=8000;
>> N=2048;
>> Ts=1/Fs;
>> df=1/(N*Ts);
>> y= Signal;
>> F0=(N-1)*df;
>> f=(-F0/2):df:F0/2;
>> w= hann (N);
>> x=fft(y.*w);
>> xx=fftshift(x);
>> xx=abs(xx);
>> t=0:Ts:(N-1)*Ts;
>> plot (t, Signal);
>> figure(2); stem(f, xx);
Спектр сигналу до накладання вікна
Спектр сигналу після накладання вікна
Код натисненої клавіші ’9’, яка представляється одночасно тоном 1477 і 852 Гц.
Аналіз результатів досліджень: при ДПФ вважається, що послідовність відліків аналізованого сигналу є періодично подовженою вперед і назад в часі. При цьому, значення початкових і кінцевих відліків сигналу сильно відрізняються, при періодичному повторенні на стиках сегментів виникають стрибки із-за яких спектр розширюється, тобто в спектрі з’являються додаткові складові. Тобто відбувається розтікання спектру сигналу. Для зменшення розтікання спектру я використала вікно Ханна, і в результаті це привело до ослаблення ефектів, пов’язаних з виникненням стрибків сигналу при періодичному повторенні аналізованої скінченної послідовності. Проте недоліком цього є розширення піків в спектрі сигналу.
Висновки: в результаті виконання лабораторної роботи, я ознайомилася із математичним апаратом опису сигналів у частотній області, ознайомилася із середовищем моделювання MatLab, побудувала графіки спектру сигналу до і після накладання вікна і отримала код натисненої клавіші в стандарті DTMF на підставі аналізу спектру.