Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
методичка Алексеев Игорь Геннадиевич Бранцевич Петр Юльянович Костюк Елена Сергеевна 2006 (Мет пособие).pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
15.06.2014
Размер:
467.19 Кб
Скачать

начало

k;x(i);i=0,

N=1

Re=0;

Im=0;

i=0;ss=0;

sc=N/4;

Re=Re+x(i)Tsin[sc]

Im=Im+x(i)Tsin[ss]

i=i+1

 

 

 

 

i<N

 

 

 

 

 

 

 

 

ss=(ss+k)mod N

 

 

 

Re=Re/(A*N)

 

 

 

 

 

 

Im=Im/(A*N)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sc=(sc+k)mod N

 

 

 

Re;Im

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конец

Рис. 2 - Алгоритм ДПФ

Порядок выполнения работы

1. Гармонический сигнал а) Разработать функцию для вычисления

Фурье, реализующую следующие вычисления:

 

 

2 N 1

 

2πji

 

A

=

 

i=0

x(i) cos

 

 

;

N

N

cj

 

 

 

дискретного преобразования

(3.16)

19

 

 

2

N 1

2πji

 

 

A

=

 

 

x(i)sin

 

 

 

 

 

 

;

(3.17)

 

N

 

 

N

 

sj

 

 

i=0

 

 

 

 

 

 

Aj = Acj2 + Asj2

 

 

;

 

 

(3.18)

 

 

 

 

 

Asj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕj = arctg

 

,

 

 

 

(3.19)

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cj

 

 

 

 

 

 

Входные данные:

-массив данных x(i) , i = 0,..., N 1;

-размерность массива данных N ;

-номер гармоники j , для которой производятся вычисления. Выходные параметры для функции:

-амплитуда косинусной составляющей Acj ;

-амплитуда синусной составляющей Asj ;

-амплитуда гармоники Aj ;

-начальная фаза гармоники ϕj ;

Для вычисления sin и cos использовать таблицу.

В соответствии с вариантом задания сформировать тестовые сигналы (см. Таблицу 3). Для каждого из тестовых сигналов построить амплитудный и фазовый спектры.

б) Восстановить исходный сигнал по спектру:

 

N

 

 

 

 

 

 

1

2πji

 

 

 

2

 

y(i) = Aj cos

 

ϕj

,

N

 

j=0

 

 

 

где i = 0,..., N 1.

Сравнить сигналы x(i) и y(i) . 2. Полигармонический стгнал

а) Сформировать полигармонический сигнал

30

2πji

 

x(i) = B j cos

 

ϕj ,

N

j=1

 

 

(3.20)

(3.21)

где N =128,256,512,1024…;

B j - амплитуда j -ой гармоники выбирается случайным образом из множества

значений в соответствии с вариантом задания (см. Таблицу 3);

ϕ j - начальная фаза j -ой гармоники выбирается случайным образом из

множества значений в соответствии с вариантом задания (см. Таблицу 3).

Для сформированного сигнала вычислить амплитудный и фазовый спектр сигнала Aj ,ϕj , j = 1,..., N2 1 ;

20

б)

Восстановить исходный сигнал по спектру

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

1

 

2πji

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

y(i) =

0

 

+ Aj cos

 

 

 

ϕj

,

 

2

 

N

 

 

 

 

j=1

 

 

 

 

 

 

Сравнить исходный и восстановленный сигналы.

 

в)

Восстановить исследуемый сигнал по спектру без

фаз.

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

1

 

 

2πji

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

y(i) =

 

0

 

+ Aj cos

 

 

 

 

,

 

 

2

 

 

N

 

 

 

 

 

 

j=1

 

 

 

 

 

 

Сравнить исходный и восстановленный сигналы.

(3.22)

учета начальных

(3.23)

Варианты заданий

Таблица 3.

№ вар.

Тестовый сигнал

Значения для

Значения для

 

 

выбора амплитуд

выбора нач. фаз

 

x(i) =

 

 

 

2πi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{1,3,5,8,10,12,16}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

x(i) =10 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

N

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{1,2,5,7,9,13,18}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π10i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

x(i) = 20 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{1,3,4,10,11,14,17}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2π20i

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

x(i) =100cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

 

 

N

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{2,3,5,9,10,12,15}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

3π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

x(i) = 30cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

N

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{3,5,6,8,10,13,16}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2πi

 

 

 

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

x(i) = 50 cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

π

 

π

 

π

 

3π

 

 

N

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{1,5,7,8,9,10,17}

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

4

3

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21