首页 范文大全 古典文学 职场知识 中国文学 公文书信 外国名著 寓言童话 百家讲坛 散文/诗歌 美文欣赏 礼仪知识 民俗风情
  • 工作总结
  • 工作计划
  • 心得体会
  • 竞聘演讲
  • 会议发言
  • 爱国演讲
  • 就职演说
  • 开业开幕
  • 思想学习
  • 征文演讲
  • 经验材料
  • 述职报告
  • 调研报告
  • 工作汇报
  • 年终总结
  • 申报材料
  • 学习体会
  • 企划方案
  • 活动方案
  • 技巧经验
  • 模板范例
  • 思想宣传
  • 经济工作
  • 工作报告
  • 组织人事
  • 反腐倡廉
  • 慰问贺电
  • 先进事迹
  • 思想汇报
  • 入党申请书
  • 党会发言
  • 先进性教育
  • 入团申请书
  • 个人简历
  • 演讲稿
  • 调查报告
  • 实习报告
  • 和谐社会
  • 观后感
  • 读后感
  • 作文范文
  • 自我鉴定
  • 讲话稿
  • 自查报告
    • 蒲公英阅读网 > 范文大全 > 工作报告 > 正文

    大学物理实验傅里叶分析实验报告

    时间：2020-09-30 12:09:46 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

    相关热词搜索：物理实验 实验 报告

    　脉搏、语音及图像信号的傅里叶分析 一、 实验简介 任何波形的周期信号均可用傅里叶级数来表示。傅里叶级数的各项代表了 不同频率的正弦或余弦信号，即任何波形的周期信号都可以看作是这些信号(谐 波)的叠加。利用不同的方法，可以从周期信号中分解出它的各次谐波的幅值 和相位。也可依据信号的傅里叶级数表达式，将各次谐波按表达式的要求叠加 得到所期望的信号。

    　二、 实验目的 1 、 了解常用周期信号的傅里叶级数表示。

    　2 、 了解周期脉搏信号、语音信号及图像信号的傅里叶分析过程 3 、 理解体会傅里叶分析的理论及现实意义 三、 实验仪器 脉搏语音实验仪器，数字信号发生器，示波器 四、 实验原理 1 、周期信号傅里叶分析的数学基础 任意一个周期为 T 的函数 f(t) 都可以表示为傅里叶级数：

    　(a n cosn 0 t b n sinn 0 t) n 1

    　其中 o 为角频率，称为基频， a o 为常数， a n 和 b n 称为第 n 次谐波的幅值。任何 周期性非简谐交变信号均可用上述傅里叶级数进行展开，即分解为一系列不同

    　f(t) 1 2 a 。

    　a 0 f ( o t)d( o t) 1 a n f( o t)cos(n o t)d( o t) b n f ( o t)sin( n o t)d( o t)

    　次谐波的叠加 对于如图 1 所示的方波，一个周期内的函数表达式为 (- 2 t 0)

    　其傅里叶级数展开为: f(t) 他(仁 n 1 2 n 1 4h 1 1 ——(sin 0 t sin3 0 t sin5 0 t L ) 3 5 同理：对于如图 2 所示的三角波，函数表达式为:

    　其傅里叶级数展开为:

    　从以上各式可知，任何周期信号都可以表示为无限多次谐波的叠加，谐波 次数越高，振幅越小，它对叠加波的贡献就越小，当小至一定程度时 （ 谐波振幅 小于基波振幅的 5%）, 则高次的谐波就可以忽略而变成有限次数谐波的叠加， 这 对设计仪器电路是很有意义的。

    　实验内容 f(t) (0 t <2 )

    　)sin(2 n 1) 0 t f(t) 4 h t 2h(1 T t ) (- T

    　t< ) 4 4 T 3T 、 ( t—— ) 4 4 8h f

    　(t) 一2 1) n1 ( 2 2n 1 ) Sin( 2n 1) 0t

    　) n 1

    　1 、傅里叶级数的合成 (1) 利用数字信号发生器产生频率分别为 100Hz 、 300Hz 500Hz 的正弦信 号，并使其位相相同，振幅比为：

    　1:1/3: 1/5, 将上述三个信号，分别通过加法器输 入到傅里叶分析仪，观察并记录其波形。

    　( 2 )利用数字信号发生器产生方波，输入到 傅里叶分析仪， 并将其与上述 合成后的信号相比较。两者有何差异？试分析引起的原因，应如何消除？ (3)

    　利用数字信号发生器产生频率分别为 200Hz 、 600Hz 、 1000Hz 的正弦 信号 , 振幅比为：

    　1:1/3 2 :1/5 2 ，并且保证其相位相差 180 °，然后通过加法器输入 到傅里叶分析仪，观察并记录其波形 ，并与数字信号发生器产生的三角波相比 较。

    　(4) 利用 傅里叶分析仪 分别产生 方波与三角波 ，进行傅里叶分析，记录各 正弦波频率以及相对的幅度之间的关系， 并与上述加法器输入信号相比较。

    　2. 滤波与选频分析：

    　对上述( 4 )傅里叶分析的频谱， 分别选择低频段和高频段信号通过傅 里叶反变换，观察它们图像并导出保存，试分析 低通滤波 和高通滤波图像的区 别 3. 周期信号傅里叶分析的应用：

    　( 1 )“脉搏信号”的傅里叶分析 1) 用傅里叶分析仪 软件中提供的“脉搏信号”模块和压电晶体测试自己 脉搏波的信号，观察你的脉搏信号。

    　2) 选择完整的周期信号进行频谱分析，并选择合适的频段，测量其中心 频率

    　3 ）你深呼吸后，重复上述实验，请比较两次中心频率的变化。

    　（ 2 ）图像信号的傅里叶分析 1 ）用傅里叶分析仪 软件提供的“图片分析”模块，分别选择图片“双缝 干涉”、“彩色十字”、“光字”以及“箭头”进行空域的 傅里叶 频谱分析。

    　2 ）分别选择低通和高通滤波器进行滤波，记录所用滤波器的参数并将滤 波后的图片导出保存。

    　3 ）将滤波后的图像与原图像作对比，你能作何结论？ （ 3 ）语音信号的傅里叶分析与识别 1 ）用傅里叶分析仪 软件提供的“语音信号”模块，通过外置麦克风采集 语音信号，并选择合适的频段，记录该频段语音信号的 傅里叶分析频谱 2 ）利用“选择频谱”功能，滤除噪声频率后，进行频率合成；将合成后 的结果与 1 ）中采集的原语音信号对比，为语音识别打下基础。

    　3 ）利用软件提供的“语音识别”模块，通过麦克风采集两次相同或不同 元音的信号，重复上述过程，分别记录两次频谱的分布，并利用“语音识 别”模块体验语音识别功能。

    　7 、利用软件中提供的“长时语音”模块，通过外置麦克风采集一段语音信 号，并观察 傅里叶分析频谱 实时频谱变化。

    　 六.实验结果及分析 1 、傅里叶级数的合成 (1 )合成方波 (2 )合成方波低频段

    　( 1 ) ( 2 )对比可以看出低频波主要决定了叠加波的大致形状，而高频波主要修 饰边界，让边界趋于平直。

    　(3 )标准方波

    　-10D ■

    　■ 1

    　 1 -------------- " 1( 1 ・・・

    　・・1 ・

    　时间悩

    　1

    　 -_他

    　对比( 1 )( 3 )，两者波形大体相似，但标准波的边界平直，是无限多次谐波的

    　叠加的结果，而( 1 )中叠加次数过少。

    　上述结论同样适用于三角波。

    　(4) 合成三角波

    　(5) 合成三角波低频I I I H

    　I i fa i i i iii i i i i i i li " i it i i ―心・. 」 * I 皿 J - i IT] E， I 】

    　u 1 Jg I 返回

    　 C 痘乖低 .JCQ (6 )标准三角波 F 面用傅里叶分析仪输入波形 (7 )方波低频

    　(8 )方波高频

    　 ( 7 ) (8) 对比得出，在叠加正弦波中，频率越大，对应的相对振幅就越小，对波 形的贡献率就越小。

    　上述结论同样适用于三角波 (9) 三角波低频

    　:會辂？甸 X -_fj Ji-Sjn

    　 (10) 三角波高频

    　2. 脉搏信号”的傅里叶分析 ( 11 )脉搏信号

    　由上图可以看出脉搏信号具有中心频率为 7.7Hz (12 )深呼吸后的脉搏信号

    　 由上图可以看出深呼吸后的脉搏信号具有中心频率为 4.1Hz

    　|<1 [ 1«

    　 isr 豆血

    　0_・

    　0- *■ MB

    　:险

    　 对比上两幅图，第二次中心频率比第一次变低 3• 图像信号的傅里叶分析 (13 )彩十字低通 (14 )彩十字高通

    　严旳°

    　■ 1

    　" 戸 拗审曼换 返回 (16 )光字低通

    　(17 )光字高通

    　 打幵 rem 磁转 换 9* 斯猜业楼

    　(18) 箭头低频

    　0 返回 L ----

    　-

    　- 二:. —3

    　•_

    　-- J

    　(19) 箭头高通

    　瞅鞍| (3 返回

    　(20 )双缝低频

    　打”出理 环

    　屍应转喪 频瞒蚯換 * 岛

    　(21 )双缝高频

    　 俾谑论 U 返回

    　(22 )双缝高频

    　 it " 闿詰 "

    　ft IfJl^^Lftt

    　 打；灿；年知乩转换阳 .Wlifi 虫换睁團惟曲股 <h 返亘

    　 _____

    　 丿

    　_______

    　】

    　、_

    　」 1_ ________________________________ - "

    　 好开图” |珍 屣嗔技換卩$ 蝴谓盘换 用躲悄淄 返回

    　将滤波后的图像与原图像作对比得出结论：

    　低频波主要决定了图形的形状，高频波主要决定了图形的轮廓边界。这是由于 在边界处颜色突变，频率大；而在同一色块上，频率小。

    　4• 语音信号的傅里叶分析与识别 ( 22 )语音信号

    　(23 )语音识别之同一声音相同音节

    　(24 )语音识别之同一声音相同音节

    　 A" 7

    　 lb / 4iAn % 4. 那 L 丄亠丄亠手 • •.•亲生題;『上検 4*：1 ；

    　 ]^u 1 —

    　 . -1 r~c *"

    　 - ■4 舸辭

    　怕号林 凰戎; " 11 ........

    　.......

    　■ $ U MiJiM仙门门

    　RWr IfltUt 为俺阪 |音节］相颐为 ffT. 1 岳 可 1 ■为 Hf A ) )

    　叮判斷舟 n 牛吝刊" 7 ■> MiRM 审罐对比 坟 0 返回

    　对比酩出 i

    　 => I k »

    　对比费果 i Mi 蚀度为】

    　oo.g <HKAN"* r T A I 審节 r #HU 度沖曲 DV 可弭赫誘牛青节.

    　谱纸艷比 (25 )长时语音

    　 LlihllhHlih—

    　............ 1 •严.

    　......

    　 一 ・ 2 •严 0

    　 领 4KHx

    　竹停，‘卜继续 停止艇察 0返回

  • 人教版八下历史知识点 八年级下册历史第二
  • 适合朗诵的爱情散文诗歌精选:经典散文诗歌
  • 运动损伤产生的原因及预防方法_运动损伤产
  • 2017最新卫生间瓷砖脱落解决办法|2017卫生
  • 遗产分配协议书怎么写 [财产继承分配协议
  • [助学金批复格式范文] 批复的格式及范文
  • 【中国传统饮食文化特点有哪些】 中国传统
  • 猪肝的做法大全家常|怎样炒猪肝嫩又好吃的
  • [word文件如何设置文件保护模式]word 转
    • 范文大全
    • 职场知识
    • 精美散文
    • 名著
    • 讲坛
    • 诗歌
    • 礼仪知识
    最新文章

    推荐访问

    大反思大讨论活动 保安全” 筑防线 “查思想 贡献伟大时代” “以青春之我 工作评议报告 创建活动综述 市社保局党支部 自述报告 “党员先锋示范岗” 党建德育工作 达标创星活动 “星级党支部”创建 评星定级管理 社会组织党支部 第四巡察组 新进年轻干部 委厅机关 党性教育培训班 履职能力建设专题培训班 新考录社区工作者 “头雁领航”重点培训班 党组织业务培训 能力提升培训会 赋能经济高质量发展 “五好”园区 三年攻坚行动 行政管理能力建设提升班 高质量发展能力提升培训班 市疾控系统 中基层管理人员 专业能力提升专题培训班 新发展预备党员 进驻工作 迎接审计组 讲评推进大会 “三抓三促”行动动员 “永不过时的红岩精神” 市委党史研究室 科学绿化现场会 深化以案促改 一体推进不敢腐不能腐不想腐 奋斗精神 专题辅导讲稿 坚守使命追求 涉密 《党史学习教育工作条例》 百年新征程 “百年定位” 党课教育

    本文大学物理实验傅里叶分析实验报告由蒲公英阅读网整理提供，版权归原作者、原出处所有。

    Copyright © 蒲公英阅读网 All Rights Reserved.