Matlab中利用FFT实现信号频谱搬移
在fft的理论中,fft的频移特性表示为:
也就是说,要想对信号f(t)实现频域的频谱搬移,只要在时域乘以一个矩阵,即可实现频谱的搬移。常用的振幅调制和解调就是如此,频谱搬移前后对比如下:
其特点就是仅频谱搬移,不产生新的频谱分量。利用欧拉公式:
e^(ix)=(cos x+isin x)
e^(ix)可以分解为实部和虚部,下面针对不同的搬移函数矩阵,对原始函数和频谱的影响分别介绍。
只有实部的频谱搬移
我们先构建一个原始函数:
A=220; %频率F1信号的幅度
F1=50; %信号1频率(Hz)
P1=-30; %信号1相位(度)
N=6400; %采样点数
t=[0:1/Fs:N/Fs]; %采样时刻 0到N个点
y_sin = A * (sin(2piF1t+piP1/180)); %// 50hz的正弦波信号
再构建频谱搬移矩阵函数,为频率1k的余弦波:
F2=1000
y2= cos(2*pi*F2*t)
则频谱搬移后函数的时域形式为:
S = y_sin .* y2;
分别对原始信号y_sin和S信号进行FFT变换,原始信号频谱图为:
S信号在时域波形图为:
频谱搬移后频谱图为:
可以看出,已经实现了完整的频谱搬移。
只有虚部的频谱搬移
同样,构建频谱搬移矩阵函数只有虚部,频率1k:
y2= j*sin(2*pi*F2*t)
则频谱搬移后函数的时域形式为:
S = y_sin .* y2;
S信号在时域波形图为:
只有一个独立的冲击脉冲,是不是有点不可思议,我们对S做fft变换,得到S在频域下的频谱图为:
和只有实部的频谱图是一样的,是不是很神奇?
复函数下的频谱搬移
同样,构建频谱搬移矩阵函数为复函数,频率1k:
y2 = exp(j*2*pi*F2*t)
则频谱搬移后函数的时域形式为:
S = y_sin .* y2;
再次画出S的时域图:
咋一看,是不是有点画家出世的感觉,你能想想他的频谱图是怎么样的吗?事实上还是一样的,fft变换后,PPT如下图:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-809074.html
综上所述,这三个频谱转移函数,功能上都实现了频谱的转移,但是区别在哪里昵?细心的朋友可能已经看出来了,在于幅度(或者说是能量损失),只有复函数的频谱搬移是没有能量损失的,是不是昵?欢迎朋友们一起讨论。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-809074.html
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