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已知周期信号f(t)=2+cos(2πt/3)+4sin(5πt/3),分别画出它相应的幅度谱和 相位谱。 (1)根据上述信号的傅里叶级数的数学表达式,直接画出频谱图。 (2)根据傅里叶级数的定义,编制计算周期信号傅里叶级数的子程序,代入上述信号的时域表达式,画出它的频谱图。 (3)根据傅里叶逆变换的定义,编制计算傅里叶逆变换的子程序,代入(2)中得到的频域信号,画出经过傅里叶逆变换之后的时域图,并与初始信号进行比较。 上述三个步骤的MATLAB代码分别是什么

4月前
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理解问题已知周期信号f(t)=2+cos(2πt/3)+4sin(5πt/3),分别画出它相应的幅度谱和 相位谱。 (1)根据上述信号的傅里叶级数的数学表达式,直接画出频谱图。 (2)根据傅里叶级数的定义,编制计算周期信号傅里叶级数的子程序,代入上述信号的时域表达式,画出它的频谱图。 (3)根据傅里叶逆变换的定义,编制计算傅里叶逆变换的子程序,代入(2)中得到的频域信号,画出经过傅里叶逆变换之后的时域图,并与初始信号进行比较。 上述三个步骤的MATLAB代码分别是什么

已完成理解已知周期信号f(t)=2+cos(2πt/3)+4sin(5πt/3),分别画出它相应的幅度谱和 相位谱。 (1)根据上述信号的傅里叶级数的数学表达式,直接画出频谱图。 (2)根据傅里叶级数的定义,编制计算周期信号傅里叶级数的子程序,代入上述信号的时域表达式,画出它的频谱图。 (3)根据傅里叶逆变换的定义,编制计算傅里叶逆变换的子程序,代入(2)中得到的频域信号,画出经过傅里叶逆变换之后的时域图,并与初始信号进行比较。 上述三个步骤的MATLAB代码分别是什么

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对于您提出的三个步骤,我将分别提供简要的指导和MATLAB代码示例。请注意,这些代码示例仅供您参考,您可能需要根据具体情况进行调整。

(1) 直接画出频谱图

对于周期信号 $ f(t) = 2 + \cos(2\pi t/3) + 4\sin(5\pi t/3) $,其傅里叶级数可以表示为: $ f(t) = \sum_{n=-\infty}^{\infty} c_n e^{jn\omega_0 t} $ 其中,$ c_n $ 是傅里叶系数,$ \omega_0 $ 是基本频率。对于给定的信号,我们可以看到它已经包含了傅里叶级数的形式,其中 $ c_0 = 2 $,$ c_1 = 1 $(对应 $ \cos(2\pi t/3) $),$ c_{-1} = 1 $(对应 $ \cos(-2\pi t/3) $),$ c_2 = 4 $(对应 $ \sin(5\pi t/3) $),其他系数为零。

在MATLAB中,您可以使用以下代码来画出幅度谱和相位谱:

% 定义基本频率
omega0 = 2 * pi / 3;

% 定义信号的傅里叶系数
c0 = 2;
c1 = 1;
c2 = 4;

% 定义频率范围
frequencies = 0:0.1:10;

% 计算幅度和相位
amplitudes = [abs(c0), abs(c1), abs(c2)];
phases = [angle(c0), angle(c1), angle(c2)];

% 画出幅度谱
figure;
plot(frequencies, amplitudes);
title('幅度谱');
xlabel('频率 (Hz)');
ylabel('幅度');

% 画出相位谱
figure;
plot(frequencies, phases);
title('相位谱');
xlabel('频率 (Hz)');
ylabel('相位 (rad)');

(2) 编制计算周期信号傅里叶级数的子程序

这一步需要编写一个MATLAB函数来计算傅里叶级数的系数,并画出频谱图。以下是一个简单的示例:

function [Cn, freqs] = compute_fourier_series(t, f)
    % t: 时间向量
    % f: 信号函数
    N = length(t);
    Cn = zeros(1, N/2);  % 假设N是偶数
    freqs = (0:N/2-1) * (1/N);  % 频率向量

    for k = 1:N/2
        Cn(k) = sum(f .* exp(-1i * 2 * pi * (k-1) * t / N)) / N;
    end

    % 画出幅度谱
    figure;
    plot(freqs, abs(Cn));
    title('幅度谱');
    xlabel('频率 (Hz)');
    ylabel('幅度');
end

% 使用函数
t = 0:0.01:1;  % 时间向量
f = @(t) 2 + cos(2 * pi * t / 3) + 4 * sin(5 * pi * t / 3);
[Cn, freqs] = compute_fourier_series(t, f);

(3) 编制计算傅里叶逆变换的子程序

这一步需要编写一个MATLAB函数来执行傅里叶逆变换,并画出时域图。以下是一个示例:

function time_domain_signal = inverse_fourier_transform(Cn, freqs, N)
    % Cn: 傅里叶系数
    % freqs: 频率向量
    % N: 时域信号的长度
    t = linspace(0, 1, N);  % 时域向量
    time_domain_signal = zeros(size(t));

    for k = 1:length(Cn)
        time_domain_signal = time_domain_signal + Cn(k) * exp(1i * 2 * pi * (k-1) * t);
    end

    % 画出时域图
    figure;
    plot(t, real(time_domain_signal));
    title('时域信号');
    xlabel('时间 (s)');
    ylabel('幅度');
end

% 使用函数
N = 1000;  % 时域信号的长度
time_domain_signal = inverse_fourier_transform(Cn, freqs, N);

请注意,这些代码示例仅

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已知周期信号f(t)=2+cos(2πt/3)+4sin(5πt/3),分别画出它相应的幅度谱和 相位谱。 (1)根据上述信号的傅里叶级数的数学表达式,直接画出频谱图。 (2)根据傅里叶级数的定义,编制计算周期信号傅里叶级数的子程序,代入上述信号的时域表达式,画出它的频谱图。 (3)根据傅里叶逆变换的定义,编制计算傅里叶逆变换的子程序,代入(2)中得到的频域信号,画出经过傅里叶逆变换之后的时域图,并与初始信号进行比较。 上述三个步骤的MATLAB代码分别是什么
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