MATLAB正弦信号全相位FFT频谱分析系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现正弦信号的全相位快速傅里叶变换(apFFT)频谱分析，通过全相位数据预处理和改进FFT算法，有效抑制频谱泄漏，生成高精度频谱可视化结果。系统支持信号采集、频谱计算和图形展示完整流程。

详 情 说 明

正弦信号全相位快速傅里叶变换频谱分析系统

项目介绍

本MATLAB项目实现了一套完整的正弦信号全相位预处理快速傅里叶变换(apFFT)频谱分析系统。系统通过先进的全相位数据预处理技术，结合优化的FFT算法，有效抑制了传统FFT分析中的频谱泄漏现象，显著提高了频谱分析的精度和分辨率。该系统适用于信号处理、通信系统分析和振动测试等领域。

功能特性

• 全相位预处理技术：采用独特的双窗函数设计，减少频谱分析边界效应
• 改进型FFT算法：优化频谱计算流程，提升运算效率
• 抗泄漏性能：显著抑制频谱泄漏，提高频率分辨率
• 噪声模拟功能：支持添加高斯/均匀噪声，模拟真实信号环境
• 多参数配置：灵活设置信号参数、采样条件和噪声特性
• 可视化分析：提供时域波形、频谱幅度和相位图的全方位展示
• 自动分析报告：生成峰值频率、频谱分辨率、信噪比估计等关键指标

使用方法

基本配置

在运行系统前，需设置以下参数：

• 信号参数：频率(Hz)、振幅(V)、相位(rad)
• 采样参数：采样频率(Hz)、采样点数(N)、信号时长(s)
• 噪声参数（可选）：信噪比(dB)、噪声类型(高斯/均匀)

运行分析

执行主程序后，系统将自动完成以下流程：

1. 生成指定参数的正弦信号
2. 添加可选噪声成分
3. 进行全相位数据预处理
4. 执行apFFT频谱分析计算
5. 生成可视化结果和分析报告

结果输出

系统提供三类输出结果：

• 频谱数据：频率向量、幅度谱(dB)、相位谱(rad)
• 图形展示：时域信号波形、频谱幅度图、频谱相位图
• 分析报告：包含峰值频率检测、频谱分辨率评估和信噪比估计

系统要求

• MATLAB版本：R2018a或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM
• 磁盘空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的完整功能架构，包含了信号生成模块、全相位预处理控制器、频谱分析引擎、可视化渲染器和报告生成器等核心组件。该文件实现了从参数配置到结果输出的全流程自动化处理，确保用户通过简单配置即可获得专业的频谱分析结果。具体功能涵盖信号模拟与噪声注入、数据预处理流水线、频谱计算优化算法、图形化结果显示和关键参数自动提取等核心能力。