matlab信号与系统实验报告材料
实验一 基本信号的产生与运算
一、 实验目的
学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。
二、 实验原理
MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。这些信号是信号处理的基础。
1、 利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。
（1）51),1(2)(<<---=t t u t x
（2）300),3
2sin()(3.0<<=-t t e t x t
（3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x
（4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ
答：（1）、
>> t=-1:0.02:5;
>> x=(t>1);
>> plot(t,-2*x);
>> axis([-1,5,-3,1]);
>> title('杨婕婕 朱艺星'); >> xlabel('x(t)=-2u(t-1)');
（2）、
>> t=0:0.02:30;
>> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t);
>> plot(t,x);
>> title('杨婕婕朱艺星');
>> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)');
因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰
axis([0,15,-0.2,0.6]);
（3）>> t=-0.1:0.01:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x);
>> title('杨婕婕朱艺星');
>>xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');
因为t的间隔取太大，以至于函数不够准确，缩小t的间隔：
t=-0.1:0.002:0.2;x=cos(100*t)+cos(3000*t);
plot(t,x);title('杨婕婕')
>> t=-0.1:0.0001:0.1;
x=cos(100*t)+cos(3000*t);
>> plot(t,x);title('杨婕婕朱艺星');
>> xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');
（4）、t=0:0.01:200;
>> x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t);
>> plot(t,x);
>> title('杨婕婕朱艺星');
>> xlabel('x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t)');
因为为周期函数，可以将横坐标t间隔扩大以便于观察图像>> axis([0,30,-1,1]);
2、 利用MATLAB 产生下列离散序列并作图。
（1）???≤≤-=,055,1)(n n x 1515≤<-n
（2）)]25.0cos()25.0[sin()9.0()(n n n x n ππ+=，2020≤<-n
答：（1）、k=-15:15;x=[zeros(1,10),ones(1,11),zeros(1,10)];
stem(k,x)axis([-15,15,-0.2,1.2]);
title('杨婕婕 朱艺星');xlabel('x(n)');
（2）、k=-20:20;
x=(0.9).^k.*(sin(0.25*pi*k)+cos(0.25*pi*k));
stem(k,x);title('杨婕婕朱艺星');
xlabel(' x=(0.9)^k*(sin(0.25*pi*k)+cos(0.25*pi*k))');
将横坐标变小以便于观察
>> axis([-20,10,-12,8]);
3、 已知序列：]2,3,1,0,2,1[)(-=↑n x ，]1,1,1[)(-=↑
n h ，计算离散卷积)()()(n h n x n y *=，并绘出其波形。
答：
>> x=[1,2,0,-1,3,2];
>> h=[1,-1,1];
>> y=conv(x,h);
>> stem([-2:length(y)-3],y);
>> ylabel('y[k]');xlabel('k');
>> title('杨婕婕 朱艺星');
三、 实验思考题
1、两个连续信号的卷积定义是什么？两个序列的卷积定义是什么？卷积的作用是什么？
答：连续信号的卷积的定义：?∞
∞--τττd t y x )()( 序列的卷积定义：∑=-0
)()(m m n y m x 。
利用作图法即将其中一个信号图翻转，平移，两信号相乘，再相加。
傅立叶变换的卷积性质涵盖着时域相乘、频域卷积、频域相乘，时域卷积的对偶关系。前者若代表两个信号相乘，则因发生调制作用，在频域一定出现频谱搬家（频移）。后者若一个是信号，另一个代表系统，则系统起着加工处理的
滤波作用。任何信号与冲激函数相卷积，其结果是在冲激出现的时刻（位置）再生原信号。
卷积在实际中的应用有实现幅度调制与解调，实现多路频分复用，实现单边带调幅（SSB-AM ）。
2、什么是单位冲激信号)(t δ？能够用MATLAB 产生单位冲激信号吗？
答：出现过程极短，能量极大的信号为冲激信号)(t δ，其定义式为：
)(t δ=0，t 0≠ ?∞
∞-=1)(dt t δ；上式表明，在t=0无定义，因为不能作为数学函数的取值。而且表示)(t δ与时间覆盖的面积或称)(t δ的强度始终等于1。因为)(t δ属于奇异函数一类的信号，能量无限大，用MATLAB 不能产生该信号.函数ones(1,n)可以生成单位脉冲序列。
3、产生连续信号时，首先要定义时间向量t=0：T ：Tp 。其中T 和Tp 是什么意思？
答：每两点之间的时间间隔为T ，即步长为T 。连续信号的时间从0到Tp 。
实验二 利用DFT 分析离散信号频谱
一、 实验目的
应用离散傅里叶变换（DFT ），分析离散信号的频谱。深刻理解DFT 分析离散信号频谱的原理，掌握改善分析过程中产生的误差的方法。
二、 实验原理
根据信号傅里叶变换建立的时域与频域之间的对应关系，可以得到有限长序列的离散傅里叶变换（DFT ）与四种确定信号傅里叶变换之间的关系（见教材），实现由DFT 分析其频谱。
三、 实验内容
1. 利用FFT 分析信号31,...,1,0),8
3cos()(==n n n x π的频谱； （1）、确定DFT 计算的参数；本题中Ω/2π=3/16,则周期N=16,因为本题信号无直流分量，所以取样点数可为2*N=32,但必须保证都是独立的样点。
N=32;n=0:N-1;
x=cos(3*pi/8*n);
X=fft(x,N);
subplot(2,1,1);
stem(n,abs(fftshift(X)));
ylabel('Magnitude');xlabel('Frequency (rad)');
title('朱艺星 杨婕婕'); subplot(2,1,2);
stem(n,angle(fftshift(X)));
ylabel('Phase'); xlabel('Frequency(rad)');
附:另取N=16时:
N=16;n=0:N-1;
x=cos(3*pi/8*n);
X=fft(x,N);
subplot(2,1,1);
stem(n-N/2,abs(fftshift(X)));
ylabel('Magnitude');
xlabel('Frequency (rad)');
title('朱艺星杨婕婕');
subplot(2,1,2);
stem(n-N/2,angle(fftshift(X)));
ylabel('Phase');
xlabel('Frequency(rad)');
附：N取64时；
N=64;n=0:N-1;
x=cos(3*pi/8*n);
X=fft(x,N);
subplot(2,1,1);
stem(n,abs(fftshift(X)));
ylabel('Magnitude');xlabel('Frequency (rad)');title('朱艺星杨婕婕'); subplot(2,1,2);
stem(n,angle(fftshift(X)));
ylabel('Phase');
xlabel('Frequency(rad)');
（2） 进行理论值与计算值比较，讨论信号频谱分析过程中误差原因及改善
方法。
答：在频谱分析过程中由于取样频率过低或者由于信号的截取长度不当将会产生误差。
取样频率过低,可能会产生混频现象,可以适当提高取样率，增加样点
数，来减少混叠对频谱分析所造成的误差。对于连续周期信号，其时域取样必须满足时域取样定理：其取样点数K ≥2*N+1（其中N 为最高谐波分量），即kfo ≥2Nfo+fo;fs ≥2fm+fo 。
截取信号长度不当，会产生功率泄露，对周期序列进行频谱分析时，为
避免泄露应做到：截取的长度应取一个基本周期或基本周期的整数倍，若待分析的周期信号事先不知道其确切的周期，则可截取较长时间长度的样点进行分析，以减少功率泄露误差。当然，必须在取样频率满足取样定理的条件下进行，否则混叠与泄露同时存在给频谱分析造成困难。 本题)8
3cos()(n n x π=为周期信号，无直流分量，所以取样点数可为2*N=32,但必须保证都是独立的样点。从取样点数N=32和N=16可以看出，取样点数的不同，会造成频率谱和相位谱的不同。当N=16时，n=3或-3时有幅度值，而在N=32时，n=-10和22时有幅度值，在N=64时，n=-20和44时有幅度值，得到在N=32时，其频谱已经和N=64时一致（刚好成2倍关系），且N=16时已经产生混频现象。综上得，本题取样点数可为32.
附：对于非周期连续信号，时域取样定理：fs ≥2fm.频域取样定理:一个时间受限的信号其长度为2τ在频域取样间隔Fo<1/2τ条件下,能够从样点集合完全恢复原来信号的频谱。
2. 利用FFT 分析信号)(8.0)(n u n x n =的频谱；
（1）确定DFT计算的参数；当n取30时
n=0:30;x=(0.8).^n;subplot(2,1,1);
stem(n,x);title('朱艺星杨婕婕');
subplot(2,1,2);w=n-15;plot(w,abs(fftshift(fft(x))));
附：当n取60时
n=0:60;x=(0.8).^n;subplot(2,1,1);stem(n,x);
title('朱艺星杨婕婕');subplot(2,1,2);
w=n-15;plot(w,abs(fftshift(fft(x))));
（2） 进行理论值与计算值比较，讨论信号频谱分析过程中误差原因及改善方
法。
答：信号
)(8.0)(n u n x n =为离散非周期信号，且为无限长的信号。根据理论分析，一个时间有限的信号其频谱宽度为无限，一个时间无限的信号其频带宽度则为有限，因此，对一个时间有限的信号，应用DFT 进行分析，频谱混叠难以避免。对一个时间无限的信号虽然频带有限，但在时间运算中，时间长度总是取有限值，所以频谱泄露难以避免。当原始信号事有限长，截取的长度等于原始信号的长度，则可以不考虑泄露的影响。当原始的非周期信号为无限长或比较长，而截取的长度有限或不等于原始信号的长度，则需考虑频谱泄露引起的不良影响。
为了减少泄露的影响，一般可适当增加长度To ，也可以通过试探法，先
取长度N1（To=N1*T ），然后取N2=2*N1,进行运算。若两者计算的结果很接近，则可取N1作为截取长度，否则继续去N3=2*N2,直至相邻两个长度的计
算结果相近，取长度较小的N 为好。本题中，因为信号
)(8.0)(n u n x n =为离散非周期信号，且为无限长的信号，用试探法：取n 为30和60，进行比较，发现两者的频谱基本相似，所以取n 为30较好。因为n 取过大，fs 提高，要求存贮单元增加，硬件速度提高，其结果势必在经济上和技术上带来新的问题。
3. 有限长脉冲序列]5,0,1,3,3,2[)(↑
=n x ，利用FFT 分析其频谱。 N=6;n=0:N-1;x=[2,3,3,1,0,5];
subplot(3,1,1);stem(n,x);title('朱艺星 杨婕婕');
subplot(3,1,2);w=n;plot(w,abs(fftshift(fft(x)))); subplot(3,1,3);plot(w,angle(fftshift(fft(x))));
4. （选做题）某离散序列,630),15
3.2cos(75.0)152cos()(≤≤+=n n n n x ππ利用FFT 分析其频谱。
（1） 对)(n x 做N=64点FFT ，绘出信号的频谱，能够分辨出其中的两个频率吗？ 假设x(n)是由连续信号)3.2cos(75.0)2cos()(t t t x ππ+=以fs=15Hz 进行取样得来的，则△f=（2.3-2）π/2π=0.15Hz,根据公式：N ≥fs/△f 得N 最小应该为100.若取N=64，则不能分辨其中的两个频率。
N=64;n=0:N-1;
x=cos(pi*2/15*n)+0.75*cos(2.3*pi/15*n);
X=fft(x,N);
subplot(2,1,1);
stem(n,abs(fftshift(X)));
title('朱艺星 杨婕婕');
ylabel('Magnitude');
xlabel('Frequency (rad)');
subplot(2,1,2);
stem(n,angle(fftshift(X)));
ylabel('Phase'); xlabel('Frequency (rad)')
（2）对)
x补零到N=256点后计算FFT，能够分辨出其中的两个频率吗？
(n
时域补零的结果L的数量增加到256，原本的频域N为64，因为L要小于等于N，所以此时的N要扩大为256，致使频域的样点数也增加，所以此时采取时域补零的方法能提高频率分辨力。
但如果是在时域补零法得到的L的个数仍小于频域样点数N，则时域补零法并没有增加信息量，增加后但在频域的N并没有变化，所以采取时域补零的方法不能提高频率分辨力，因为分辨力主要取决于频域样点数N的变化。
N=64;n=0:N-1;
y=cos(pi*2/15*n)+0.75*cos(2.3*pi/15*n);
x=[y,zeros(1,256-64)];M=256;
X=fft(x,M);
subplot(2,1,1);
stem(0:M-1,abs(fftshift(X)));
title('朱艺星杨婕婕');
ylabel('Magnitude');
xlabel('Frequency (rad)');
subplot(2,1,2);
stem(0:M-1,angle(fftshift(X)));
ylabel('Phase');
xlabel('Frequency (rad)');
（3）若不能够很好地分辨出其中的两个频率，应采用哪些措施？
答:可以提高取样频率，增加频域的取样点数。当然，如果在T不变条件下，真正增加时域取样长度L，使提供所载荷的信息量增加，功率泄露减少，也会在
一定程度上改善频率分辨力，但这不是通过补零使时域长度延长的结果，因为补零不增加信息量。
四、 实验思考题
1. 既然可直接由DTFT 定义计算序列DTFT ，为何利用DFT 分析序列的频谱？
答：通过DFT 可以求出确定性信号相应的离散频谱或频谱的样值，变换到有限频谱序列，这样就可以用计算机实现对信号进行分析，数字化计算速度快，故提出了DFT 来分析序列的频谱
2. 若序列持续时间无限长，且无解析表达式，如何利用DFT 分析其频谱？
答：当原始的非周期信号为无限长或比较长，可截取一段时间内的序列值，长度为L ，作N 点的DFT 变换，N ≥L 。而截取的长度有限或不等于原始信号的长度，则需考虑频谱泄露引起的不良影响。为了减少泄露的影响，一般可适当增加长度To ，也可以通过试探法，先取长度L1（To=L1*T ），然后取L2=2*L1,进行运算。若两者计算的结果很接近，则可取N1作为截取长度，否则继续去L3=2*L2,直至相邻两个长度的计算结果相近，取长度较小的L 为好。
再从L 点有限长序列x(n)相应的频谱X(Ω)中，在主周期[-π,π]内对X(Ω)进行离散化，随即得到N 个频谱样点 用公式可表示为
3. 序列补零和增加序列长度到可以提高频谱分辨率吗？两者有何本质区别？
答：如果采取时域补零法得到的L 的个数仍小于频域样点数N ，则时域补零法并没有增加信息量，增加后但在频域的N 并没有变化，所以采取时域补零的方法不能提高频率分辨力，因为分辨力主要取决于频域样点数N 的变化。但如果是补零后的时域序列个数增加到L2，且L2个数大于频域样点数N ，因为要满足N 大于等于L ，则现在会使频域样点数也随之增加，所以此时采取时域补零的方法能提高频率分辨力。
如果在T 不变条件下，真正增加时域取样长度L ，使提供所载荷的信息量增加，功率泄露减少，也会在一定程度上改善频率分辨力，但这不是通过补零使时域长度延长的结果，因为补零不增加信息量。
[]2210()()()()0,1,......,1k N L jk n N n X k DFT x n X x n e k N πΩπΩ=--=====-∑
实验三 离散系统分析
一、 实验目的
深刻理解离散时间系统的系统函数在分析系统时域特性、频域特性及稳定性中的重要作用及意义，掌握根据系统函数的零极点设计简单的滤波器的方法。熟练掌握利用MATLAB 分析离散系统的响应求解、频响特性和零极点的方法。
二、实验原理
MATLAB 提供了许多可用于分析线性非时变离散系统的函数，主要包括有系数函数、系统时域响应、系统频域响应等分析函数。
二、 实验内容
1. 已知某离散LTI 系统的差分方程为
)2(0675.0)1(1349.0)(0675.0)2(4128.0)1(143.1)(-+-+=-+--n x n x n x n y n y n y
（1） 初始状态2)2(,1)1(=-=-y y ，输入)()(n u n x =，计算系统的完全响应； N=100;
b=[0.0675,0.1349,0.0675];
a=[1,-1.143,0.4128];
x=ones(1,N);
y=filtic (b,a,[1,2]); y=filter (b,a,x,y);
0.3849 0.22954 0.37338 0.60192 0.80376 0.94013 1.0127 1.0393 1.0398 1.0294 1.0172 1.0077 1.0018 0.99894 0.99817
0.99844 0.99907 0.99969 1.0001 1.0004 1.0005 1.0005 1.0005 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004 1.0004
(2) 当以下3个信号分别通过离散系统时，分别计算离散系统的零状态响应
)()10
7cos()(,)()5cos()(),()10cos()(321n u n n x n u n n x n u n n x πππ=== <1>),()10
cos()(1n u n n x π
= N=100;n=0:N-1;x2=[ones(1,N)];
b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128];
x=cos(pi/10*n).*x2;
y=filter(b,a,x);
0.0675 0.27625 0.53829 0.71424 0.74893 0.64255
0.42528 0.13948 -0.17088 -0.46591 -0.7124 -0.88524 -0.96815 -0.95418 -0.84574 -0.65415 -0.39858 -0.10418
0.20022 0.48486 0.72195 0.88833 0.96775 0.95244
0.84391 0.65279 0.39777 0.10382 -0.2003 -0.4848
-0.72185 -0.88824 -0.96769 -0.95241 -0.8439 -0.65279
-0.39777 -0.10382 0.20029 0.4848 0.72185 0.88824
0.96769 0.95241 0.8439 0.65279 0.39777 0.10382
-0.20029 -0.4848 -0.72185 -0.88824 -0.96769 -0.95241
-0.8439 -0.65279 -0.39777 -0.10382 0.20029 0.4848
0.72185 0.88824 0.96769 0.95241 0.8439 0.65279
0.39777 0.10382 -0.20029 -0.4848 -0.72185 -0.88824
-0.96769 -0.95241 -0.8439 -0.65279 -0.39777 -0.10382
0.20029 0.4848 0.72185 0.88824 0.96769 0.95241 0.8439
0.65279 0.39777 0.10382 -0.20029 -0.4848 -0.72185
-0.88824 -0.96769 -0.95241 -0.8439 -0.65279 -0.39777
-0.10382 0.20029 0.4848 <2>)()5
cos()(2n u n n x π
= N=100;n=0:N-1;
x2=[ones(1,N)];b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128];
x=cos(pi/5*n).*x2; y=filter(b,a,x);
0.0675 0.26666 0.47442 0.50763 0.30894 -0.053927
-0.43329 -0.67048 -0.66293 -0.40552 0.0076411 0.42025 0.67469 0.67312 0.41543 -0.00051967 -0.4162 -0.673 -0.67287 -0.41584 -4.622e-005 0.41572 0.67268 0.6727 0.41578 4.9913e-005 -0.41569 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.3711e-005 0.4157 0.67265 0.67268 0.41577 4.2691e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268 0.41577 4.2603e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268
0.41577 4.2604e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268 0.41577 4.2604e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268 0.41577 4.2604e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268
0.41577 4.2604e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577 -4.2604e-005 0.4157 0.67265 0.67268 0.41577 4.2604e-005 -0.4157 -0.67265 -0.67268 -0.41577
<3>)()10
7cos()(3n u n n x π= N=100;n=0:N-1;
x2=[ones(1,N)];b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128];
x=cos(pi*7/10*n).*x2;
y=filter(b,a,x);
0.0675 0.17238 0.13651 0.06771 0.073871 0.011544 -0.0173
0.020401 -0.02237 -0.016825 0.022654 -0.02271 -0.0026582
0.023502 -0.02487 0.0068118 0.018052 -0.027118 0.014382
0.010468 -0.026623 0.020797 0.0021107 -0.023338 0.025283
-0.0064072 -0.01776 0.027285 -0.014312 -0.010456 0.026607
-0.02082 -0.0021304 0.023325 -0.02529 0.0064049 0.017761
-0.027284 0.014313 0.010457 -0.026607 0.020821 0.0021305
-0.023325 0.02529 -0.0064049 -0.017761 0.027284 -0.014313
-0.010457 0.026607 -0.020821 -0.0021305 0.023325 -0.02529
0.0064049 0.017761 -0.027284 0.014313 0.010457 -0.026607
0.020821 0.0021305 -0.023325 0.02529 -0.0064049 -0.017761
0.027284 -0.014313 -0.010457 0.026607 -0.020821 -0.0021305
0.023325 -0.02529 0.0064049 0.017761 -0.027284 0.014313
0.010457 -0.026607 0.020821 0.0021305 -0.023325 0.02529
-0.0064049 -0.017761 0.027284 -0.014313 -0.010457 0.026607
-0.020821 -0.0021305 0.023325 -0.02529 0.0064049 0.017761
-0.027284 0.014313 0.010457
（3）该系统具有什么特性。
答：该系统是低通滤波器。频率越高，幅度衰减越大。X3频率最高，幅度衰减也最大。计算H（ ），也看出此为低通滤波器。
N=100;n=0:N-1;
b=[0.0675,0.1349,0.0675];a=[1,-1.143,0.4128];
h=impz(b,a,N);H=fft(h,N);subplot;
stem(n-N/2,abs(fftshift(H)));
title('杨婕婕 H');
2. 已知某因果LTI 离散系统的系统函数为
4321432104033.02605.08246.0035.1103571.01428.02143.01428.003571.0)(--------+-+-++++=z
z z z z z z z z H （1） 计算系统的单位脉冲响应；
（2） 当信号)()2
cos()()4cos()()(n u n n u n n u n x ππ++=通过系统时，计算系统的零状态响应。
(1)N=40;
a=[1,-1.035,0.8246,-0.2605,0.04033,];
b=[0.03571,0.1428,0.2143,0.1428,0.03571];
y=impz(b,a,N);
stem(y);
xlabel('n');
title('朱艺星 杨婕婕 h(n)')
(2)N=100;
n=0:N-1;
x2=[ones(1,N)];
a=[1,-1.035,0.8246,-0.2605,0.04033,];
b=[0.03571,0.1428,0.2143,0.1428,0.03571];
x=x2+cos(pi/4*n).*x2+cos(pi/2*n).*x2;
y=filter(b,a,x);stem(y);xlabel('n');
title('朱艺星 杨婕婕');
信号与系统matlab实验及答案
产生离散衰减正弦序列()π0.8sin 4n x n n ?? = ??? , 010n ≤≤，并画出其波形图。 n=0:10; x=sin(pi/4*n).*0.8.^n; stem(n,x);xlabel( 'n' );ylabel( 'x(n)' ); 用MATLAB 生成信号()0sinc at t -, a 和0t 都是实数,410t -<<，画波形图。观察并分析a 和0t 的变化对波形的影响。 t=linspace(-4,7); a=1;
t0=2; y=sinc(a*t-t0); plot(t,y); t=linspace(-4,7); a=2; t0=2; y=sinc(a*t-t0); plot(t,y);
t=linspace(-4,7); a=1; t0=2; y=sinc(a*t-t0); plot(t,y);
三组对比可得a 越大最大值越小，t0越大图像对称轴越往右移 某频率为f 的正弦波可表示为()()cos 2πa x t ft =，对其进行等间隔抽样，得到的离散样值序列可表示为()()a t nT x n x t ==，其中T 称为抽样间隔，代表相邻样值间的时间间隔，1 s f T = 表示抽样频率，即单位时间内抽取样值的个数。抽样频率取40 Hz s f =，信号频率f 分别取5Hz, 10Hz, 20Hz 和30Hz 。请在同一张图中同时画出连续信号()a x t t 和序列()x n nT 的波形图，并观察和对比分析样值序列的变化。可能用到的函数为plot, stem, hold on 。 fs = 40; t = 0 : 1/fs : 1 ; % ?μ?ê·?±e?a5Hz,10Hz,20Hz,30Hz f1=5; xa = cos(2*pi*f1*t) ; subplot(1, 2, 1) ;
matlab信号与系统实验报告
实验一 基本信号的产生与运算 一、 实验目的 学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。 二、 实验原理 MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。这些信号是信号处理的基础。 1、 利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。 （1）51),1(2)(<<---=t t u t x （2）300),3 2sin()(3.0<<=-t t e t x t （3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x （4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 答：（1）、 >> t=-1:0.02:5; >> x=(t>1); >> plot(t,-2*x); >> axis([-1,5,-3,1]); >> title('杨婕婕 朱艺星'); >> xlabel('x(t)=-2u(t-1)'); （2）、 >> t=0:0.02:30; >> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t); >> plot(t,x);
>> title('杨婕婕朱艺星'); >> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)'); 因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰 axis([0,15,-0.2,0.6]); （3）>> t=-0.1:0.01:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x); >> title('杨婕婕朱艺星'); >>xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)'); 因为t的间隔取太大，以至于函数不够准确，缩小t的间隔： t=-0.1:0.002:0.2;x=cos(100*t)+cos(3000*t); plot(t,x);title('杨婕婕') >> t=-0.1:0.0001:0.1; x=cos(100*t)+cos(3000*t); >> plot(t,x);title('杨婕婕朱艺星'); >> xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');
信号(MATLAB)实验指导书
《信号与系统》实验指导书 张建奇骆崇编写 浙江工业大学之江学院信息工程分院 2012年2月
目录 实验一MATLAB的基本使用 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验原理 (1) 三、实验内容与要求 (8) 四、实验报告 (9) 实验二时域波形的MATLAB实现 (10) 一、实验目的 (10) 二、预习要求 (10) 三、实验原理 (10) 四、实验内容与要求 (18) 五、实验报告 (19) 实验三用MATLAB对系统时域分析 (20) 一、实验目的 (20) 二、预习要求 (20) 三、实验原理 (20) 四、实验内容与要求 (29)
实验一MATLAB的基本使用 一、实验目的 1、了解和掌握MATLAB的基本操作 2、了解MATLAB的库函数 3、会用MATLAB进行简单的操作。 二、实验原理 1、界面操作 MATLAB是“MATrix LABoratory”的缩写（矩阵实验室），它是由美国Mathworks公司于1984年正式推出的一种科学计算软件，由于其强大的功能，在欧美的一些大学里MATLAB已经成为许多诸如数字信号处理、自动控制理论等高级教程的主要工具软件，同时也成为理工科学生，必须掌握的一项基本技能。 当需要运行程序时，只需选择桌面上（或开始）中的MATLAB6.5应用程序图标即可 通常情况下，MATLAB的工作环境主要由一下几个窗口组成： 命令窗口（Command Window）
工作区间浏览器（Workspace） 历史命令窗口（Command History） 图形窗口(Figure) 文本编辑窗口(Editor) 当前路径窗口（Current Directory） MATLAB的命令窗与命令操作 当用户使用命令窗口进行工作时，在命令窗口中可以直接输入相应的命令，系统将自动显示信息。 例如在命令输入提示符“>>”后输入指令： >>t=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]; 按回车键(Enter)后，系统即可完成对变量t的赋值。 MATALB提供了非常方便的在线帮助命令(help)，它可提供各个函数的用法指南，包括格式、参数说明、注意事项及相关函数等内容。 2、图形窗 MATLAB图形窗(Figure)主要用于显示用户所绘制的图形。 通常，只要执行了任意一种绘图命令，图形窗就会自动产生。
信号系统实验报告
电子工程系 信号与系统课程实验报告 2011-----2012学年第一学期 专业: 电子信息工程技术班级: 学号 : 姓名: 指导教师: 实常用连续时间信号的实现
一、实验目的 （1）了解连续时间信号的特点； （2）掌握连续时间信号表示的向量法和符号法； （3）熟悉MATLAB Plot函数等的应用。 二、实验原理 1、信号的定义 信号是随时间变化的物理量。信号的本质是时间的函数。 2、信号的描述 1）时域法 时域法是将信号表示成时间的函数f(t)来对信号进行描述的方法。信号的时间特性指的是信号的波形出现的先后，持续时间的长短，随时间变化的快慢和大小，周期的长短等。 2）频域（变换域）法 频域法是通过正交变换，将信号表示成其他变量的函数来对信号进行描述的方法。一般常用的是傅立叶变换。信号的频域特性包括频带的宽窄、频谱的分布等。 信号的频域特性与时域特性之间有着密切的关系。 3、信号的分类 按照特性的不同，信号有着不同的分类方法。 （1）确定性信号：可以用一个确定的时间函数来表示的信号。 随机信号：不可以用一个确定的时间函数来表示，只能用统计特性加以描述的信号。 （2）连续信号：除若干不连续的时间点外，每个时间点在t上都有对应的数值信号。离散信号：只在某些不连续的点上有数值，其他时间点上信号没有定义的信号。 （3）周期信号：存在T，使得等式f(t+T)=f(t)对于任意时间t都成立的信号。非周期信号：不存在使得等式f(t+T)=f(t)对于任意时间t都成立的信号。 绝对的周期信号是不存在的，一般只要在很长时间内慢走周期性就可以了。 （4）能量信号：总能量有限的信号。 功率信号:平均功率有限切非零的信号。 （5）奇信号：满足等式f(t)=--f(--t)的信号。偶信号：满足等式f(t)=f(--t)的信号。 三、涉及的MATLAB函数 1、plot函数 功能：在X轴和Y轴方向都按线性比例绘制二维图形。 调用格式： Plot（x,y）:绘出相x对y的函数线性图。 Plot（x1,y1,x2,y2,…..）:会出多组x对y的线性曲线图。 2、ezplot函数 功能：绘制符号函数在一定范围内的二维图形。简易绘制函数曲线。 调用格式： Ezplot (fun):在[-2π，2π]区间内绘制函数。 Ezplot (fun，［min，max］)：在［min,max］区间内绘函数。 Ezplot (funx,funy):定义同一曲面的函数，默认的区间是[0, 2π]。】 3、sym函数 功能：定义信号为符号的变量。 调用格式：sym(fun):fun为所要定义的表达式。 4、subplot函数
信号与系统 MATLAB实验报告
《信号与系统》MATLAB实验报告 院系：专业： 年级：班号： ：学号： 实验时间： 实验地点：
实验一 连续时间信号的表示及可视化 实验题目： )()(t t f δ=；)()(t t f ε=；at e t f =)(（分别取00<>a a 及）； )()(t R t f =；)()(t Sa t f ω=；)2()(ft Sin t f π=（分别画出不同周期个数的波形）。 解题分析： 以上各类连续函数，先运用t = t1: p:t2的命令定义时间围向量，然后调用对应的函数，建立f 与t 的关系，最后调用plot （）函数绘制图像，并用axis （）函数限制其坐标围。 实验程序： （1）)()(t t f δ= t=-1:0.01:3 %设定时间变量t 的围及步长 f=dirac(t) %调用冲激函数dirac （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数 axis([-1,3,-0.5,1.5]) %用axis 函数规定横纵坐标的围 （2）)()(t t f ε= t=-1:0.01:3 %设定时间变量t 的围及步长 f=heaviside(t) %调用阶跃函数heaviside （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数 title('f(t)=heaviside(t)') %用title 函数设置图形的名称 axis([-1,3,-0.5,1.5]) %用axis 函数规定横纵坐标的围 （3）at e t f =)( a=1时：
t=-5:0.01:5 %设定时间变量t 的围及步长 f=exp(t) %调用指数函数exp （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数 title('f=exp(t)') %用title 函数设置图形的名称 axis([-5,5,-1,100]) %用axis 函数规定横纵坐标的围 a=2时： t=-5:0.01:5 f=exp(2*t) % 调用指数函数exp （） plot(t,f) title('f=exp(2*t)') axis([-5,5,-1,100]) a=-2时： t=-5:0.01:5 f=exp(-2*t) plot(t,f) title('f=exp(-2*t)') axis([-5,5,-1,100]) （4）)()(t R t f = t=-5:0.01:5 f=rectpuls(t,2) % 用rectpuls(t,a)表示门函数，默认以零点为中心，宽度为a plot(t,f) title('f=R(t)') axis([-5 5 -0.5 1.5]) （5）)()(t Sa t f ω= ω=1时： t=-20:0.01:20 f=sin(t)./t % 调用正弦函数sin （）,并用sin （t ）./t 实现抽 样函数 plot(t,f)
实验1 用MATLAB进行信号频谱分析(推荐文档)
实验1 用MATLAB 进行信号频谱分析 一、实验目的 ㈠ 初步掌握MATLAB 产生常用离散时间信号的编程方法。 ㈡ 学习编写简单的FFT 算法程序，对离散信号进行幅频谱分析。 ㈢ 观察离散时间信号频谱的特点。 二、实验原理 ㈠ 常用的离散时间信号 在 MATLAB 语言主要是研究离散信号的。常用的离散信号有： 1．单位取样序列 ???≠==000 1)(n n n δ 2．单位阶跃序列 ?? ?<≥=0 01 )(n n n u 3．实指数序列 R a n a n x n ∈?=;)( 4．复指数序列 n e n x n j ?=+)(0)(ωσ 5．正(余)弦序列 )c o s ()(0θω+=n n x n ? 6．周期序列 n N n x n x ?+=)()( ㈡ 离散信号的产生 离散信号的图形显示使用stem 指令。 在 MATLAB 中的信号处理工具箱中,主要提供的信号是离散信号。
由于MATLAB 对下标的约定为从1开始递增，例如x=[5,4,3,2,1,0],表示x(1)=5,x(2)=4,X(3)=3… 因此要表示一个下标不由1开始的数组x(n)，一般应采用两个矢量，如 n=[-3，-2，-1，0，l ，2，3，4，5]； x=[1，-l ，3，2，0，4，5，2，1]； 这表示了一个含9个采样点的矢量：X(n)={x(-3)，x(-2)，x(-1)，x(0)，x(1)，x(2)，x(3)，x(4)，x(5)}。 1．单位取样序列 ?? ?≠==δ0 001)(n n n 这一函数实现的方法有二： 方法一：可利用MATLAB 的zeros 函数。 x=zeros(1，N)； %建立一个一行N 列的全零数组 x(1)=1； %对X （1）赋1 方法二：可借助于关系操作符实现 n=1:N; x=[n==1]; %n 等于1时逻辑关系式结果为真，x=1；n 不等于1时为假，x=0 如要产生 ?????≤<<=≤≤=-δ2 0210 100)(10)(n n n n n n n n n n n n 则可采用MATLAB 实现： n=n1:n2； x=[(n-n0)==0]；%n=n0时逻辑关系式结果为真，x=1；n ≠n0时为
信号与系统实验报告_1(常用信号的分类与观察)
实验一：信号的时域分析 一、实验目的 1.观察常用信号的波形特点及产生方法 2.学会使用示波器对常用波形参数的测量 二、实验仪器 1.信号与系统试验箱一台（型号ZH5004） 2.40MHz双踪示波器一台 3.DDS信号源一台 三、实验原理 对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa(t)信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、信号：指数信号可表示为f(t)=Ke at。对于不同的a取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示： 图1―1 指数信号 2、信号：其表达式为f（t）=Ksin（ωt＋θ），其信号的参数：振幅K、角频率ω、与初始相位θ。其波形如下图所示：
图1－2 正弦信号 3、指数衰减正弦信号：其表达式为其波形如下图： 图1－3 指数衰减正弦信号 4、Sa(t)信号：其表达式为：。Sa(t)是一个偶函数，t= ±π,±2π,…,±nπ时，函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特的运用。其信号如下图所示：
图1－4 Sa（t）信号 5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：其信号如下图所示： 图1－5 钟形信号 6、脉冲信号：其表达式为f(t)=u(t)-u(t-T)，其中u(t)为单位阶跃函数。其信号如下图所示： 7、方波信号：信号为周期为T，前T/2期间信号为正电平信号，后T/2期间信号为负电平信号，其信号如下图所示 U(t)
(完整word版)信号与系统matlab实验
习题三 绘制典型信号及其频谱图 1.更改参数，调试程序，绘制单边指数信号的波形图和频谱图。观察参数a对信号波形 及其频谱的影响。 程序代码： close all; E=1;a=1; t=0:0.01:4; w=-30:0.01:30; f=E*exp(-a*t); F=1./(a+j*w); plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)'); figure; plot(w,abs(F));xlabel('\omega');ylabel('|F(\omega)|';
E=1，a=1,波形图频谱图更改参数E=2，a=1;
更改参数a，对信号波形及其频谱的影响。（保持E=2）上图为a=1图像 a=2时
a=4时 随着a的增大，f(t)曲线变得越来越陡，更快的逼近0，而对于频谱图，随着a增大，图像渐渐向两边张开，峰值减小，陡度减小，图像整体变得更加平缓。 2.矩形脉冲信号 程序代码： close all; E=1;tao=1; t=-4:0.1:4; w=-30:0.1:30;
f=E*(t>-tao/2&tao/2)+0*(t<=-tao/2&t>=tao/2); F=(2*E./w).*sin(w*tao/2); plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)'); figure; plot(w,abs(F));xlabel('\omega');ylabel('|F(\omega)|') ; figure; plot(w,20*log10(abs(F))); xlabel('\omega');ylabel('|F(\omega)| in dB'); figure; plot(w,angle(F));xlabel('\omega');ylabel('\phi(\omega )');
matlab信号与系统实验报告
实验一 基本信号的产生与运算 一、 实验目的 学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。 二、 实验原理 MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。这些信号是信号处理的基础。 1、 利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。 （1）51),1(2)(<<---=t t u t x （2）300),3 2 sin()(3.0<<=-t t e t x t （3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x （4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 答：（1）、 >> t=-1:0.02:5; >> x=(t>1); >> plot(t,-2*x); >> axis([-1,5,-3,1]); >> title('杨婕婕 朱艺星'); >> xlabel('x(t)=-2u(t-1)');
（2）、 >> t=0:0.02:30; >> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t); >> plot(t,x); >> title('杨婕婕朱艺星'); >> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)');
因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰 axis([0,15,-0.2,0.6]);
（3）>> t=-0.1:0.01:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x); >> title('杨婕婕朱艺星'); >>xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)'); 因为t的间隔取太大，以至于函数不够准确，缩小t的间隔：t=-0.1:0.002:0.2;x=cos(100*t)+cos(3000*t); plot(t,x);title('杨婕婕')
MATLAB实验报告
实验一 名称：连续时间信号分析 姓名：王嘉琦 学号：201300800636 班级：通信二班 一、实验目的 （一）掌握使用Matlab 表示连续时间信号 1、学会运用Matlab 表示常用连续时间信号的方法 2、观察并熟悉常用信号的波形和特性 （二）掌握使用Matlab 进行连续时间信号的相关运算 1、学会运用Matlab 进行连续时间信号的时移、反褶和尺度变换 2、学会运用Matlab 进行连续时间信号微分、积分运算 3、学会运用Matlab 进行连续时间信号相加、相乘运算 4、学会运用Matlab 进行连续时间信号卷积运算 二、实验条件 Matlab 三、实验内容 1、利用Matlab 命令画出下列连续信号的波形图。 （1）)4/3t (2cos π+ 代码： k=2;w=3;phi=pi/4; t=0:0.01:3; ft=k*cos(w*t+phi); plot(t,ft),grid on; axis([0,3,-2.2,2.2]) title('余弦信号')
（2） )t (u )e 2(t -- 代码： k=-1;a=-1; t=0:0.01:3; ft=2-k*exp(a*t); plot(t,ft),grid on axis([0,3,2,3]) title('指数信号')
（3）)]2()(u )][t (cos 1[--+t u t π 代码： k=1;w=pi;phi=0; t=0:0.01:2; ft=1+k*cos(w*t+phi); plot(t,ft),grid on; axis([0,3,0,2]) title('余弦信号')
信号与系统MATLAB实验
2016-2017学年第一学期 信号与系统实验报告 班级： 姓名： 学号： 成绩： 指导教师：
实验一常见信号的MATLAB 表示及运算 一．实验目的 1．熟悉常见信号的意义、特性及波形 2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法 二．实验原理 信号一般是随时间而变化的某些物理量。按照自变量的取值是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用()f t 和()f k 来表示。若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很困难，且难以精确。MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能，为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。 根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB 中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后，就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法。 1.连续时间信号 所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。从严格意义上讲，MATLAB 并不能处理连续信号。在MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。 ⑴ 向量表示法 对于连续时间信号()f t ，可以用两个行向量f 和t 来表示，其中向量t 是用形如12::t t p t 的命令定义的时间范围向量，其中，1t 为信号起始时间，2t 为终止时间，p 为时间间隔。向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。 说明：plot 是常用的绘制连续信号波形的函数。 严格说来，MATLAB 不能表示连续信号，所以，在用plot()命令绘制波形时，要对自变量t 进行取值，MATLAB 会分别计算对应点上的函数值，然后将各个数据点通过折线连接起来绘制图形，从而形成连续的曲线。因此，绘制的只是近似波形，而且，其精度取决于t 的取样间隔。t 的取样间隔越小，即点与点之间的距离越小，则近似程度越好，曲线越光滑。例如：图1-1是在取样间隔为p=0.5时绘制的波形，而图1-2是在取样间隔p=0.1时绘制的波形，两相对照，可以看出图1-2要比图1-1光滑得多。
信号与系统实验报告
学生实验报告 （理工类） 课程名称：信号与系统实验专业班级：电子信息（1）班学生学号：1005101058 学生姓名：严生生 所属院部：信息技术学院指导教师：杨婧 20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制
实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项，包括实验目的和要求；实验仪器和设备；实验内容与过程；实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求 实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。
实验项目名称：常用连续信号的表示实验学时： 1 同组学生姓名：实验地点： B402 实验日期：实验成绩： 批改教师：杨婧批改时间： 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB软件，利用MATLAB软件，绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机，装有MATLAB7.0软件。 三、实验过程 1，绘制正弦信号f（t）=Asin（ωt+ψ），其中A=1，ω=2π, ψ=π/6; 2,绘制指数信号f（t）=Ae^at，其中A=1，a=-0.4； 3，绘制矩形脉冲信号，脉冲宽度为2； 4，绘制三角波脉冲信号，脉冲宽度为4；斜度为0.5； 5，对上题三角波脉冲信号进行尺度变换，分别得出f（2t），f（2-2t）； 6，绘制抽样函数Sa(t),t取值在-3π到+3π之间； 7，绘制周期矩形脉冲信号，参数自定； 8，绘制周期三角脉冲信号，参数自定； 1，打开MATLAB界面，建立新文件。 2，根据实验要求，编写程序。
信号与系统实验报告汇总
实验三 常见信号的MATLAB 表示及运算 一、实验目的 1．熟悉常见信号的意义、特性及波形 2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法 二、实验原理 根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能，在MA TLAB 中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。在采用适当的MA TLAB 语句表示出信号后，就可以利用MA TLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。 1.连续时间信号 从严格意义上讲，MATLAB 并不能处理连续信号。在MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。 ⑴ 向量表示法 对于连续时间信号()f t ，可以用两个行向量f 和t 来表示，其中向量t 是用形如12::t t p t =的命令定义的时间范围向量，其中，1t 为信号起始时间，2t 为终止时间，p 为时间间隔。向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。 ⑵ 符号运算表示法 如果一个信号或函数可以用符号表达式来表示，那么我们就可以用前面介绍的符号函数专用绘图命令ezplot()等函数来绘出信号的波形。 ⑶ 常见信号的MATLAB 表示 单位阶跃信号 单位阶跃信号的定义为：10 ()0 t u t t >?=? 0); %定义函数体，即函数所执行指令
信号与系统MATLAB实验总汇
实验一、MATLAB 编程基础及典型实例 一、实验目的 （1）熟悉MATLAB 软件平台的使用； （2）熟悉MATLAB 编程方法及常用语句； （3）掌握MATLAB 的可视化绘图技术； （4）结合《信号与系统》的特点，编程实现常用信号及其运算。 示例一：在两个信号进行加、减、相乘运算时，参于运算的两个向量要有相同的维数，并且它们的时间变量范围要相同，即要对齐。编制一个函数型m 文件，实现这个功能。function [f1_new,f2_new,n]=duiqi(f1,n1,f2,n2) a=min(min(n1),min(n2)); b=max(max(n1),max(n2)); n=a:b; f1_new=zeros(1,length(n)); f2_new=zeros(1,length(n)); tem1=find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1); f1_new(tem1)=f1; tem2=find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1); f2_new(tem2)=f2; 四、实验内容与步骤 （2）绘制信号x(t)=)3 2sin(2t e t ?的曲线，t 的范围在0~30s ，取样时间间隔为0.1s 。t=0:0.1:30; y=exp(-sqrt(2)*t).*sin(2*t/3); plot(t,y);
（3）在n=[-10:10]范围产生离散序列：?? ?≤≤?=Other n n n x ,033,2)(,并绘图。n=-10:1:10; z1=((n+3)>=0); z2=((n-3)>=0); x=2*n.*(z1-z2); stem(n,x);（4）编程实现如下图所示的波形。 t=-2:0.001:3; f1=((t>=-1)&(t<=1)); f2=((t>=-1)&(t<=2)); f=f1+f2; plot(t,f); axis([-2,3,0,3]);
基带信号眼图实验——matlab仿真
基带信号眼图实验——matlａb 仿真
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数字基带信号的眼图实验——matla ｂ仿真 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的ＮRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATL ＡB 语言编程。 二、实验预习要求 1、复习《数字通信原理》第七章７.1节——奈奎斯特第一准则内容； 2、复习《数字通信原理》第七章7．2节——数字基带信号码型内容； 3、认真阅读本实验内容,熟悉实验步骤。 三、实验原理和电路说明 １、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统，就应该 () n s n a t nT δ-∑() H ω() n s n a h t nT -∑基带传输抽样判决 图3-１?基带系统的分析模型 抑制码间干扰。设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑，s T 为基带信号的码元周期,则经过基 带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑。其中 1 ()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ? ?（3-1） 理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =?=? ? ， 为其他整数 ?? ?(３－２) 频域应满足：
信号与系统 MATLAB实验报告
《信号与系统》MATLAB 实验报告 院系： 专业： 年级： 班号： 姓名： 学号： 实验时间： 实验地点： 实验一 连续时间信号的表示及可视化 实验题目： )()(t t f δ=；)()(t t f ε=；at e t f =)(（分别取00<>a a 及）； )()(t R t f =；)()(t Sa t f ω=；)2()(ft Sin t f π=（分别画出不同周期个数的波形）。 解题分析： 以上各类连续函数，先运用t = t1: p:t2的命令定义时间范围向量，然后调用对应的函数，建立f 与t 的关系，最后调用plot （）函数绘制图像，并用axis （）函数限制其坐标范围。 实验程序： （1）)()(t t f δ= t=-1:0.01:3 %设定时间变量t 的范围及步长 f=dirac(t) %调用冲激函数dirac （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数 axis([-1,3,-0.5,1.5]) %用axis 函数规定横纵坐标的范围 （2）)()(t t f ε= t=-1:0.01:3 %设定时间变量t 的范围及步长 f=heaviside(t) %调用阶跃函数heaviside （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数
title('f(t)=heaviside(t)') %用title 函数设置图形的名称 axis([-1,3,-0.5,1.5]) %用axis 函数规定横纵坐标的范围 （3）at e t f =)( a=1时： t=-5:0.01:5 %设定时间变量t 的范围及步长 f=exp(t) %调用指数函数exp （） plot(t,f) %用plot 函数绘制连续函数 title('f=exp(t)') %用title 函数设置图形的名称 axis([-5,5,-1,100]) %用axis 函数规定横纵坐标的范围 a=2时： t=-5:0.01:5 f=exp(2*t) %调用指数函数exp （） plot(t,f) title('f=exp(2*t)') axis([-5,5,-1,100]) a=-2时： t=-5:0.01:5 f=exp(-2*t) plot(t,f) title('f=exp(-2*t)') axis([-5,5,-1,100]) （4）)()(t R t f = t=-5:0.01:5 f=rectpuls(t,2) %用rectpuls(t,a)表示门函数，默认以零点为中心，宽度为a plot(t,f) title('f=R(t)') axis([-5 5 -0.5 1.5]) （5）)()(t Sa t f ω= ω=1时：
根据Matlab的信号与系统实验指导材料
基于Matlab 的信号与系统实验指导 实验一 连续时间信号在Matlab 中的表示 一、实验目的 1、学会运用Matlab 表示常用连续时间信号的方法 2、观察并熟悉这些信号的波形和特性 二、实验原理及实例分析 1、信号的定义与分类 2、如何表示连续信号？ 连续信号的表示方法有两种；符号推理法和数值法。 从严格意义上讲，Matlab 数值计算的方法不能处理连续时间信号。然而，可利用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能被Matlab 处理，并且能较好地近似表示连续信号。 3、Matlab 提供了大量生成基本信号的函数。如： （1）指数信号：K*exp(a*t) （2）正弦信号：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi) （3）复指数信号：K*exp((a+i*b)*t) （4）抽样信号：sin(t*pi) 注意：在Matlab 中用与Sa(t)类似的sinc(t)函数表示，定义为：)t /()t (sin )t (sinc ππ= （5）矩形脉冲信号：rectpuls(t,width) （6）周期矩形脉冲信号：square(t,DUTY)，其中DUTY 参数表示信号的占空比
DUTY%，即在一个周期脉冲宽度（正值部分）与脉冲周期的比值。占空比默认为0.5。 （7）三角波脉冲信号：tripuls(t, width, skew)，其中skew 取值范围在-1~+1之间。 （8）周期三角波信号：sawtooth(t, width) （9）单位阶跃信号：y=(t>=0) 三、实验内容 1、验证实验内容 直流及上述9个信号 2、程序设计实验内容 （1）利用Matlab 命令画出下列连续信号的波形图。 （a ）)4/3t (2cos π+ （b ） )t (u )e 2(t -- （c ）)]2()(u )][t (cos 1[--+t u t π （2）利用Matlab 命令画出复信号) 4/t (j 2e )t (f π+=的实部、虚部、模和辐角。 四、实验报告要求 1、格式：实验名称、实验目的、实验原理、实验环境、实验内容、实验思考等 2、实验内容：程序设计实验部分源代码及运行结果图示。
实验一----信号的MATLAB表示及信号的运算
实验一----信号的MATLAB表示及信号的运算
信号的MATLAB表示及信号的运算 一、实验目的 1.掌握的MATLAB使用; 2.掌握MATLAB生成信号的波形; 3.掌握MATLAB分析常用连续信号; 4.掌握信号的运算的MATLAB实现。 二、实验工具 1.台式电脑一台； 2.MATLAB7.1软件环境； 三、实验内容 编写程序实现下列常用函数，并显示波形。 1.正弦函数 f(t)=Ksin(wt+a); 2.矩形脉冲函数f(t)=u(t)-u(t-t0); 3.抽样函数 sa(t)=sint/t; 4.单边指数函数 f(t)=Ke-t； 5.已知信号f1(t)=u(t+2)-u(t-2), f2(t)=cos(2pt),用MATLAB绘制f1t)+f2(t)和f1(t)*f2(t)的波形。
四、实验要求 预习信号的时域运算和时域变换（相加、相乘、移位、反折、尺度变化、例项）相关知识。 五、实验原理 在某一时间区间内，除若干个不连续的点外，如果任意时刻都可以给出确定的函数值，则称信号为连续时间信号，简称为连续信号。MATLAB提供了大量生成基本信号的函数，所以可利用连续信号在等时间间隔点的取值来近似表示连续信号，这些离散的数值能被MATLAB处理，并显示出来。 六、实验步骤 1.打开MATLAB7.1软件，并在老师的指导和带领下逐步熟悉此软件； 2.编写正弦函数程序： clear all; t=-8:.01:8; k=2;w=1;a=pi/4; f=k*sin(w*t+a); plot(t,f);
grid; xlabel('t'); ylabel('f(t)'); axis([-8 8 -3 3]); 3.编写矩形脉冲信号函数程序： clear all; t=-4:0.001:4; T=1; f1=rectpuls(t,4*T); f2=cos(2*pi*t); plot(t,f2+f1); axis([-4 4 -1.5 2.5]); grid on; figure plot(t,f2.*f1); axis([-4 4 -1.5 1.5]); grid on;
信号与系统实验报告(常用信号的分类与观察)
实验一:信号得时域分析 一、实验目得 1.观察常用信号得波形特点及产生方法 2.学会使用示波器对常用波形参数得测量 二、实验仪器 1.信号与系统试验箱一台（型号ＺH５0０4) 2.40MHｚ双踪示波器一台 3.ＤDS信号源一台 三、实验原理 对于一个系统特性得研究,其中重要得一个方面就是研究它得输入输出关系，即在一特定得输入信号下,系统对应得输出响应信号.因而对信号得研究就是对系统研究得出发点,就是对系统特性观察得基本手段与方法.在本实验中,将对常用信号与特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量得函数，在这里仅对一维信号进行研究,自变量为时间。常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa(ｔ)信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、信号:指数信号可表示为ｆ(t）＝Ke at。对于不同得ａ取值，其波形表现为不同得形式,如下图所示: 图１―1 指数信号 2、信号:其表达式为f(t）=Ｋsin(ωt+θ),其信号得参数:振幅K、角频率ω、与初始相位θ。其波形如下图所示:
图1-2 正弦信号 3、指数衰减正弦信号:其表达式为其波形如下图: 图１-３指数衰减正弦信号 ４、Sａ(t）信号:其表达式为:。Sa（t）就是一个偶函数，t= ±π,±２π,…,±ｎπ时,函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特得运用。其信号如下图所示: 图1－4 Ｓa(t)信号 5、钟形信号(高斯函数):其表达式为：其信号如下图所示：
图1-5 钟形信号 6、脉冲信号:其表达式为ｆ(t)=u(t)-ｕ（t—T),其中u（t)为单位阶跃函数。其信号如下图所示: f(ｔ） ? ……??…… 0 t 图1-6脉冲信号 7、方波信号:信号为周期为T,前T/2期间信号为正电平信号,后T/２期间信号为负电平信号，其信号如下图所示 U(t) ………… ?0?t 图1－７方波信号 四、实验内容及主要步骤 下列实验中信号产生器得工作模式为11 1、指数信号观察 通过信号选择键1，设置Ａ组输出为指数信号(此时信号输出指示灯为0００000）。用示波器测量“信号Ａ组”得输出信号。 输出波形为：
MATLAB实验报告(1-4)
信号与系统MATLAB第一次实验报告 一、实验目的 1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。 2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法 3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。 4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。 5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。 6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。 7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。 二、实验任务 将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。 三、实验内容 1.MATLAB软件基本运算入门。 1). MATLAB软件的数值计算： 算数运算 向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。 矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开； 矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。 举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。
2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名” 2.MATLAB软件简单二维图形绘制 1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y) 2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表 示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p) 3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin]) 4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’) 5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’) 6).输出：grid on 举例1： 举例2：