陈后金信号与系统matlab实验4

陈后金信号与系统matlab实验4
陈后金信号与系统matlab实验4

第五章非周期信号的频域分析作者:卢未来日期:2012年5月10日

5.6非周期信号的频域分析的MATLAB 实现例5-19(174页)试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。

)(|)|1()(2t p t t f ?=编写函数

function y=sf1(t,w);

y=(t>=-1&t<=1).*(1-abs(t)).*exp(-j*w*t);执行代码

%program5_1

w=linspace(-6*pi,6*pi,512);

N=length(w);F=zeros(1,N);

for k=1:N

F(k)=quad('sf1',-1,1,[],[],w(k));end

figure(1);

plot(w,real(F));

xlabel('\omega');

ylabel('F(j\omega)');

figure(2);

plot(w,real(F)-sinc(w/2/pi).^2);xlabel('\omega');

title('计算误差');

例5-20(175页)试计算宽度和幅度均为1的方波信号(Hz)~0)(1m f t p 在频谱范围内所包含的信号能量。

编写函数:

function y=sf2(t);

y=2*sinc(t).*sinc(t);

执行代码:

>>%program5_2

>>f=linspace(0,5,256);

>>N=length(f);w=zeros(1,N);>>for k=1:N

w(k)=quad('sf2',0,f(k));end

>>plot(f,w);

>>xlabel('Hz');

>>ylabel('E');

例5-21(176页)试画出9.0±=α时1

()1j j F e e α???

=?的幅度频谱。

%program5_3

b=[1];

a1=[1-0.9];a2=[10.9];w=linspace(0,2*pi,512);

h1=freqz(b,a1,w);

h2=freqz(b,a2,w);

plot(w/pi,abs(h1),w/pi,abs(h2),':'); legend('\alpha=0.9','\alpha=-0.9');

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 ()

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

(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')

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:

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(MATLAB版) (1)

《信号与系统MATLAB实现》实验指导书 电气信息工程学院 2014年2月

长期以来,《信号与系统》课程一直采用单一理论教学方式,同学们依靠做习题来巩固和理解教学内容,虽然手工演算训练了计算能力和思维方法,但是由于本课程数学公式推导较多,概念抽象,常需画各种波形,作题时难免花费很多时间,现在,我们给同学们介绍一种国际上公认的优秀科技应用软件MA TLAB,借助它我们可以在电脑上轻松地完成许多习题的演算和波形的绘制。 MATLAB的功能非常强大,我们此处仅用到它的一部分,在后续课程中我们还会用到它,在未来地科学研究和工程设计中有可能继续用它,所以有兴趣的同学,可以对MATLAB 再多了解一些。 MATLAB究竟有那些特点呢? 1.高效的数值计算和符号计算功能,使我们从繁杂的数学运算分析中解脱出来; 2.完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化; 3.友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,易于学习和掌握; 4.功能丰富的应用工具箱,为我们提供了大量方便实用的处理工具; MATLAB的这些特点,深受大家欢迎,由于个人电脑地普及,目前许多学校已将它做为本科生必须掌握的一种软件。正是基于这些背景,我们编写了这本《信号与系统及MATLAB实现》指导书,内容包括信号的MA TLAB表示、基本运算、系统的时域分析、频域分析、S域分析、状态变量分析等。通过这些练习,同学们在学习《信号与系统》的同时,掌握MATLAB的基本应用,学会应用MATLAB的数值计算和符号计算功能,摆脱烦琐的数学运算,从而更注重于信号与系统的基本分析方法和应用的理解与思考,将课程的重点、难点及部分习题用MATLAB进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现,加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解,为学习后续课程打好基础。另外同学们在进行实验时,最好事先预习一些MATLAB的有关知识,以便更好地完成实验,同时实验中也可利用MATLAB的help命令了解具体语句以及指令的使用方法。

信号matlab仿真实验复习

一. 生成一个基频为20Hz ,幅度为±1的周期方波信号; (1)试确定该信号的周期? (2)画出该信号5个周期内的波形;画出该信号的幅度频谱图; (3)该信号谱线间隔和频带宽度是多少,对它进行时域采样,采样频率Fs 至少为多少? (4)设计一个IIR/FIR 低通滤波器,滤去该周期信号中80Hz 以后的频率成分,要求通带截止频率80Hz ,阻带截止频率90Hz ,通带纹波小于3dB ,阻带衰减大于50dB ,用matlab 命令画出滤波器的频率响应,以及滤波后的信号波形和频谱。 答:1.周期为0.05秒; 3.谱线间隔为20Hz, 带宽为40Hz ,采样频率至少为80Hz 。 Fs=1000; N=256; % 时域/频率采样点 t=0:1/Fs:(N-1)/Fs; x=square(2*pi*20*t); %产生幅度为[-1,1],频率为20Hz 的方波 subplot(2,1,1) %方波绘图 plot(t,x); title('5个周期的矩形波') axis([0,0.1,-1.5,1.5]) T=0.05; %求方波的频谱 t1=0:1/Fs:(T-1/Fs); xn=square(2*pi*20*t1); Xk=fft(xn,N); Xk=fftshift(abs(Xk)); Xkl=Xk/N; subplot(2,1,2) plot(Fs/N*[0:1:N-1],Xkl) title('方波信号的频谱') [n,Wn]=buttord(80/500,90/500,3,50); %确定butterworth 滤波器的阶次 butterworth 低通滤波 %器:通带截止频率80Hz ,阻带截止频率90Hz ,通带纹波小于3dB ,阻带衰减大于50dB , %以上参数可以变化 [b,a]=butter(n,Wn); %确定滤波器传递函数 y=filter(b,a,x); %滤波 figure %滤波器频率特性 freqs(b,a); title('低通滤波器频率特性') ; figure subplot(2,1,1) plot(t,y) ;title('矩形波通过低通滤波器后的波形') ;axis([0,0.1,-1.5,1.5]) subplot(2,1,2) N=512; %可适当增减 fy=fftshift(fft(y,N)); %矩形波通过低通滤波器后的频谱 f=(-N/2:(N/2-1))*2; f=f*Fs/N; plot(f,abs(fy)/N) ;title('矩形波通过低通滤波器后的频谱') 二.设有连续信号()cos(240)f t t π=??, (1)利用DFT 计算该连续时间信号的频谱,采样频率至少应取多少?80HZ (2)以采样频率Hz F s 1000=对信号)(t f 采样得)(t f a ,请画出两个周期内的离散 信号)(t f a 的波形;[要求横

数字信号处理MATLAB实验1

实验一熟悉MATLAB环境 一、实验目的 (1)熟悉MATLAB的主要操作命令。 (2)学会简单的矩阵输入和数据读写。 (3)掌握简单的绘图命令。 (4)用MATLAB编程并学会创建函数。 (5)观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录,在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子,体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上,完成以下实验。 上机实验内容: (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1234],B=[345 6],求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出 A、B、C、D、E、F、G。 (2)用MATLAB实现以下序列。 a)x(n)=0.8n0≤n≤15 b)x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤15 c)x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π)0≤n≤15 (n)=x(n+16),绘出四个d)将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x 16 周期。 (n)=x(n+10),绘出四个e)将c)中的x(n)扩展为以10为周期的函数x 10 周期。

(3)x(n)=[1,-1,3,5],产生并绘出下列序列的样本。 a)x 1(n)=2x(n+2)-x(n-1)-2x(n) b)∑=-=5 1k 2) k n (nx (n) x (4)绘出下列时间函数的图形,对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注。 a)x(t)=sin(2πt)0≤t≤10s b)x(t)=cos(100πt)sin(πt) 0≤t≤4s (5)编写函数stepshift(n0,n1,n2)实现u(n-n0),n1

实验2 用MATLAB描述常见信号

实验二用MATLAB描述常用信号 一. 实验目的 熟悉Matlab软件平台,掌握利用Matlab来显示常用信号波形。 掌握利用Matlab来实现信号的时域变换和时域运算。 二. 实验内容 在MATLAB中通常有两种方法来表示信号,一种是用向量来表示信号,另一种是用符号运算的方法来表示信号。用适当的MATLAB语句表示出信号后,就可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号波形。 1.连续时间信号 连续时间信号,是指自变量的取值范围是连续的,且对于一切自变量的取值,除了有若干不连续点以外,信号都有确定的值与之对应的信号。从严格意义上来讲,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的样值来近似地表示连续信号的,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。 (1) 向量表示法 对于连续时间信号f(t)可以用两个行向量表示。第一个行向量是用来定义自变量t的,t=t1:d:t2其中t1为初始值,d为步长,t2为终止值。第二个行向量f为连续信号f(t)在向量t所定义的时间上的样值。 例1:用Matlab表示()sin() =,并绘制出相应波形。 f t t 程序:

执行结果: 说明:程序可在命令窗口直接输入执行,也可创建m文件执行,具体操做见matlab 基础知识。 (2) 符号运算表示法 如果信号可以用符号表达式来表示它,则可用ezplot命令绘制出信号的波形。 -t/2并绘出其波形。 例2. 用Matlab表示连续信号f(t)= e 程序 执行结果

2.离散时间信号 离散时间信号用f(k)表示,其中变量k为整数,代表离散的采样时间点。 f(k)可表示为: f(k)={...f(-2),f(-1),f(0),f(1),f(2)…} ↑k=0 在MATLAB中,用一个向量f即可表示一个有限长度的序列。但是,这样的向量并没有包含其对应的序号信息。所以,要完整地表示一个离散信号需要用两个向量。 如序列:f(k)={1,2,-1,3,2,4,-1} ↑k=0 在MATLAB中应表示为: k=[-3,-2,-1,0,1,2,3]或是k=-3:3;f= [1, 2,-1, 3, 2, 4,-1] 在用MATLAB表示离散序列并将其可视化时,需注意以下几点:第一,与连续时间信号不同,离散时间信号无法用符号运算来表示;第二,由于在MATLAB 中,矩阵的元素个数是有限的,因此,MATLAB无法表示无限序列;第三,在绘制离散信号波形时,要使用专门绘制离散数据的stem命令,而不是plot命令。 例3.用Matlab表示离散序列 2()(),5 N x n R n N ==,并绘制图形。程序 执行结果

信号与系统Matlab实验作业

信号与系统M a t l a b实 验作业 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

实验一 典型连续时间信号和离散时间信号 一、实验目的 掌握利用Matlab 画图函数和符号函数显示典型连续时间信号波形、典型时间离散信号、连续时间信号在时域中的自变量变换。 二、实验内容 1、典型连续信号的波形表示(单边指数信号、复指数信号、抽样信号、单位阶跃信 号、单位冲击信号) 1)画出教材P28习题1-1(3) ()[(63)(63)]t f t e u t u t =----的波形图。 2)画出复指数信号()()j t f t e σω+=当0.4, 8σω==(0

5)单位冲击信号可看作是宽度为?,幅度为1/?的矩形脉冲,即t=t1处的冲击信号为 画出0.2 ?=, t1=1的单位冲击信号。 2、典型离散信号的表示(单位样值序列、单位阶跃序列、实指数序列、正弦序列、复 指数序列) 编写函数产生下列序列: 1)单位脉冲序列,起点n0,终点n f,在n s处有一单位脉冲。 2)单位阶跃序列,起点n0,终点n f,在n s前序列值为0,在n s后序列值为1。 对于1)、2)小题,最后以参数n0= -10,n f=10,n s= -3为例,画出各自波形。 (1) 、(2)

3)画出教材P21图1-26,即[][]n x n a u n =当a =, , , 的单边指数序列(-2≤n ≤5)。 4)画出教材P21图1-27,即00[]sin(), x n n =ΩΩ= 的正弦序列(-7≤n ≤14)。 5)画出复指数序列/6[]j n x n e π=和3[]j n x n e =的实部和虚部(-50≤n ≤50)。 3、信号的自变量变换

MATLAB信号与系统实验报告

信号与系统实验报告(5) MATLAB 综合实验 项目二 连续系统的频域分析 目的: 周期信号输入连续系统的响应可用傅里叶级数分析。由于计算过程烦琐,最适合用MATLAB 计算。通过编程实现对输入信号、输出信号的频谱和时域响应的计算,认识计算机在系统分析中的作用。 任务: 线性连续系统的系统函数为1 1 )(+= ωωj j H ,输入信号为周期矩形波如图1所示,用 MATLAB 分析系统的输入频谱、输出频谱以及系统的时域响应。 图1 方法: 1、确定周期信号f(t)的频谱n F 。基波频率Ω。 2、确定系统函数)(Ωjn H 。 3、计算输出信号的频谱 n n F jn H Y )(Ω= 4、系统的时域响应 ∑∞ -∞ =Ω= n t jn n e Y t y )( MATLAB 计算为 y=Y_n*exp(j*w0*n'*t); 要求(画出3幅图):

1、在一幅图中画输入信号f(t)和输入信号幅度频谱|F(jω)|。用两个子图画出。 2、画出系统函数的幅度频谱|H(jω)|。 3、在一幅图中画输出信号y(t)和输出信号幅度频谱|Y(jω)|。用两个子图画出。 解: (1)分析计算: 输入信号的频谱为 F n=τ T Sa(nΩτ 2 )(n∈Z) 输入信号最小周期为T O=2,脉冲宽度τ=0.5,基波频率Ω=2π/T O=π,τ T O =1 4 所以 F n=1 4Sa(nπ 4 )(n∈Z) 系统函数为 H jω= 1 1+jω 因此 H jnΩ= 1 1+jnπ 输出信号的频谱为 Y n=H jnΩF n=1 1+jnπ?1 4 Sa(nπ 4 ) 系统响应为 y t=Y n e jnΩt n=+∞ n=?∞(2)程序: t=linspace(-3,3,300); tau_T=1/4; %τ T O =1 4 n0=-20;n1=20; n=n0:n1; %计算谐波次数20 F_n=tau_T*Sa(tau_T*pi*n); f=2*(rectpuls(t+1.75,0.5)+rectpuls(t-0.25,0.5)+rectpuls(t-2.25,0.5)); figure(1),subplot(2,1,1),line(t,f,'linewidth',2); %输入信号的波形 axis([-3,3,-0.1,2.1]);grid on xlabel('Time(sec)','fontsize',8),title('输入信号','fontweight','bold') %设定字体大小,文本字符的粗细 text(-0.4,0.8,'f(t)') subplot(2,1,2),stem(n,abs(F_n),'.'); %输入信号的幅度频谱

信号处理实验一:用matlab描述基本信号

哈尔滨工程大学 实验报告 实验名称:____________ 用 matlab 描述基本信号 __________ 班级:电子信息工程4班__________ 学号:___________________________________ 姓名:___________________________________ 实验时间:___________ 2016年10月10日________ 成绩:____________________________________ 指导教师:________________ 栾晓明______________ 实验室名称:数字信号处理实验室 哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制

实验一 用matlab 描述基本信号 冲激信号 1、原理: 最简单的信号是(移位的)单位冲激信号: "1 n = n 0 乱 n-n o ]二」 (3.1) p n Hn° 在MATLAB 中产生冲激信号,必须先确定所关注信号部分的长度。 如果准备用冲激信 号耳n ]来激励因果LTI 系统,可能需要观察从 n = 0到n = L-1总共L 个点。若选择L = 31 , 下面的MATLAB 代码将产生一个 冲激信号”。 1. L = 31; 2. nn = 0 : (L-1); 3. imp = zeros(L, 1); 4. imp(1) = 1; 注意,根据 MATLAB 编址约定,n=0标号必须对应imp(1)。 例:产生移位冲激信号程序(函数文件) fun cti on [x,n] = impseq (n0,n1,n2) % 产生 x(n) = delta(n-n0); n1 <=n0 <= n2 % ------------------------------- % [x,n] = impseq( n0,n 1, n2) if ((n0 < n1) | (n0 > n2) | (n1 > n2)) error('参数必须满足 n1 <= n0 <= n2') end n = [n 1: n2]; %x = [zeros(1,( n0-n1)), 1, zeros(1,( n2-n0))]; x = [(n_n0) == 0]; 以上函数文件可以产生指定区间内的冲激移位脉冲。 % x(n) = 2*delta( n+2) - delta( n-4), -5<=*=5 n = [-5:5]; x = 2*impseq(-2,-5,5)-impseq(4,-5,5); stem(n,x); title('例 2.1a 的序列图') ylabel('x(n)'); axis([-5,5,-2,3]);text(5.5,-2,'n')例1 — 1:调用这个函数文件生成并绘制: 程序 x(n) = 2 S [n+2]- S [n -4] -5 < n w 5

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