matlab信号与系统实验报告

合集下载

信号与系统matlab实验报告

信号与系统matlab实验报告

信号与系统MATLAB实验报告实验目的本实验旨在通过MATLAB软件进行信号与系统的相关实验,探究信号与系统的特性与应用。

实验步骤1. 准备工作在正式进行实验之前,我们需要做一些准备工作。

首先,确保已经安装好MATLAB软件,并且熟悉基本的操作方法。

其次,准备好实验所需的信号与系统数据,可以是已知的标准信号,也可以是自己采集的实际信号。

2. 信号的生成与显示使用MATLAB编写代码,生成不同类型的信号。

例如,可以生成正弦信号、方波信号、三角波信号等。

通过绘制信号波形图,观察不同信号的特点和变化。

t = 0:0.1:10; % 时间范围f = 1; % 信号频率s = sin(2*pi*f*t); % 正弦信号plot(t, s); % 绘制信号波形图3. 系统的建模与分析根据实验需求,建立相应的系统模型。

可以是线性时不变系统,也可以是非线性时变系统。

通过MATLAB进行模型的建立和分析,包括系统的时域特性、频域特性、稳定性等。

sys = tf([1, 2], [1, 3, 2]); % 系统传递函数模型step(sys); % 绘制系统的阶跃响应图4. 信号与系统的运算对于给定的信号和系统,进行信号与系统的运算。

例如,进行信号的卷积运算、系统的响应计算等。

通过MATLAB实现运算,并分析结果的意义与应用。

x = [1, 2, 3]; % 输入信号h = [4, 5, 6]; % 系统响应y = conv(x, h); % 信号的卷积运算plot(y); % 绘制卷积结果的波形图5. 实验结果分析根据实验数据和分析结果,对实验进行结果总结与分析。

可以从信号的特性、系统的特性、运算结果等方面进行综合性的讨论和分析。

实验总结通过本次实验,我们学习了如何在MATLAB中进行信号与系统的实验。

通过生成信号、建立系统模型、进行运算分析等步骤,我们深入理解了信号与系统的基本原理和应用方法。

通过实验数据和结果分析,我们对信号与系统有了更深刻的认识,并掌握了MATLAB在信号与系统实验中的应用技巧。

matlab软件仿真实验(信号与系统)(1)

matlab软件仿真实验(信号与系统)(1)

matlab软件仿真实验(信号与系统)(1)《信号与系统实验报告》学院:信息科学与⼯程学院专业:物联⽹⼯程姓名:学号:⽬录实验⼀、MATLAB 基本应⽤实验⼆信号的时域表⽰实验三、连续信号卷积实验四、典型周期信号的频谱表⽰实验五、傅⽴叶变换性质研究实验六、抽样定理与信号恢复实验⼀MATLAB 基本应⽤⼀、实验⽬的:学习MATLAB的基本⽤法,了解 MATLAB 的⽬录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应⽤。

⼆、实验内容:例⼀已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。

x=0:0.05:4*pi;y=sin(x);plot(y)例⼆计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)例三已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。

z=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z)xlabel('x')ylabel('y')zlabel('z')例四已知x的取值范围,⽤subplot函数绘图。

参考程序:x=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')连续信号的MATLAB表⽰1、指数信号:指数信号Ae at在MATLAB中可⽤exp函数表⽰,其调⽤形式为:y=A*exp(a*t) (例取 A=1,a=-0.4)参考程序:A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;2、正弦信号:正弦信号Acos(w0t+?)和Asin(w0t+?)分别由函数cos和sin表⽰,其调⽤形式为:A*cos(w0t+phi) ;A*sin(w0t+phi) (例取A=1,w0=2π,?=π/6) 参考程序:A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid on ;3、抽样函数:抽样函数Sa(t)在MATLAB中⽤sinc函数表⽰,其定义为:sinc(t)=sin(πt)/( πt)其调⽤形式为:y=sinc(t)参考程序:t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;4、矩形脉冲信号:在MATLAB中⽤rectpuls函数来表⽰,其调⽤形式为:y=rectpuls(t,width),⽤以产⽣⼀个幅值为1,宽度为width,相对于t=0点左右对称的矩形波信号,该函数的横坐标范围由向量t决定,是以t=0为中⼼向左右各展开width/2的范围,width的默认值为1。

MATLAB实验报告(1-4)

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2:3.matlab程序流程控制1).for循环:for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构:while 逻辑表达式循环体End3).If分支:(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号:y=k*exp(a*t)举例:2).正弦信号:y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号:举例:4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号:y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间,若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算:语句格式:d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数,variable:求导运算的独立变量,n:求导阶数2).连续时间信号的积分运算:语句格式:int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件,并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图,也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

信号与系统MATLAB实验报告

信号与系统MATLAB实验报告

实验报告实验课程:信号与系统—Matlab综合实验学生姓名:学号:专业班级:2012年5月20日基本编程与simulink仿真实验1—1编写函数(function)∑=m n k n 1并调用地址求和∑∑∑===++10011-8015012n n n n n n 。

实验程序:Function sum=qiuhe(m,k)Sum=0For i=1:m Sum=sum+i^k End实验结果;qiuhe(50,2)+qiuhe(80,1)+qiuhe(100,-1)ans=4.6170e+004。

1-2试利用两种方式求解微分方程响应(1)用simulink对下列微分方程进行系统仿真并得到输出波形。

(2)编程求解(转移函数tf)利用plot函数画图,比较simulink图和plot图。

)()(4)(6)(5)(d 22t e t e d d t r t r d d t r d tt t +=++在e(t)分别取u(t)、S(t)和sin(20пt)时的情况!试验过程(1)(2)a=[1,5,6]; b=[4,1]; sys=tf(b,a); t=[0:0.1:10]; step(sys)连续时间系统的时域分析3-1、已知某系统的微分方程:)()()()()(d 2t e t e d t r t r d t r tt t +=++分别用两种方法计算其冲激响应和阶跃响应,对比理论结果进行验证。

实验程序:a=[1,1,1];b=[1,1];sys=tf(b,a);t=[0:0.01:10];figure;subplot(2,2,1);step(sys);subplot(2,2,2);x_step=zeros(size(t));x_step(t>0)=1;x_step(t==0)=1/2;lsim(sys,x_step,t);subplot(2,2,3);impulse(sys,t);title('Impulse Response');xlabel('Time(sec)');ylabel('Amplitude');subplot(2,2,4);x_delta=zeros(size(t));x_delta(t==0)=100;[y1,t]=lsim(sys,x_delta,t);y2=y1;plot(t,y2);title('Impulse Response');xlabel('Time(sec)');ylabel('Amplitude');运行结果如下:3-2;请编写一个自定义函数[F,tF}=intl(f,tf,a)实现数值积分,其中f和tf分别用列矢量表示待积函数的抽样值和抽样时间,a表示积分的起始时间,F和tF分别表示积分结果的抽样值和抽样时间。

MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]

MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]

MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]第一篇:MATLAB信号与系统实验报告19472信号与系统实验陈诉(5)MATLAB 综合实验项目二连续系统的频域阐发目的:周期信号输入连续系统的响应可用傅里叶级数阐发。

由于盘算历程啰嗦,最适适用MATLAB 盘算。

通过编程实现对输入信号、输出信号的频谱和时域响应的盘算,认识盘算机在系统阐发中的作用。

任务:线性连续系统的系统函数为11)(+=ωωjj H,输入信号为周期矩形波如图 1 所示,用MATLAB 阐发系统的输入频谱、输出频谱以及系统的时域响应。

-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)图 1要领:1、确定周期信号 f(t)的频谱nF&。

基波频率Ω。

2、确定系统函数 )(Ω jn H。

3、盘算输出信号的频谱n nF jn H Y&&)(Ω=4、系统的时域响应∑∞-∞=Ω=nt jnn eY t y&)(MATLAB 盘算为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)阐发盘算:输入信号的频谱为(n)输入信号最小周期为=2,脉冲宽度,基波频率Ω=2π/ =π,所以(n)系统函数为因此输出信号的频谱为系统响应为(2)步伐:t=linspace(-3,3,300);tau_T=1/4;%n0=-20;n1=20;n=n0:n1;%盘算谐波次数20F_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 onxlabel(”Time(sec)“,”fontsize“,8),title(”输入信号“,”fontweight“,”bold“)%设定字体巨细,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xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”输入信号的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-4.0,0.2,”|Fn|“)H_n=1./(i*n*pi+1);figure(2),stem(n,abs(H_n),”.“);%系统函数的幅度频谱xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”系统函数的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-2.5,0.5,”|Hn|“)Y_n=H_n.*F_n;y=Y_n*exp(i*pi*n”*t);figure(3),subplot(2,1,1),line(t,y,“linewidth”,2);%输出信号的波形 axis([-3,3,0,0.5]);grid onxlabel(“Time(sec)”,“fontsize”,8),title(“输出信号”,“fontweight”,“bold”)text(-0.4,0.3,“y(t)”)subplot(2,1,2),stem(n,abs(Y_n),“.”);%输出信号的幅度频谱xlabel(“n”,“fontsize”,8),title(“输出信号的幅度频谱”,“fontweight”,“bold”)text(-4.0,0.2,“|Yn|”)(3)波形:-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)输入信号f(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输入信号的幅度频谱|Fn|-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.40.50.60.70.80.91n系统函数的幅度频谱|Hn|-3-2-1 0 1 2 300.10.20.30.4Time(sec)输出信号y(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输出信号的幅度频谱|Yn| 项目三连续系统的复频域阐发目的:周期信号输入连续系统的响应也可用拉氏变更阐发。

信号与系统实验(MATLAB版) (1)

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。

matlab信号与系统实验报告

matlab信号与系统实验报告

matlab信号与系统实验报告Matlab信号与系统实验报告引言:信号与系统是电子工程、通信工程等领域中的重要基础课程,对于理解和应用各种信号处理技术具有重要意义。

本实验报告旨在通过使用Matlab软件,对信号与系统的基本概念和实验进行探讨和分析。

实验一:信号的基本特性分析在信号与系统的研究中,我们首先需要了解信号的基本特性。

通过Matlab软件,我们可以方便地对不同类型的信号进行分析和处理。

在本实验中,我们选择了常见的正弦信号和方波信号进行分析。

首先,我们生成了一个频率为1kHz,幅度为2V的正弦信号,并绘制了其时域波形图和频谱图。

通过观察时域波形图,我们可以看到正弦信号具有周期性和连续性的特点。

而通过频谱图,我们可以看到正弦信号在频域上只有一个峰值,说明其是单频信号。

接下来,我们生成了一个频率为1kHz,幅度为2V,占空比为50%的方波信号,并绘制了其时域波形图和频谱图。

与正弦信号不同,方波信号具有分段常值的特点。

通过频谱图,我们可以看到方波信号在频域上存在多个谐波分量,说明其是由多个频率的正弦信号叠加而成。

实验二:系统的时域响应分析在信号与系统中,系统的时域响应是描述系统对输入信号进行处理的重要指标。

通过Matlab软件,我们可以方便地分析和绘制系统的时域响应。

在本实验中,我们选择了一个一阶低通滤波器作为系统,输入信号为一个频率为1kHz,幅度为2V的正弦信号。

通过绘制输入信号和输出信号的时域波形图,我们可以观察到系统对输入信号进行了滤波处理,输出信号的幅度和相位发生了变化。

此外,我们还可以通过改变系统的参数,如截止频率和阶数,来观察系统的时域响应的变化。

通过对比不同参数下的输出信号波形图,我们可以得出不同参数对系统响应的影响。

实验三:系统的频域响应分析除了时域响应,频域响应也是描述系统特性的重要指标。

通过Matlab软件,我们可以方便地进行系统的频域响应分析。

在本实验中,我们选择了一个二阶巴特沃斯低通滤波器作为系统,输入信号为一个频率为1kHz,幅度为2V的正弦信号。

信号与系统 MATLAB实验报告(可打印修改)

信号与系统 MATLAB实验报告(可打印修改)

0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
对比可知此法做出的图像更加清晰美观。 (2)MATLAB 可以自动地根据曲线数据的范围选择合适的坐标系,从而使得 曲线尽可能清晰地显示出来,一般情况下不必选择坐标系。但是,如果对 MATLAB 自动产生的坐标轴不满意,可以利用 axis 命令对坐标轴进行调整。
title('f=R(t)')
axis([-5 5 -0.5 1.5])
(5) f (t) Sa(t)
ω=1 时:
t=-20:0.01:20 f=sin(t)./t 实现抽样函数
%调用正弦函数sin(),并用sin(t)./t
plot(t,f)
title('f(t)=Sa(t)')
axis([-20,-20,-0.5,1.1])
改进想法:
本题中函数的表示方法都不只一种。如阶跃函数可以借助符号函数来实现
可视化。其程序和结果如下:
t=-5:0.05:5 f=sign(t)
%调用符号函数 sign()
axis([-5,5,-1.1,1.1])
ff=1/2+1/2*f
%运用阶跃函数与符号函数的关系,表示出阶跃函数
ff
plot(t,ff)
实验程序:
(1)
n=-10:20
%设置变量范围,默认步长为1
f=heaviside(n)
x=heaviside(n)-heaviside(n-10) %阶跃函数直接相减
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 t = t1: p: t2 的命令定义时间范围向量,t1 为信号起始时间,t2 为终止时间,p 为时间间隔。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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),32sin()(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),83cos()(==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)83cos()(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。

相关文档
最新文档