实验一 常用连续时间信号的实现共29页
实验一 常用连续时间信号的实现
经过不断完善，MATLAB已经发展成为适合多学科，多种工
作平台的功能强大大大型软件。成为线性代数，自动控制
理论，数理统计，数字信号处理，时间序列分析，动态
系统仿真等高级课程的基本教学工具。
1、MATLAB的语言特点
语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。 运算符丰富。
MATLAB既具有结构化的控制语句（如for循环，while
实验中用到的函数说明
plot函数
按线性比例绘制二进制图形。 调用格式 plot(x,y)：绘制x对y的函数的线性图。 plot(x1,y1,x2,y2,„)：绘制多组x对y的线性图。
subplot函数
产生多个绘图区间。 调用格式 subplot(m,n,p)：产生m行n列的绘图区间的第p个绘图 区间。
例:已知函数，f t e
0.1t
2 sin t 用MATLAB软件绘 3
制其时域波形。(t的范围是在0到30秒，并以0.1秒递增 )
t=0:0.1:30;
f=exp(-.1*t).*sin(2/3*t);
plot(t,f);
grid ylabel('f(t)') xlabel('Time(sec)') axis([0 30 -1 1]);
subplot(2,2,3);
plot(t,abs(f)); title('幅值'); subplot(2,2,4); plot(t,angle(f)); title('相位');
单位阶跃信号
function f=heaviside(t)
1t 0 (t ) 0t 0
MATLAB中矩阵的输入方法。
信号与系统实验一连续时间信号分析实验报告
实验一 连续时间信号分析一、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、实验条件装用Matlab R2015a 的电脑。
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+ 程序：t=-3:0.01:3; ft=2*cos(3*t+pi/4); plot(t,ft)图像：（2）)t (u )e 2(t--程序：t=-6:0.01:6; ut=(t>=0);ft=(2-1*exp(-t)).*ut; plot(t,ft)图像：（3）)]2()(u )][t (cos 1[--+t u t π 程序：t=-6:0.01:6; ut=(t>=0); ut2=(t>=2);ft=(1+cos(pi*t)).*(ut-ut2); plot(t,ft)图像：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。
程序：t=0:0.01:20;ft=2*exp(1j*(t+pi/4));subplot(2,2,1);plot(t,real(ft));title('ʵ²¿');axis([-0.5,20,-2.5,2.5]); subplot(2,2,2);plot(t,imag(ft));title('Ð鲿');axis([-0.5,20,-2.5,2.5]); subplot(2,2,3);plot(t,abs(ft));title('Ä£');axis([-0.5,20,-0.5,2.5]); subplot(2,2,4);plot(t,angle(ft));title('·ø½Ç');axis([-0.5,20,-3.5,3.5]);图像：3、已知信号的波形如下图所示：试用Matlab 命令画出()()()()2332----t f t f t f t f ，，，的波形图。
通信原理实验教程(MATLAB)
实验教程目录实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------61、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------62、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------73、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------284、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------491、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------492、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------503、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四：调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------591、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------592、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------623、信号重建--------------------- ----------------------------------------------------------624、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------645、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------66三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------66四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------75 实验五：连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------76一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------76二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------761、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------762、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------773、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------784、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------795、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------806、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------81三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------82四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------87 附录：授课方式和考核办法-----------------------------------------------------------------88实验一信号与系统的时域分析一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。
实验一--连续时间信号在Matlab中的运算
实验一连续时间信号在Matlab 中的运算一、实验目的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 进行连续时间信号相加、相乘、微分、积分和卷积运算。
3、观察并熟悉这些信号的波形和特性。
二、实验原理1、连续时间信号的表示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。
2、信号的时移、反褶和尺度变换信号的平移、反转和尺度变换是针对自变量时间而言的，其数学表达式和波形变换中存在着一定的变化规律。
从数学表达式上来看，信号的上述所有计算都是自变量的替换过程。
所以在使用Matlab 进行连续时间信号的运算时，只需要进行相应的变量代换即可完成相关工作。
3、连续时间信号的微分和积分连续时间信号的微分运算，可使用diff 命令函数来完成，其语句格式为：diff(function, ‘variable ',n) 。
其中，function 表示需要进行求导运算的函数，或者被赋值的符号表达式；variable 为求导运算的独立变量；n 为求导阶数，默认值为一阶导数。
连续时间信号积分运算可以使用int 命令函数来完成，其语句格式为：int(function, ‘variable ',a, b) 。
其中，function 表示被积函数，或者被赋值的符号表达式；variable为积分变量；a为积分下限，b为积分上限，a和b默认时则求不定积分。
4、信号的相加和相乘运算信号的相加和相乘是信号在同一时刻取值的相加和相乘。
因此Matlab 对于时间信号的相加和相乘都是基于向量的点运算。
5、连续信号的卷积运算卷积积分是信号与系统时域分析的重要方法之一。
定义为：f (t) f1(t) f2 (t) -f1( )f2(t )dMatlab 进行卷积计算可通过符号运算方法和数值计算方法实现。
Matlab讲义实验报告连续时间信号的分析.doc
连续时间信号的分析一、实验目的1.学习使用MATLAB 产生基本的连续信号、绘制信号波形。
2.实现信号的基本运算，为信号分析和系统设计奠定基础。
二、实验原理 1、基本信号的产生 时间间隔代替连续信号。
连续指数信号的产生连续矩形脉冲信号(门信号)的产生。
连续周期矩形波信号的产生。
2、信号的基本运算相加、相减、相乘、平移、反折、尺度变换。
三、实验内容1. 用MATLAB 编程产生正弦信号()sin(2),2,5Hz,3f t K ft K f ππθθ=+===，并画图。
代码如下： clc clear f0=5; w0=2*pi*f0; t=0:0.001:1; x=2*sin(w0*t+pi/3); plot(t,x) title('正弦信号')正弦信号2. 用MATLAB 编程产生信号122()0t f t -<<⎧=⎨⎩其它，画出波形。
代码如下：clc clear f0=2;t=0:0.0001:2.5; y=square(w0*t,50); plot(t,y);axis([0 2.5 -1.5 1.5]) title('周期方波');图形如下：单位阶跃信号3. 分别画出2中()f t 移位3个单位的信号(3)f t -、反折后的信号()f t -、尺度变换后的信号(3)f t 。
代码如下：clc cleart=-10:0.001:10; subplot(3,1,1) plot(t,f(t-3)) axis([-7 7 -2 2]) xlabel('t') ylabel('f(t-3)') title('移位') grid on subplot(3,1,2) plot(t,f(-t)) axis([-7 7 -2 2]) xlabel('t') ylabel('f(-t)') title('反折') grid on subplot(3,1,3) plot(t,f(3*t)) axis([-7 7 -2 2]) xlabel('t') ylabel('f(3t)') title('尺度变换') grid on 图形如下：xf (t )xf (t -3)xf (-t )xf (3*t )4. 用MATLAB编程画出下图描述的函数。
信号分析实验一内容
实验一连续时间信号的时域和频域分析一. 实验目的：1. 熟悉MATLAB 软件平台。
2. 掌握MATLAB 编程方法、常用语句和可视化绘图技术。
3. 编程实现常用信号及其运算MATLAB 实现方法。
4. 编程实现常用信号的频域分析。
二. 实验原理：1、连续时间信号的描述：（1）向量表示法连续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，除了有若干个不连续点之外，信号都有确定的值与之对应。
严格来说，MATLAB 并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。
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连续信号。
矩阵是MATLAB 进行数据处理的基本单元，矩阵运算是MATLAB 最重要的运算。
通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB 系统中是作为1×1 的矩阵来处理的，而向量实际上是仅有一行或者一列的矩阵。
通常用向量表示信号的时间取值范围，如t = -5:5，但信号x(t)、向量t 本身的下标都是从1 开始的，因此必须用一个与向量x 等长的定位时间变量t，以及向量x，才能完整地表示序列x(t)。
在MATLAB 可视化绘图中，对于以t 为自变量的连续信号，在绘图时统一用plot 函数；而对n 为自变量的离散序列，在绘图时统一用stem 函数。
（2）符号运算表示法符号对象(Symbolic Objects 不同于普通的数值计算)是Matlab 中的一种特殊数据类型，它可以用来表示符号变量、表达式以及矩阵，利用符号对象能够在不考虑符号所对应的具体数值的情况下能够进行代数分析和符号计算(symbolic math operations)，例如解代数方程、微分方程、进行矩阵运算等。
符号对象需要通过sym 或syms 函数来指定, 普通的数字转换成符号类型后也可以被作为符号对象来处理.我们可以用一个简单的例子来表明数值计算和符号计算的区别: 2/5+1/3 的结果为0.7333(double 类型数值运算), 而sym(2)/sym(5)+sym(1)/sym(3)的结果为11/15, 且这里11/15 仍然是属于sym 类型, 是符号数。
典型连续时间信号描述及运算
f3=200*exp(-1.*t./250.0);
plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.')
三条曲线利用不同的线型绘制，程序运行结果如图1-5所示。注意并理解时间常数对信号波形的变化。
2）正弦信号
要求：
(1)画出t=-250,-249,…,-1,0,1,2,…,250共501点
f=sym(‘sin(pi/4*t)’)
运行结果为
f =
sin(pi/4*t)
然后用ezplot命令绘制其波形：
ezplot(f,[-16,16])
该命令绘制的信号波形如图1-3所示。
2、典型连续时间信号波形绘制
1）单边指数信号
要求：
(1)画出t=0,1,2,…,500共501点
(2)在一个坐标系中用三种不同颜色分别绘制如下三种情况下的波形
利用以下命令实现两信号相乘及其可视化，其中 是两个用符号表达式表示的连续信号，w为相乘得到的和信号的符号表达式。
w=symmul(f1,f2);或w=f1*f2;
ezplot(w)
6、实验内容
利用上述信号的运算方法，完成如下实验内容：
已知 及信号 ，用MATLAB绘出满足下列要求的信号波形。
（1） （2）(a)( Nhomakorabea)(c)
(3)标出特殊点的坐标，如t=0和 的坐标
绘制一个信号波形图的示例程序如下：
t=0:1:500;
f=200*exp(-1.*t./62.5);
plot(t,f)
运行结果如图1-4所示。
在同一坐标绘制三个信号波形图的示例程序如下：
实验一 连续时间信号
实验一 连续时间信号1．对下面信号创建符号表达式 ()()t T t t x ππ2cos 2sin )(=对于T=4，8和16，利用ezplot 画出320≤≤t 内的信号。
什么是)(t x 的基波周期？实验思路：建立符号函数，再用函数subs 替换T 的值，得到相应的t 的表达式，在用ezplot 画出图形，在画出网格，得出基波周期。
实验内容；实验代码：x=sym('(sin(2*pi*t/T)*(cos(2*pi*t/T)))') x4=subs(x,'T',4) x8=subs(x,'T',8);x16=subs(x,'T',16);subplot(3,1,1);ezplot(x4,[0 32]); subplot(3,1,2);ezplot(x8,[0 32]); subplot(3,1,3);ezplot(x16,[0 32])实验结果：实验结果分析：x4的基波周期有图可以看出，后面两个x8\x16的是2．对下面信号创建一个符号表达式()t e t x at π2cos )(-=对于81,41,21=a ，利用ezplot 确定d t ，d t 为)(t x 最后跨过0.1的时间，将d t 定义为该信号的消失的时间。
利用ezplot 对每一个a 值确定在该信号消失之前，有多少个完整的余弦周期出现，周期数目是否正比于品质因素aT Q 2)2(π=？ 实验思路：建立符号函数()t e t x at π2cos )(-=，再用函数subs 替换a 的值，得到相应的关于t 的表达式x1\x2\x3，在用ezplot 画出图形，再画出网格，找出跨过0.1的坐标点，得出td,及信号消失的时间，数出周期数，和品质因素相比较即可。
实验内容x=sym('exp(-a*t)*cos(2*pi*t)') x1=subs(x,'a',1/2);x2=subs(x,'a',1/4); x3=subs(x,'a',1/8);subplot(3,1,1);ezplot(x1,[0 10]);grid; subplot(3,1,2);ezplot(x2,[0 20]);grid; subplot(3,1,3);ezplot(x3,[0 40]);grid 实验结果另外两个坐标是信号消失前有的余弦波个数为，4、8、16、与品质因素成正比3．将信号82162)(t j t j e e t x ππ+=的符号表达式存入x 中4．写出函数)(x sreal xr =，它产生一个代表)(t x 实部的符号表达式xr 。