信号与系统实验报告
信号与系统软件实验实验报告

信号与系统软件实验实验报告一、实验目的本次信号与系统软件实验的主要目的是通过使用相关软件工具,深入理解和掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法,并通过实际操作和实验结果的观察与分析,提高对信号处理和系统性能的认识和应用能力。
二、实验环境本次实验使用的软件工具为_____,运行环境为_____操作系统。
计算机配置为_____处理器,_____内存,_____硬盘。
三、实验内容1、信号的表示与运算生成常见的连续时间信号,如正弦信号、余弦信号、方波信号、锯齿波信号等,并观察其波形和特征参数。
对生成的信号进行加、减、乘、除等运算,分析运算结果的波形和频谱变化。
2、系统的时域分析构建简单的线性时不变系统,如一阶惯性系统、二阶振荡系统等。
输入不同类型的信号,如阶跃信号、冲激信号等,观察系统的输出响应,并分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。
3、系统的频域分析对给定的系统进行频率响应分析,计算系统的幅频特性和相频特性。
通过改变系统的参数,观察频率响应的变化规律,并分析系统对不同频率信号的滤波特性。
4、信号的采样与重构对连续时间信号进行采样,研究采样频率对信号重构的影响。
采用不同的重构方法,如零阶保持重构、一阶线性重构等,比较重构信号与原始信号的误差。
四、实验步骤1、打开实验软件,熟悉软件的操作界面和功能菜单。
2、按照实验内容的要求,依次进行各项实验操作。
在信号表示与运算实验中,通过软件提供的函数生成所需的信号,并使用绘图功能显示信号的波形。
然后,利用软件的计算功能进行信号运算,并观察运算结果的波形。
对于系统时域分析实验,首先在软件中构建指定的系统模型,然后输入相应的激励信号,使用仿真功能获取系统的输出响应。
通过观察输出响应的波形,分析系统的性能指标,如上升时间、调节时间、超调量等。
在系统频域分析实验中,利用软件的频率响应分析工具,计算系统的幅频特性和相频特性曲线。
通过调整系统的参数,如增益、时间常数等,观察频率响应曲线的变化情况,并总结规律。
信号与系统实验报告总结

信号与系统实验实验一常用信号的观察方波:正弦波:三角波:在观测中,虚拟示波器完全充当实际示波器的作用,在工作台上连接AD1为示波器的输入,输入方波、正弦波、三角波信号时,可在电脑上利用软件观测到相应的波形,其纵轴为幅值可通过设置实现幅值自动调节以观测到最佳大小的波形,其横轴为时间,宜可通过设置实现时间自动调节以观测到最佳宽度的波形。
实验四非正弦周期信号的分解与合成方波DC信号:DC信号几乎没有,与理论相符合,原信号没有添加偏移。
方波基波信号:基波信号为与原方波50Hz信号相对应的频率为50Hz的正弦波信号,是方波分解的一次谐波信号。
方波二次谐波信号:二次谐波信号频率为100Hz为原方波信号频率的两倍,幅值较一次谐波较为减少。
方波三次谐波信号:三次谐波信号频率为150Hz为原方波信号的三倍。
幅值较一二次谐波大为减少。
方波四次谐波信号:四次谐波信号的频率为200Hz为原方波信号的四倍。
幅值较三次谐波再次减小。
方波五次谐波信号:五次谐波频率为250Hz为原方波信号的五倍。
幅值减少到0.3以内,几乎可以忽略。
综上可知:50Hz方波可以分解为DC信号、基波信号、二次、三次、四次、五次谐波信号…,无偏移时即无DC信号,DC信号幅值为0。
分解出来的基波信号即一次谐波信号频率与原方波信号频率相同,幅值接近方波信号的幅值。
二次谐波、三次谐波、四次谐波、五次谐波依次频率分别为原方波信号的二、三、四、五倍,且幅值依次衰减,直至五次谐波信号时几乎可以忽略。
可知,方波信号可分解为多个谐波。
方波基波加三次谐波信号:基波叠加上三次谐波信号时,幅值与方波信号接近,形状还有一定差异,但已基本可以看出叠加后逼近了方波信号。
方波基波加三次谐波信号加五次谐波信号:基波信号、三次谐波信号、五次谐波信号叠加以后,比基波信号、三次谐波信号叠加后的波形更加接近方波信号。
综上所述:方波分解出来的各次谐波以及DC信号,叠加起来以后会逼近方波信号,且叠加的信号越多,越是接近方波信号。
《信号与系统》课程实验报告

《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2.符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示,则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。
上例可用下面的命令来实现(在命令窗口中输入,每行结束按回车键)。
t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下:图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。
三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。
用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮,进入图1-3。
图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。
界面的主体分为两部分:1) 两个轴组成的坐标平面(横轴是时间,纵轴是信号值);2) 界面右侧的控制框。
控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮,点击各波形选择按钮可选择波形,点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。
图1-4 峰值为8V,频率为0.5Hz,相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。
在这个界面内提供了三个滑动条,改变滑块的位置,滑块上方实时显示滑块位置代表的数值,对应正弦波的三个参数:幅度、频率、相位;坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。
在七种信号中,除抽样函数信号外,对其它六种波形均提供了参数设置。
矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5~图1-10所示。
图1-5 峰值为8V,频率为1Hz,占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V,滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V,频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中,通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位,观察波形的变化。
信号与系统实验实验报告

信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察,深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体而言,包括以下几个方面:1、掌握常见信号的产生和表示方法,如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、熟悉线性时不变系统的特性,如叠加性、时不变性等,并通过实验进行验证。
3、学会使用基本的信号处理工具和仪器,如示波器、信号发生器等,进行信号的观测和分析。
4、理解卷积运算在信号处理中的作用,并通过实验计算和观察卷积结果。
二、实验设备1、信号发生器:用于产生各种类型的信号,如正弦波、方波、脉冲等。
2、示波器:用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。
3、计算机及相关软件:用于进行数据处理和分析。
三、实验原理1、信号的分类信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号在时间上是连续的,其数学表示通常为函数形式;离散时间信号在时间上是离散的,通常用序列来表示。
常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。
叠加性意味着多个输入信号的线性组合产生的输出等于各个输入单独作用产生的输出的线性组合;时不变性表示系统的特性不随时间变化,即输入信号的时移对应输出信号的相同时移。
3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算,用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。
对于两个信号 f(t) 和 g(t),它们的卷积定义为:\(f g)(t) =\int_{\infty}^{\infty} f(\tau) g(t \tau) d\tau \在离散时间情况下,卷积运算为:\(f g)n =\sum_{m =\infty}^{\infty} fm gn m \四、实验内容及步骤实验一:常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。
2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号,调整频率、幅度和占空比等参数。
3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告
实验名称:信号与系统实验
一、实验目的:
1.了解信号与系统的基本概念
2.掌握信号的时域和频域表示方法
3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响
二、实验内容:
1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号,并通过示波器观察其时域和频域表示。
2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。
3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作,并通过示波器观察滤波前后信号的变化。
三、实验结果分析:
1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示,可以看出信号的振幅、频率和相位信息。
2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示,可以看出信号的频率成分和幅度。
3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像,可以更直观地分析信号的特性。
4.经过滤波器处理的信号,可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。
四、实验总结:
通过本次实验,我对信号与系统的概念有了更深入的理解,掌
握了信号的时域和频域表示方法。
通过观察实验仪器和绘制图像,我能够分析信号的特性及其对系统的影响。
此外,通过滤波器的处理,我也了解了滤波对信号的影响。
通过实验,我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告一、信号的时域基本运算1.连续时间信号的时域基本运算两实验之一实验分析:输出信号值就等于两输入信号相加(乘)。
由于b=2,故平移量为2时,实际是右移1,符合平移性质。
两实验之二心得体会:时域中的基本运算具有连续性,当输入信号为连续时,输出信号也为连续。
平移,伸缩变化都会导致输出结果相对应的平移伸缩。
2.离散时间信号的时域基本运算两实验之一实验分析:输出信号的值是对应输入信号在每个n值所对应的运算值,当进行拉伸变化后,n值数量不会变,但范围会拉伸所输入的拉伸系数。
两实验之二心得体会:离散时间信号可以看做对连续时间信号的采样,而得到的输出信号值,也可以看成是连续信号所得之后的采样值。
二、连续信号卷积与系统的时域分析1.连续信号卷积积分两实验之一实验分析:当两相互卷积函数为冲激函数时,所卷积得到的也是一个冲激函数,且该函数的冲激t值为函数x,函数y冲激t值之和。
两实验之二心得体会:连续卷积函数每个t值所对应的卷积和可以看成其中一个在k值取得的函数与另外一个函数相乘得到的一个分量函数,并一直移动k值直至最后,最后累和出来的最终函数便是所得到的卷积函数。
3.RC电路时域积分两实验之一实验分析:全响应结果正好等于零状态响应与零输入响应之和。
两实验之二心得体会:具体学习了零状态,零输入,全响应过程的状态及变化,与之前所学的电路知识联系在一起了。
三、离散信号卷积与系统的时域分析1.离散信号卷积求和两实验之一实验分析:输出结果的n值是输入结果的k号与另一个n-k的累和两实验之二心得体会:直观地观察到卷积和的产生,可以看成连续卷积的采样形式,从这个方面去想,更能深入地理解卷积以及采样的知识。
2.离散差分方程求解两实验之一实验分析:其零状态响应序列为0 0 4 5 7.5,零输入响应序列为2 4 5 5.5 5.75,全状态响应序列为2 4 9 10.5 13.25,即全状态=零输入+零状态。
两实验之二心得体会:求差分方程时,可以根据全状态响应是由零输入输入以及零状态相加所得,分开来求,同时也加深了自己对差分方程的求解问题的理解。
信号与系统实验报告
信号与系统实验实验一 常用信号分类与观察一、实验目的1、了解单片机产生低频信号源2、观察常用信号的波形特点及产生方法。
3、学会使用示波器对常用波形参数的测量。
二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
三、实验内容1、信号的种类相当的多,这里列出了几种典型的信号,便于观察。
2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。
四、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、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。
1、正弦信号:其表达式为)sin()(θω+=t K t f ,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 正弦信号2、指数信号:指数信号可表示为atKe t f =)(。
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 2 指数信号3、指数衰减正弦信号:其表达式为 ⎪⎩⎪⎨⎧><=-)0()sin()0(0)(t t Ke t t f at ω其波形如下图:图 3 指数衰减正弦信号4、抽样信号:其表达式为: sin ()tSa t t=。
)(t Sa 是一个偶函数,t = ±π,±2π,…,±n π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4 抽样信号5、钟形信号(高斯函数):其表达式为:2()()tf t Ee-τ= , 其信号如下图所示:图 5 钟形信号6、脉冲信号:其表达式为)()()(T t u t u t f --=,其中)(t u 为单位阶跃函数。
信号与系统 实验报告
信号与线性系统实验报告
班级: 电科122
学号: 124633224
姓名: 纳扎尔·库尔曼别克
2015年10月
计算机与信息工程学院
2. 已知{}{}12()1,1,1,2,()1,2,3,4,5f k f k ==,求两序列的卷积和>> a=[1,1,1,2];
>> b=[1,2,3,4,5];
>> g=conv(a,b);
2.利用ifourier( ) 函数求下列频谱函数的傅氏反变换
22()16F j j ω
ωω=-+
已知下列系统函数H (s),求其频率特性。
已知系统函数H (s),求其频率特性和零极点图。
t
已知信号的拉氏变换如下,请用MATLAB画出其三维曲面图,观察其图形特点,
.已知下列单边离散序列的z 变换表达式,求其对应的原离散序列2121()2z z F z z z ++=+-
syms k z
3. 已知离散系统的系统函数H (z)如下,请绘出系统的幅频和相频特性曲线,统的作用
122344()()()
z H z z z +=++。
信号与系统课程实验报告
合肥工业大学宣城校区《信号与系统》课程实验报告专业班级学生姓名《信号与系统》课程实验报告一实验名称一阶系统的阶跃响应姓名系院专业班级学号实验日期指导教师成绩一、实验目的1.熟悉一阶系统的无源和有源电路;2.研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响;3.研究一阶系统的零点对系统响应的影响。
二、实验原理1.无零点的一阶系统无零点一阶系统的有源和无源电路图如图2-1的(a)和(b)所示。
它们的传递函数均为:10.2s1G(s)=+(a) 有源(b) 无源图2-1 无零点一阶系统有源、无源电路图2.有零点的一阶系统(|Z|<|P|)图2-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图,它们的传递函数为:10.2s1)0.2(sG(s)++=,⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=S611S161G(s)(a) 有源(b) 无源图2-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图3.有零点的一阶系统(|Z|>|P|)图2-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图,它们的传递函数为:1s10.1sG(s)=++(a) 有源(b) 无源图2-3 有零点(|Z|>|P|)一阶系统有源、无源电路图三、实验步骤1.打开THKSS-A/B/C/D/E型信号与系统实验箱,将实验模块SS02插入实验箱的固定孔中,利用该模块上的单元组成图2-1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路。
2.实验线路检查无误后,打开实验箱右侧总电源开关。
3.将“阶跃信号发生器”的输出拨到“正输出”,按下“阶跃按键”按钮,调节电位器RP1,使之输出电压幅值为1V,并将“阶跃信号发生器”的“输出”端与电路的输入端“Ui”相连,电路的输出端“Uo”接到双踪示波器的输入端,然后用示波器观测系统的阶跃响应,并由曲线实测一阶系统的时间常数T。
4.再依次利用实验模块上相关的单元分别组成图2-2(a)(或(b))、2-3(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路,重复实验步骤3,观察并记录实验曲线。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告在现代科学与工程领域中,信号与系统是一个至关重要的研究方向。
信号与系统研究的是信号的产生、传输和处理,以及系统对信号的响应和影响。
在这个实验报告中,我们将讨论一些关于信号与系统实验的内容,以及实验结果的分析和讨论。
实验一:信号的采集与展示在这个实验中,我们学习了信号的采集与展示。
信号是通过传感器或其他仪器采集的电压或电流的变化,可以是连续的或离散的。
我们使用示波器和数据采集卡来采集信号,并在计算机上进行展示和分析。
实验二:线性时不变系统的特性线性时不变系统是信号与系统中的重要概念。
在这个实验中,我们通过观察系统对不同的输入信号作出的响应来研究系统的特性。
我们使用信号发生器产生不同的输入信号,并观察输出信号的变化。
通过比较输入信号和输出信号的频谱以及幅度响应,我们可以了解系统的频率响应和幅频特性。
实验三:系统的时域特性分析在这个实验中,我们将研究系统的时域特性。
我们使用了冲击信号和阶跃信号作为输入信号,观察输出信号的变化。
通过测量系统的冲击响应和阶跃响应,我们可以了解系统的单位冲激响应和单位阶跃响应。
实验四:卷积与系统的频域特性在这个实验中,我们学习了卷积的概念和系统的频域特性。
卷积是信号与系统中的重要运算,用于计算系统对输入信号的响应。
我们通过使用傅里叶变换来分析系统的频域特性,观察输入信号和输出信号的频谱变化。
实验五:信号的采样与重构在这个实验中,我们研究了信号的采样与重构技术。
信号的采样是将连续时间的信号转换为离散时间的过程,而信号的重构是将离散时间的信号恢复为连续时间的过程。
我们使用数据采集卡来对信号进行采样,并使用数字滤波器来进行信号的重构。
通过观察信号的采样和重构结果,我们可以了解采样率对信号质量的影响。
实验六:系统的稳定性与性能在这个实验中,我们研究了系统的稳定性与性能。
系统的稳定性是指系统对输入信号的响应是否有界,而系统的性能是指系统对不同频率信号的响应如何。
我们使用极坐标图和Nyquist图来分析系统的稳定性和性能,通过观察图形的变化来评估系统的性能。
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信号与系统试验报告专业:电子信息工程班级:12级电信一班学号:1204101014姓名:李国权信号与系统(Signal & System)课程编号:04021504课程总学时:80课程性质:必修课程属性: 专业基础课开设学期:4承担实验室:信号与系统实验室适用专业:电子信息工程;核心先修课程:高等数学,电路主撰人:王秀山审核人:吴昂大纲制定(修订)日期:2012-5-16(一)实验课程简介信号与系统实验是学习信号与线性系统的一个重要环节,能巩固和加深课堂教学内容,提高学生实际工作能力,培养科学作风,为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础。
通过该实验课的基本训练,能使学生初步具备信号与线性系统实验基本知识,进一步学习MA TLAB软件在电子信息工程中的使用,掌握常用实验仪器、仪表的原理和使用方法,具备初步的处理实验故障的能力。
(二)实验教学目的和基本要求1. 掌握MA TLAB软件在信号与系统课程中的应用。
2. 熟练掌握运用MA TLAB软件求解信号与系统课程中的三大变换、卷积计算等知识。
3. 了解用MATLAB软件动态观察部分变换计算的计算过程。
4. 学会使用信号与系统实验箱进行信号的分解、合成、采样和滤波等处理。
(三)实验项目名称与学时分配序号实验名称学时类型实验要求04021504+01 信号的MA TLAB表示 2 基础性必做04021504+02 连续信号卷积和典型周期信号的频谱分析 2 验证性必做04021504+03 傅立叶变换性质及函数零极点分布 2 验证性必做04021504+04 用同时分析法观测方波信号的频谱 2 综合性必做04021504+05 信号的采样与恢复 2 综合性必做(四)实验方式及基本要求1.实验方式(1)上机实验。
上机主要完成前3个实验。
(2)物理实验。
在信号与系统实验室的信号实验箱上完成。
2.基本要求学生在实验前做好预习,验证性实验时教师先讲述实验内容并演示一遍,在教师指导下学生再自己操作;设计性实验时先由教师介绍仪器设备原理和使用方法,然后由学生独立设计实验(控制)线路并完成接线和测试。
实验完毕由教师验收合格后方可离开,并写好实验报告。
(五)考核方式及成绩评定1.考核方式鉴于本课程实验项目较多,也上机实验和操作实验交叉,对学生实际操作能力和独立解决问题的能力的要求较高,建议对实验课采用单独操作考试的考核方式。
可在课程教学全部结束后组织进行或与上课同步进行。
2.成绩评定实验课成绩占本课程总成绩的比例按规定执行。
实验课自身成绩根据签到、认真程度和实验报告评定。
(六)实验教材信号与系统实验(MA TLAB版),党宏社编著,西安电子科技大学出版社,2007 年。
(七)教学参考书目(1)基于MATLAB的信号与系统实验指导.甘俊英编著.清华大学出版社出版社, 2007年。
(2)信号与系统的MA TLAB实现书名.王瑞编著.清华大学出版社出版社, 2011年。
(3)信号与系统实训指导(MA TLAB版).杜晶晶,金学波编著. 西安电子科技大学出版社,2009年。
(八)实验内容安排【实验一】实验基本知识与操作1.实验学时:2学时2.实验目的:(1)学习MATLAB的基本用法,了解MA TLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB 在信号与系统中的应用。
(2)利用MA TLAB 实现信号的时域表示以及图形表示。
(3)学习用MATLAB 对离散信号分析的方法和编程方法。
3.实验内容:(1)MATLAB 基本应用①已知x的取值范围,画出y=sin(x)的图型。
②计算:y=sin(pi/5)+4cos(pi/4)③已知z 取值范围,x=sin(z);y=cos(z);画三维图形④已知x的取值范围,用subplot函数绘图。
(2)连续信号的MATLAB表示①指数信号Ae在MA TLAB中可用exp函数表示,其调用形式为:指数信号at③抽样函数(本题需填入实验报告)抽样函数Sa(t)在MA TLAB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)。
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。
t=-2:0.001:3;width=2;y=rectpuls(t,width);plot(t,y);grid on;ylim([-0.5 1.5])⑤周期性矩形波(方波)信号在MA TLAB中用square函数来表示,其调用形式为:y=square(t,DUTY)用以产生一个周期为2π、幅值为±1的周期性方波信号,其中的DUTY参数表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。
例如频率为30Hz的周期性方波信号的MA TLAB参考程序如下:t=-0.0625:0.0001:0.0625;y=square(2*pi*30*t,75);plot(t,y);axis([-0.0625 0.0625 -1.5 1.5]);grid on⑥综合设计一:连续信号的MA TLAB描述设计要求:列出单位冲激函数、单位阶跃函数、复指数函数的MA TLAB表达式。
●单位冲激函数δ(t)无法直接用MATLAB描述,可以把它看作是宽度为∆(程序中用dt表示),幅度为1/∆的矩形脉冲,即x1(t)= δ∆(t-t1)= 1/∆,t1<t<t1+∆,表示在t=t1处的冲激。
●单位阶跃函数:在t=t1处跃升的阶跃可写为u(t-t1)。
定义为:x2(t)= u(t-t1)= 1,t1<t<t1+∆。
●复指数函数x3(t)=e(u+jω)t,若ω=0,它是实指数函数,如u=0,则为虚指数函数,其实部为余弦函数,虚部为正弦函数。
题综合设计二:LTI系统的零输入响应设计要求:描述n阶线性时不变(LTI)连续系统的微分方程为:a1(d n y/dt n)+ a2(d n-1y/dt)+…+ an(dy/dt)+ (an+1)y= b1(d m u/dt m)+…+ bm(du/dt)+ (bm+1)u,已知y 及其各阶导数的初始值为y(0),y(1)(0),…, y(n-1)(0),求系统的零输入响应。
a=input('ÊäÈë·ÖĸϵÊýÏòÁ¿a=[a1,a2......]=');n=length(a)-1;Y0=input('ÊäÈë³õʼÌõ¼þÏòÁ¿ Y0=[y0,Dy0,D2y0,....]=');p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0';dt=input('dt=');tf=input('tf=')t=0:dt:tf;y=zeros(1, length(t));for k=1:ny=y+c(k)*exp(p(k)*t);endplot(t,y),grid;hold on(3)离散信号分析①离散信号的MATLAB表述设计要求:编写MA TLAB程序来产生下列基本脉冲序列:单位脉冲序列,起点n0,终点nf,在ns处有一单位脉冲(n0≤ns≤nf)。
单位阶跃序列,起点n0,终点nf,在ns前为0,在ns后为1(n0≤ns≤nf)。
复指数序列。
clear, n0=0;nf=10; ns=3;n1=n0:nf;x1=[zeros(1,ns-n0),1,zeros(1,nf-ns)];n2=n0:nf;x2=[zeros(1,ns-n0),ones(1,nf-ns+1)];n3=n0:nf;x3=exp((-0.2+0.5j)*n3);subplot(2,2,1),stem(n1,x1);title('µ¥Î»Âö³åÐòÁÐ')subplot(2,2,3),stem(n2,x2);title('µ¥Î»½×Ô¾ÐòÁÐ')subplot(2,2,2),stem(n3,real(x3));line([0,10],[0,0])title('¸´Ö¸ÊýÐòÁÐ'),ylabel('ʵ²¿ ')subplot(2,2,4),stem(n3,imag(x3));line([0,10],[0,0]),ylabel('Ð鲿 ')(4)实验报告实验报告内容包括:实验目的、器材、要求、内容和讨论等。
4.实验要求:(1)实验1人次分组,要求每位同学必须动手逐行输入程序,查看每步程序的执行结果。
(2)大纲提供的代码仅供参考,鼓励创新代码形式。
(3)实验结果必须抓屏保存。
(4)根据实验大纲和实验结果整理实验报告。
【实验二】实验基本知识与操作1.实验学时:2学时2.实验目的:(1)掌握使用MA TLAB 实现信号的卷积运算、卷积的可视化。
(2)用MATLAB 分析周期矩形脉冲、三角波脉冲的频谱。
3.实验内容:(1)卷积的计算①设计要求:某LTI系统的冲激响应h(t)=e-0.1t,输入u(t)如图2-1(a)所示,初始条件为零,求系统的响应y(t)。
clearuls=input('ÊäÈëuÊý×é u=(ÀýÈçones(1,10))');lu=length(uls);hls=input('ÊäÈëhÊý×é h=(ÀýÈçexp(-0.1*[1:15]))');lh=length(hls);lmax=max(lu,lh);if lu>lh nu=0;nh=lu-lh;elseif lu<lh nh=0;nu=lh-lu;else nu=0;lh=0;enddt=input('ÊäÈëʱ¼ä¼ä¸ôdt=(ÀýÈç0.5)')lt=lmax;u=[zeros(1,lt),uls,zeros(1,nu),zeros(1,lt)];t1=(-lt+1:2*lt)*dt;h=[zeros(1,2*lt),hls,zeros(1,nh)];hf=fliplr(h);y=zeros(1,3*lt);for k=0:2*ltp=[zeros(1,k),hf(1:end-k)];y1=u.*p*dt;yk=sum(y1);y(k+lt+1)=yk;subplot(4,1,1);stairs(t1,u)axis([-lt*dt,2*lt*dt,min(u),max(u)]),hold onylabel('u(t)')subplot(4,1,2);stairs(t1,p)axis([-lt*dt,2*lt*dt,min(p),max(p)])ylabel('h(k-t)')subplot(4,1,3);stairs(t1,y1)axis([-lt*dt,2*lt*dt,min(y1),max(y1)+eps])ylabel('s=u*h(k-t)')subplot(4,1,4);stem(k*dt,yk)axis([-lt*dt,2*lt*dt,floor(min(y)+eps),ceil(max(y+eps))])hold on,ylabel('y(k)=sum(s)*dt')if k==round(0.8*lt) disp('ÔÝÍ££¬°´ÈÎÒâ¼ü¼ÌÐø'),pause else pause(1),endend②程序2u=input('输入u数组u=');h=input('输入h数组h=');dt=input('输入时间间隔dt=');y=conv(u,h);plot(dt*([1:length(y)]-1),y),grid(2)LTI系统的零状态响应设计要求:设二阶连续系统,其特性可用常微分方程表示:d2y/dt2+2(dy/dt)+8y=u 求其冲激响应。