matlab信号与系统实验报告
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。
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。
基于matlab的信号与系统实验1

f2=stepfun(k2,0)-stepfun(k2,4);
f=dt*conv(f1,f2);
k0=k1(1)+k2(1);
k3=length(f1)+length(f2)-2;
k=k0:dt:k0+k3*dt;
subplot(2,2,1);
plot(k1,f1);title('f1(t)');xlabel('t');
y9=cos(7*pi*k1/4+pi/3);
subplot(3,3,1);stem(k1,y1);title('y_1(k)');
subplot(3,3,2);stem(k1,y2);title('y_2(k)');
>> subplot(3,3,3);stem(k1,y3);title('y_3(k)');
y6= y7= y8= y9=
指令:
>> k1=0:30;
y1=cos(pi*k1/2);
y2=cos(pi*k1/8);
y3=cos(pi*k1/4);
y4=cos(pi*k1);
y5=cos(3*pi*k1/2);
y6=cos(7*pi*k1/4);
y7=cos(15*pi*k1/8);
y8=cos(2*pi*k1);
以数值计算为主,学会区分数值计算和符号计算。
2.卷积与卷积和
掌握数值法计算离散卷积和,理解离散卷积与连续卷积的关系,掌握计算连续卷积的数值方法(近似方法)。
实验内容
一、信号的描述、运算、绘图
1、 用MATLAB生成下列函数,连续信号用plot,离散信号用stem绘图
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]](https://img.taocdn.com/s3/m/a72999dee109581b6bd97f19227916888486b9f2.png)
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-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=-5:0.01:5f=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=-5:0.01:5f=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=-20:0.01:20f=sin(t)./t %调用正弦函数sin (),并用sin (t )./t 实现抽样函数 plot(t,f)title('f(t)=Sa(t)') axis([-20,-20,-0.5,1.1])ω=5时: t=-20:0.01:20 f=sin(5*t)./(5*t) plot(t,f)title('f(t)=Sa(5*t)') axis([-20,-20,-0.5,1.1]) (6))2()(ft Sin t f π=ω=1时: t=-10:0.01:10f=sin(t) %调用正弦函数sin () plot(t,f); title('f=sin(t)') axis([-10,10,-2,2]) ω=5时: t=-10:0.01:10 f=sin(5*t) plot(t,f);title('f=sin(5*t)') axis([-10,10,-2,2])实验结果;(1)-1-0.500.51 1.52 2.53-0.500.511.5(2)-1-0.500.51 1.52 2.53-0.500.511.5f(t)=heaviside(t)(3) a=1时:-5-4-3-2-1012345 a=2时:f=exp(2*t)-5-4-3-2-1012345 a=-2时:-5-4-3-2-1012345(4)-5-4-3-2-1012345-0.500.511.5f=R(t)(5) ω=1时:-20-15-10-505101520-0.4-0.20.20.40.60.81ω=5时:-20-15-10-505101520-0.4-0.20.20.40.60.81f(t)=Sa(5*t)(6) ω=1时:-10-8-6-4-20246810-2-1.5-1-0.500.511.52ω=5时:-10-8-6-4-20246810-2-1.5-1-0.500.511.52f=sin(5*t)实验心得体会:(1) 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。
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

实验一MATLAB 程序入门和基础应用一、实验名称MATLAB 程序入门和基础应用二、实验目的1.学习Matlab软件的基本使用方法;2.了解Matlab的数值计算,符号运算,可视化功能;3. Matlab程序设计入门四、实验设备计算机MATLAB软件六、实验内容及具体步骤1、打开MATLAB的系统界面,对其功能做一个大致了解;2、学习变量的描述方法,掌握几个固定变量:I,j,pi,inf的使用。
注意,变量描述以字母开头,可以由字母、数字和下划线混合组成,区分字母大,小写字符长度不超过31个。
3、学习数值,矩阵,运算符,向量的矩阵运算,数组运算的描述方法。
(1)用一个简单命令求解线性系统3x1+ x2 - x3 =3.6x1+2x2+4x3 = 2.1-x1+4x2+5x3 = -1.4A=[3 1 -1;1 2 4;-1 4 5];b=[3.6;2.1;-1.4];x=A\b结果:x = 1.4818 -0.4606 0.3848(2)用简短命令计算并绘制在0≤x≤6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。
x=linspace(0,6)y1=sin(2*x),y2=sin(x.^2),y3=(sin(x)).^2;plot(x,y1,x, y2,x, y3)4、Matlab符号运算功能(1)符号运算的过程在符号运算的整个过程中,所有的运算均是以符号进行的,即使以数字形式出现的量也是字符量。
做一个对sin(x/2)求导的过程。
在命令窗口中输入如下符号表达式按回车:f='sin(x/2)';dfdx=diff(f)显示结果如下:dfdx = 1/2*cos(1/2*x)整个求导的过程都是由符号变量和符号表达式完成,没有涉及到具体的数值运算,其中1/2也被当作是字符量。
注意:符号变量前先要进行定义,定义语句是:sym 或syms 变量名列表。
前者定义一个单一的符号变量,后者可以一次定义多个符号变量。
利用matlab进行信号与系统分析实验

【实验1】利用matlab 进行信号的时域分析 (1)指数信号 >>A=1; >> a=-0.4;>> t=0:0.01:10;>> ft=A*exp(a*t); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([0 10 -0.1 1.1]; >> xlabel('t') >> ylabel('ft')(2)正弦信号 >> A=1; >> w0=2*pi; >> phi=pi/6; >> t=0:0.01:3; >> ft=A*sin(w0*t+phi); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([0 3 -1.1 1.1]); >> xlabel('t') >> ylabel('ft')()t f t Ae α=()sin()f t A t ωϕ=+>>x=linspace(-20,20); >> y=sinc(x/pi); >> plot(x,y);>> grid; >> axis([-21 21 -0.5 1.1]); >> xlabel('x') >> ylabel('y')(4)矩形脉冲信号 >> t=0:0.001:4; >> T=1;>> ft=rectpuls(t-2*T,2*T); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([-1 5 -0.1 1.1]); >> xlabel('t') >>ylabel('ft')t t t Sa t f )sin()()(==)]()([)()(10τετετ+-+==t t A t G t ffunction ft=heaviside(t) ft=(t>0); >> t=-1:0.001:3; >> ft=heaviside(t); >> plot(t,ft); >> grid;>> axis([-1 3 -0.1 1.1]); >> xlabel('t') >>ylabel('ft')(6)复指数信号的时域波形 >> t=0:0.1:60;>> f=exp(-0.1*t).*sin(2/3*t); >> plot(t,f); >> grid;>> axis([0 60 -1 1]); >> xlabel('Time(sec)') >>ylabel('f(t)')⎩⎨⎧<>=)0(0)0(1)(t t t ε)32sin()(1.0t e t f t -=(7)加入随机噪声的正弦波>> t=0:0.001:50;>> y=sin(2*pi*50*t);>> s=y+randn(size(t)); >> subplot(2,1,1);>> plot(t(1:100),y(1:100)); >> grid;>> subplot(2,1,2);>> plot(t(1:100),s(1:100)); >>grid;(8)周期矩形波>> A=1;>> t=0:0.0001:5;>> y=A*square(2*pi*t,20); >> plot(t,y);>> grid;>> axis([0 5 -1.5 1.5]);(9)信号的基本运算>> syms t;>>f=sym('(t/2+1)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2))');>>subplot(3,2,1),ezplot(f,[-3,3]);>>grid;>> y1=subs(f,t,t+2);>> subplot(3,2,2),ezplot(y1,[-5,1]);>> title('f(t+2)');>> grid;>> y2=subs(f,t,t-2);>> subplot(3,2,3),ezplot(y2,[-1,5]);>> title('f(t-2)');>> grid;>> y3=subs(f,t,-t);>> subplot(3,2,4),ezplot(y3,[-3,3]);>> title('f(-t)');>> grid;>> y4=subs(f,t,2*t);>> subplot(3,2,5),ezplot(y4,[-2,2]);>> title('f(2t)');>> grid;例1求系统y ”(t )+2y ’(t )+100y (t )=10f (t )的零状态响应,已知f (t )=(sin2πt ) ε(t )。
- 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、"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、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。