常用连续时间信号的实现
2021-2022年收藏的精品资料连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现资料
MATLAB课程设计任务书姓名：秦** 学号：2012****0330题目:连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现初始条件：MATLAB 7.5.0 ，Windows XP系统实验任务：一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）。
1、单位阶跃信号，2、单位冲激信号，3、正弦信号，4、实指数信号，5、虚指数信号，6、复指数信号。
二、用MATLAB实现信号的时域运算1、相加，2、相乘，3、数乘，4、微分，5、积分三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化）1、反转，2、使移（超时，延时），3、展缩，4、倒相，5、综合变化四、用MATLAB实现信号简单的时域分解1、信号的交直流分解，2、信号的奇偶分解五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。
六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。
给出几个典型例子，四种调用格式。
七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。
目录1 MATLAB简介 (1)1.1 MATLAB设计目的 (1)1.2 MATLAB语言特点 (1)2常用连续时间信号的时域波形 (1)2.1单位阶跃信号 (1)2.2单位冲激信号 (2)2.3正弦信号 (3)2.4实指数信号 (4)2.5虚指数信号 (5)2.6复指数信号 (6)3 连续时间信号的时域运算 (7)3.1相加 (7)3.2相乘 (8)3.3数乘 (9)3.4微分 (10)3.5积分 (11)4.1反转 (12)4.2时移 (13)4.3展缩 (14)4.4倒相 (15)4.5综合变化 (16)5连续时间信号简单的时域分解 (17)5.1信号的交直流分解 (17)5.2信号的奇偶分解 (19)6连续时间系统的卷积积分的仿真波形 (20)7连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形 (23)7.1 IMPULSE（）函数 (23)7.2 STEP（）函数 (27)8连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形 (31)8.1 正弦信号的零状态响应 (31)8.2 实指数信号的零状态响应 (32)9小结 (34)1 MATLAB简介1.1 MATLAB设计目的深入研究连续时间信号和系统时域分析的理论知识。
实验2_连续时间信号的Matlab表示与计算
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。
用命令：plot(t,f)可得如下图形，显然显示效果较差，这是因为 t 的间隔过大，只要改 变为：t=-10：0.5：10；可得图 1.2。
图 1.1
图 1.2
1. 信号的时域表示方法
MATLAB 提供了大量用以生成基本信号的函数，比如最常用的指数信号、正弦信号等就
是 MATLAB 的内部函数，即不需要安装任何工具箱就可以调用的函数。
1、初步学习 MATLAB 语言，熟悉 MATLAB 软件的基本使用。 2、掌握用 MATLAB 描述连续时间信号方法，能够编写 MATLAB 程序，实现各种信号的时 域变换和运算，并且以图形的方式再现各种信号的波形。
二、实验原理
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。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
图 1-5 抽样函数
图 1-6 矩形波信号
周期性矩形波（方波）信号在 MATLAB 中用 square 函数来表示，其调用形式为：
y=square(t,DUTY)
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。
《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。
实验二 连续信号时域分析的MATLAB实现
实验二 连续信号时域分析的MATLAB 实现一. 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。
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。
例如：对于连续信号sin()()()t f t Sa t t== ，我们可以将它表示成行向量形式，同时用绘图命令plot()函数绘制其波形。
连续及离散时间信号基本运算的仿真设计 设计方案
连续及离散时间信号基本运算的仿真设计设计方案1.引言1.1 概述本篇文章主要讨论连续时间信号和离散时间信号的基本运算，并提出了相应的仿真设计方案。
在现代通信和信号处理领域中，信号的基本运算是非常重要且常见的操作，它们可以用于信号的合并、分解、调制和滤波等处理过程中。
连续时间信号是指在时间上连续变化的信号，其数学表示可以用连续函数描述。
本文将重点讨论连续时间信号的加法运算和乘法运算。
加法运算可以实现信号的叠加，而乘法运算可以实现信号的调制。
通过仿真设计，我们可以直观地观察信号的运算结果，并深入理解运算过程中的原理和特点。
离散时间信号则是在时间上以离散的方式变化的信号，其数学表示可以用序列表示。
本文同样关注离散时间信号的加法运算和乘法运算。
不同于连续时间信号，离散时间信号的运算过程需要考虑采样频率和采样定理等因素。
因此，通过仿真设计，我们可以探索离散时间信号运算的特点和限制，并对其进行更深入的研究和理解。
在本文的后续部分，我们将提出相应的仿真设计方案，通过计算机仿真的方法，将连续时间信号和离散时间信号的基本运算进行模拟，并观察其运算结果和特性。
通过这些仿真实验，我们可以更好地理解信号运算的原理和过程，并在实际应用中灵活运用。
总之，本文着重研究了连续时间信号和离散时间信号的基本运算，并通过仿真设计方案展示了信号运算的过程和特点。
通过深入研究和理解信号运算，我们可以更好地应用于信号处理和通信系统中，提高系统的性能和效果。
文章结构：本篇文章主要分为引言、正文和结论三个部分，在正文中又细分为连续时间信号的基本运算和离散时间信号的基本运算两个小节。
引言部分主要包括以下内容：1.1 概述：对于信号处理和通信领域来说，了解和掌握信号的基本运算是非常重要的。
本文围绕连续时间信号和离散时间信号的基本运算展开，旨在通过仿真设计的方式辅助读者更好地理解和应用基本运算。
1.2 文章结构：本文总共包括引言部分、正文部分和结论部分。
用MATLAB实现常用的连续时间信号及其时域运算
用MATLAB实现常用的连续时间信号及其时域运算信息与通信工程学院通信133班卢承慧一.引言1.要求：1.1用MATLAB语言产生连续时间信号1.2对连续时间信号进行时域运算2.任务：①绘制用于产生以下信号的通用程序，要求对于任意给定的参数都能实现所要求的信号。
调试并运行这些程序，具体产生由指导教师制定的信号并绘制信号波形。
a. f（t）=δ(t-t );b. f (t) = Au(t-t )。
②已知信号波形如图7.6所示，使用MATLAB语言求出下列信号的表达式并绘制出各信号波形。
a.f（-t）；b.f（t-2）；c.f（1-2t）。
图7.6任务②中的f（t）3.思考题编制一通用程序用于产生信号)()cos()(0t t u t Ae t f at -=-ω，要求对于任意给定的参数都能实现所要求的信号。
二.基本原理1.1连续时间信号如果在所讨论的时间间隔内，除若干个不连续点之外，对于任意时间值都可以给出确定的函数值，此信号就称为连续信号。
从严格意义上来讲，MATLAB 不能处理连续时间信号。
在MATLAB 中，使用连续时间信号在等时间间隔点的样值来近似表示连续时间信号的。
当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好的近似出连续时间信号。
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。
MATLAB 的绘图命令有很多种，其中比较常用的绘制连续时间信号的绘图命令有“plot ”，“stairs ”，“ezplot ”等。
“plot ”适用于绘制平滑的曲线，而“stairs ”适合于绘制具有阶跃形式的图形，“ezplot ”只能用于符号函数的绘图。
1.2单位阶跃信号单位阶跃信号的波形图如图1所示，通常以符号u （t ）表示⎩⎨⎧><=)0( 1)0( 0)(t t t u在跳变点t=0处，函数未定义，或在t=0处规定函数值u （0）=21。
图1用MATLAB 实现单位阶跃信号%t1:起始时刻；t2:终止时刻；t0：跳变时刻function u(t1,t0,t2)t=t1:0.01:t2; %步长值越小，图形越精确 n=length(t); tt=t0:0.01:t2; n1=length(tt);x=[zeros(1,n-n1),ones(1,n1)]; %产生单位阶跃信号 stairs(t,x),grid on title('单位阶跃信号')axis([t1 t2 -0.2 1.1]) %为方便波形顶部避开图 框，改变图框坐标1.3单位冲激信号单位冲激信号是持续时间无穷小、瞬间幅度无穷大、涵盖面积恒1的理想信号。
信号与系统 常用的连续时间信号
欧拉(Euler)公式
e j t cos(t ) jsin(t )
1 jt jt sin(t ) (e e ) 2j
1 jt jt cos(t ) (e e ) 2
信号与系统
三．复指数信号
( t )
f (t ) Ke st Ke( j ) t
信号与系统
§1.3 常用的连续时间信号
信号与系统
典型信号
典型的连续时间信号，将要介绍实指数信号、复指数信号、正弦 信号与抽样信号等。
这些信号都非常简单，属于基本信号。
复杂信号可以分解为这些基本信号的加权和或积分的形式。 对这些典型的基本信号的研究对工程实际或是理论分析都具有重 要的指导意义。
信号与系统
四．抽样信号(Sampling Signal)
1
Sa(t )
sin t Sa( t ) t
性质：
2π
π O
t
π
3π
① ② ③
Sa(t ) Sa(t )
偶函数
④
⑤ ⑥
t 0， t ) 1，即 limSa(t ) 1 Sa( t 0 Sa(t ) 0, t nπ ，n 1, 2,3 sin t sin t π 0 t d t 2 , t d t π limSa(t ) 0
一．实指数信号
0 0 0
0
直流(常数)
指数衰减, 指数增长 K
f (t )f (tBiblioteka ) K e t 0 0
t
O
f (t )
1
单边指数信号
0 f (t ) t e
1
t0 t0
O
- 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1 常用连续时间信号的实现
一、实验目的
（1）了解连续信号的特点；
（2）熟悉MATLAB的基本使用方法；
（3）典型信号的MATLAB表示方法；
（4）熟悉MATLAB Plot函数等应用。
二、实验原理
信号的定义
信号是随时间变化的物理量。
信息的本质是时间的函数。
信号的描述
1、时域法
时域法是将信号表示成时间的函数f(t)对信号进行描述的方
法。
2、频域法（变换域）
频域法是通过正交变换，将信号表示成其它变量的函数来对信
号进行描述的方法。
信号的分类
确定性信号、连续信号、周期信号、能量信号、奇、偶信号。
三、MATLAB基本使用方法
1、MATLAB运行平台如图所示：在“>>”提示符后输入命令
并回车，执行结果会显示在屏幕上。
例如：输入y=3+5回车，显示结果如图所示。
另外在输入命令时，有时我们希望有些中间过程的结
果不显示在屏幕上，而只显示最后的结果，这时我们需要在不显示执行结果的命令后加上“；”，该命令执行的结果不回显在屏幕上。
例如：计算z=x+y，其中x=2+1，y=3+5，我只想看到z的值，输入命令格式如图所示，我们可以看到x，y的结果没有在屏幕上显示，只显示z的值。
2、MATLAB中矩阵的输入方法：
矩阵的输入方法有两种，第一种方式如图所示；
第二种方式如图所示
3、M文件的使用：
在处理一些包含多条命令的问题时，如果在MATLAB的命令窗口中进行处理，当出现错误时不好修改，这时我们需要借助MATLAB提供的M文件方式来处理。
M文件类似于批处理件，单击MATLAB菜单中的“file”选项，从下拉列表中选取“new”
选项，从其下拉列表中选取“m_file”，即可打开M文件的编辑窗口如图所示：
另外，M文件还可以编写函数。
MATLAB的工具箱提供了丰
富的函数，但有些时候，我们在解决一些问题的时候，需要编写一些自己需要而工具箱没有提供的函数。
函数在编写完成后进行保存时要注意，保存的文件名要与你定义的函数名一致，也就是说，该函数的文件名应该是“two_add.m
如何调用该函数？
4、使用MATLAB时候还有一些需要注意的地方：
1、变量的大小写有区别。
2、可以借助键盘的光标键调出之前输入的命令重新执行。
3、在命令窗口调用编写的M文件时，是有路径要求的,它的
默认路径是“work”子目录。
如你编写的M文件在其他目
录，需要修改当前路径，修改的地方在命令窗口的工具栏
上“Current Directory”处，如图所示。
四、涉及的MATAB函数
1.plot函数
功能：在X轴和Y轴方向都按线性比例绘制二维图形。
调用格式：
plot(x,y)：绘出x对y的函数的线形图。
plot(x1，y1，x2，y2，….)：绘出多组x对y的线性曲线图。
2.ezplot函数
功能：绘制符号函数在一定范围内的二维图形。
简易绘制函
数曲线。
调用格式：
ezplot(fun)：在[-2π,2π]区间内绘制函数。
ezplot(fun,[min,max]:在[min,max]区间内绘制函数。
ezplot(funx,funy)：定义为同一曲面的函数，默认的区间是
[0,2π].
3.sym函数
功能：定义信号为符号变量。
调用格式：
sym(fun)：fun为所要定义的表达式。
4.subplot函数
功能：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。
五、实验内容
f(t)=Ae at 实验○1实指数信号
t= -1:0.01:1;
a=2;
f= 2*exp(a*t);
plot(t,f)
实验○2单位阶跃信号
function f=heaviside(t)
f=(t>0);
调用该函数,画出阶跃信号图形
t=-1:0.01:3;
f=heaviside(t);
plot(t,f)
axis([-1,3,-0.2,1.2])
实验○3单位冲激信号
function f=imp(t)
f=(t - 0==0);
调用该函数,并画出冲激信号图形
t = -1:0.01:3;
f = imp(t);
plot(t,f)
实验○4正弦信号f(t)=sin(ωt+ψ)
1、符号法生成正弦交流信号
t = 0:0.001:1;
f = sym('sin(2*pi*t)') ;
ezplot(f,[0,1])
2、数值法生成正弦交流信号
t = 0:0.001:1;
y = sin(2*pi*t);
plot(t,y)
实验○5周期方波信号
y=t=0:0.001:1;
square(2*pi*15*t); %生成方波
plot(t,y)
axis([0,1,-1.5,1.5])
title('周期方波') ;
xlabel('时间(t)') ;
ylabel('幅值(f)') ;
实验○6周期锯齿方波
t=0:0.001:2.5;
y=sawtooth(2*pi*30*t);
plot(t,y)
axis([0,0.2,-1,1]);
title('锯齿方波') ;
xlabel('时间(t)') ;
ylabel('幅值(f)') ;
六、实验结论
1、信号是反应反映信息或消息的物理量，信息或消息是信
号的具体内容，信号通常用数学函数式表达，也可用图形或
一组数据表达。
2、通常根据信号所具有的时间函数特性来分类，信号可以
分为确定信号与随机信号、连续信号与离散信号、周期信号
与非周期信号、能量信号与功率信号等。