哈工大威海信号系统实验报告完整版

《信号与系统》实验报告 姓 名： 学 号： 同组人： 无

指导教师： 成 绩： 实验一 典型连续时间信号描述及运算  实验报告要求： （1）仿照单边指数信号的示例程序，按要求完成三种典型连续信号，即：正弦信号、衰减正弦信号、钟型信号的波形绘制。（要求：要附上程序代码，以下均如此，不再说明） （2）根据《信号与系统》教材第一章的习题1.1（1，3，5，8）函数形式绘制波形。 （3）完成三种奇异信号，即：符号函数、阶跃信号、单位冲激信号的波形绘制。 （4）完成实验一中信号的运算：三、6 实验内容中的 （1）（2）（3）（4）。 （5）求解信号的直流/交流分量，按第四部分的要求完成。 正文： （1） <1>正弦信号：

代码：>> t=-250:1:250; >> f1=150*sin(2*pi*t/100); >> f2=150*sin(2*pi*t/200); >> f3=150*sin(2*pi*t/200+pi/5); >> plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.')

<2>衰减正弦信号 <3> 代码： >> t=-250:1:250; >> f1=400*exp(-1.*t.*t./10000); >> f1=400*exp(-1.*t.*t./22500); >> f1=400*exp(-1.*t.*t./62500); >> plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.') (2)习题1，3，5，8 <1> 代码：t=0:1:10; f=t; plot(t,f)

<3> 代码：t=1:1:10; f=t; plot(t,f)

<5> 代码：t=0:1:10; f=2-exp(-1.*t.); plot(t,f)

<8> 代码：t=1:0.1:2; f=exp(-1.*t.)*cos(10*pi*t); plot(t,f) (3) 三种奇异函数 <1>符号函数 代码: t=-5:0.05:5; f=sign(t); plot(t,f)

<2>阶跃信号 代码: >> t=-5:0.1:5; >> f=u(t); >> plot(t,f)

<3>单位冲激信号 代码：function chongji(t1,t2,t0) dt=0.01; t=t1:dt:t2; n=length(t); x=zeros(1,n); x(1,(-t0-t1)/dt+1)=1/dt; stairs(t,x); axis([t1,t2,0,1.2/dt]) title('单位冲激信号 δ(t) ') （4）实验三1234 <1> syms t f1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,2,1); ezplot(f1); y1=subs(f1,t,-t); f3=f1+y1; subplot(1,2,2); ezplot(f3); function f=u(t) f=(t>0); <2>

4、 function f=u(t) f=(t>0) syms t f1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,3,1); ezplot(f1); f2=sym('sin(2*pi*t)'); subplot(1,3,2); ezplot(f2); f6=f1.*f2; subplot(1,3,3); ezplot(f6); 5、 function f=u(t) f=(t>0) syms t f1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); f2=sym('sin(2*pi*t)'); subplot(1,3,1); ezplot(f2); f6=f1.*f2; y6=subs(f6,t,t-2); subplot(1,3,2); ezplot(y6); f7=y6+f2; subplot(1,3,3); ezplot(f7); 四、 t=0:0.1:500; f=100.*abs(sin(2.*pi.*t./50)); plot(t,f,t,fD,t,fA) 调用子程序： function fD=fDC(f) fD=mean(f); function fA=fAC(f,fD) fA=f-fD; (5)求解信号的交直流分量

代码：function fD=fDC(f) fD=mean(f); function fA=fAC(f,fD) fA=f-fD; t=0:0.1:500; f(t)=100|sin(2*PI*t/50)|; plot(t,fD,t,fA) 实验二 线性系统时域分析  实验报告要求： （1）求解下面两个信号的卷积积分。

要求：1) 在实验报告中推导出这两个信号卷积积分运算表达式；（手写） 2) 利用MATLAB 进行求解验证，附程序代码和波形。

（2）已知描述系统的微分方程和激励信号如下 r(t ) 3r(t ) 2r(t ) e(t)+3 e(t) ，e(t)=u(t) 。 要求：1) 用解析法求系统的零状态响应r(t )；（手写） 2）利用MATLAB绘出系统零状态响应的时域仿真波形，并验证1）的结果是否正确，附程序代码和波形； 3）利用MATLAB绘出系统的冲激响应和阶跃响应波形，附程序代码和波形。 正文： （1）求解下面两个信号的卷积积分。 <1>在实验报告中推导出这两个信号卷积积分运算表达式；（手写）

<2>利用MATLAB 进行求解验证，附程序代码和波形。 代码：p=0.01; k1=-1/2:p:1; f1=1; k2=0:p:2; f2=0.5*k2; [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)

function [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p) f=conv(f1,f2); f=f*p; k0=k1(1)+k2(1); k3=length(f1)+length(f2)-2; k=k0:p:(k3*p+k0); subplot(2,2,1) plot(k1,f1) xlabel('t') ylabel('f1(t)') subplot(2,2,2) plot(k2,f2) ylabel('f2(t)') subplot(2,2,3) plot(k,f); h=get(gca,'position'); h(3)=2.5*h(3); set(gca,'position',h) title('f(t)=f1(t)*f2(t)') xlabel('t') ylabel('f(t)') （2）已知描述系统的微分方程和激励信号如下 r(t ) 3r(t ) 2r(t ) e(t)+3 e(t) ，e(t)=u(t) 。 要求： <1> 用解析法求系统的零状态响应r(t )；（手写） <2>利用MATLAB绘出系统零状态响应的时域仿真波形，并验证<1>的结果是否正确，附程序代码和波形； 代码： >> a=[1,3,2]; >> b=[0,1,3]; >> impulse(a,b)

<3>利用MATLAB绘出系统的冲激响应和阶跃响应波形，附程序代码和波形。 代码： a=[1,3,2]; b=[0,1,3]; step(b,a)

代码； a=[1,3,2]; b=[0,1,3]; >> p=0.01; >> t=0:p:5; >> x=exp(-t); >> lsim(b,a,x,t) 实验三：实验报告内容： 对所给音频信号，进行时域压缩和扩展，画出时域波形与幅度谱，使其满足以下要求。 （1）将music1.wav的音调变低a倍（0.810%带宽（最大值10%处的带宽）的变化情况。 （2）将music2.wav的音调变化到与儿童和男声相似的声音，分析变换前后的10%带宽的变化情况（变宽或变窄多少）。 (1) ①a=[0.9 1.0 1.2]; a1=30;b=11025; [x0 b]=wavread('F:\信号与系统\music1.wav'); for m=1:3; a2=a1*a(m); x=resample(x0,a1,a2) ; wavplay(x ,b); t=0:1/b:(length(x)-1)/b; subplot(3,3,3*m-2); plot(t,x); axis([0 6 -inf inf]); title(['a=',num2str(a(m)),'的时域图']); N=(length(resample(x0,a1,a1*max(a)))); f=(-N/2:N/2-1)/N*b; X= fftshift(fft(x,N)); AMP=abs(X); AMP0=AMP/max(AMP); subplot(3,3,3*m-1); plot(f,AMP0); title(['a=',num2str(a(m)),'的频域图']); subplot(3,3,3*m); plot(f,AMP0); axis([-inf inf 0 0.1]) title(['a=',num2str(a(m)),'的10%带宽图']); end