《信号与系统实验内容.docVIP

实验一 产生信号波形的仿真实验 一、实验目的：熟悉MATLAB软件的使用，并学会信号的表示和以及用MATLAB来产生信号并实现信号的可视化。 二、实验内容： 对信号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出来。对于简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信号波形显得十分困难，且难以绘制精确的曲线。 用MATLAB软件的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来产生并表示信号。一种是用向量来表示信号，另一种则是用符合运算的方法来表示信号。用适当的MATLAB语句表示信号后，可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号波形。 产生以下信号波形 3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1－2abs(x)/a、sqrt(a*x) 1．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是形如t=t1:p:t2的MATLAB命令定义的时间范围向量，t1为信号起始时间，t2为信号终止时间，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。 下面分析连续时间信号f(t)＝Sa(t)=sin(t)/t，可用如下的两个变量表示： t= -10:1.5:10 f=sin(t)./t 命令运行结果为： t = Columns 1 through 8 -10.0000 -8.5000 -7.0000 -5.5000 -4.0000 -2.5000 -1.0000 0.5000 Columns 9 through 14 2.0000 3.5000 5.0000 6.5000 8.0000 9.5000 f = Columns 1 through 8 -0.0544 0.0939 0.0939 -0.1283 -0.1892 0.2394 0.8415 0.9589 Columns 9 through 14 0.4546 -0.1002 -0.1918 0.0331 0.1237 -0.0079 用上述向量对连续信号进行表示后，就可以用plot命令来绘制出信号的时域波形。plot命令可将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的波形就成了光滑的曲线。 MATLAB命令如下： plot(t,f); title(‘f(t)=Sa(t)’); xlabel(‘t’); axis([-10,10,-0.4,1.1]); 绘出的信号波形如图1所示（左图）。当把时间间隔p取得更小（例如为0.02）时，就可得到Sa(t)较好的近似波形，如图1所示（右图）。 如图1 Sa(t)的近似波形 ?? 用以下程序可产生正弦波： t=0:0.001:50; y=sin(2*pi*50*t); plot(t(1:50),y(1:50)); ?? 用以下程序可产生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)); plot(t(1:50),s(1:50)); ?? 用以下程序可产生周期方波： t=0:0.001:2.5; y=square(2*pi*30*t); plot(t(1:50),y(1:50)); ?? 用以下程序可产生周期锯齿波： t=0:0.001:2.5; y=sawtooth(2*pi*30*t); plot(t,y); axis([0 0.2 –1 1])； ?? 用以下程序可产生sinc函数： x=linspace(-5,5); y=sinc(x); plot(x,y); ?? 用以下程序可产生Dirichlet函数： x=linspace(0,4*pi,300); y1=diric(x,7); y2=diric(x,8); subplot(1,2,1);plot(x,y1); subplot(1,2,2);plot(x,y2); 2．符合运算表示法 如果信号可以用一个符号表达式来表示它，则我们可用ezplot命令（缺省的区间为[-2*pi,2*pi]）绘制出信号的波形，例如对于连续信号f(t)=sin(πt/4),我们可以用符号表达式表示为： f=sym(‘sin(pi/4*t)’); 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2所示， 如图2 正弦信号波形图 三 实验心得 熟悉MATLAB软件的使用，并学会信号的表示和以及用MATLAB来产生信号并实现 信号的可视化。此次实验重在熟练掌握软件