信号与系统实教验案.docVIP

信 号 与 系 统 实验指导书（Matlab）信号（Signal）连续时间信号（Continuous-Time Signals）模拟信号（Analog Signals）Continuous-time system）和离散时间系统（Discrete-time system），根据系统所具有的不同性质，系统又可分为因果系统（Causal system）和非因果系统（Noncausal system）、稳定系统（Stable system）和不稳定系统（Unstable system）、线性系统（Linear system）和非线性系统（Nonlinear system）、时变系统（Time-variant system）和时不变系统（Time-invariant system）等等。 然而，在信号与系统和数字信号处理中，我们所分析的系统只是所谓的线性时不变系统，这种系统同时满足两个重要的基本性质，那就是线性性和时不变性，通常称为线性时不变（LTI）系统。 1. 信号的时域表示方法 1.1将信号表示成独立时间变量的函数 例如 x(t)=sin(ωt) 和 x[n]=n(0.5)nu[n] 分别表示一个连续时间信号和一个离散时间信号。在MATLAB中有许多内部函数，可以直接完成信号的这种表达，例如： sin()：正弦信号 cos()：余弦信号 exp()：指数信号 1.2用信号的波形图来描述信号 用函数曲线表示一个信号，图1.1就是一个连续时间信号和一个离散时间信号的波形图。 图1.1 连续时间信号与离散时间信号的波形图 1.3将信号用一个数据序列来表示 对于离散时间信号，还可以表示成一个数的序列，例如： x[n]={...., 0.1, 1.1, -1.2, 0, 1.3, ….} ↑n=0 在《信号与系统》和《数字信号处理》课程中，上述三种信号的描述方法是经常要使用的。 2 用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号 在MATLAB中，无论是连续时间信号还是离散时间信号，MATLAB都是用一个数字序列来表示信号，这个数字序列在MATLAB中叫做向量(vector)。通常的情况下，需要与时间变量相对应。 如前所述，MATLAB有很多内部数学函数可以用来产生这样的数字序列，例如sin()、cos()、exp()等函数可以直接产生一个按照正弦、余弦或指数规律变化的数字序列。 2.1连续时间信号的仿真 程序Program1_1是用MATLAB对一个正弦信号进行仿真的程序，请仔细阅读该程序，并在计算机上运行，观察所得图形。 % Program1_1 % This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear, % Clear all variables close all, % Close all figure windows dt = 0.01; % Specify the step of time variable t = -2:dt:2; % Specify the interval of time x = sin(2*pi*t); % Generate the signal plot(t,x) % Open a figure window and draw the plot of x(t) title(Sinusoidal signal x(t)) xlabel(Time t (sec)) 常用的图形控制函数 axis([xmin,xmax,ymin,ymax])：图型显示区域控制函数，其中xmin为横轴的显示起点，xmax为横轴的显示终点，ymin为纵轴的显示起点，ymax为纵轴的显示终点。 有时，为了使图形具有可读性，需要在所绘制的图形中，加上一些网格线来反映信号的幅度大小。MATLAB中的grid on/grid off可以实现在你的图形中加网格线。 grid on：在图形中加网格线。 grid off：取消图形中的网格线。 x = input(‘Type in signal x(t) in closed form:’) 在《信号与系统》课程中，单位阶跃信号u(t) 和单位冲激信号δ(t) 是二个非常有用的信号。它们的定义如下 1.1(a)