实验1信号与带宽.docVIP

实验1、信号与带宽 一、实验目的 理解信号与带宽的概念。 二、实验原理 验证包括数字信号在内的任意信号可由若干正(余)弦波叠加而成，换句话说，数字化数据实际上可用傅立叶级数编码为模拟信号。弄清其中各叠加信号的频率之作用以及各频率之间的关系。 通过实验证明，模拟信号的带宽对的数字化数据抽样频率有着重要影响（对数据速率有限制作用），信号带宽越宽，信号中包含的频率分量越多（信号频谱中所含的谐波次数越高），信号的质量越好，信号接收时采样频率就高。 三、实验步骤 3.1 编程验证信号与频谱关系 3.1.1 周期方波信号的波形图及频谱图分析 a)绘制矩形周期信号图 %参数设定 V=1;%幅度 T=8;%2*pi;%周期 wt=1;%pi; %脉冲宽度 w=2*pi/T;%角频率 dt=0.01;%步长 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %周期信号 y1=0; t1=0; for m=-2:2 tt=-T/2+m*T:dt:T/2+m*T; t1=[t1,tt]; yt=0.*(tt-T/2+m*T tt-wt/2+m*T)+V.*(tt-wt/2+m*T ttwt/2+m*T)+0.*(ttwt/2+m*T ttT/2+m*T); y1=[y1,yt]; end plot(t1,y1); axis([-T/2-m*T T/2+m*T -1 2]); grid on; 矩形周期信号图 幅度 1 周期 8 脉冲宽度 1 步长 0.01 1）保持 幅度 1 脉冲宽度 1 不变， 周期为 2 步长 0.01 2）保持 幅度 1 脉冲宽度 1 不变，周期为 61 步长 0.01 3)保持 幅度 1 周期 61 不变， 脉冲宽度 0.2 步长 0.01 4）保持 幅度 1 周期 8 不变， 脉冲宽度 0.1 步长 0.01 b)绘制矩形周期信号的频谱图 V=1;%幅度 T=8;%2*pi;%周期 wt=1;%pi; %脉冲宽度 w=2*pi/T;%角频率 dt=0.01;%步长 %频谱分析 N=T/wt*3; for k=0:N ak(k+1)=2*V*wt*sinc(k*w*wt/2)/T; end k=(0:N); stem(k,ak,k.); hold on plot(T/wt,0,r+) hold off 矩形周期信号的频谱图 幅度：1 周期：8 脉冲宽度：1 步长0.01 1)保持 幅度 1 脉冲宽度 1 不变， 周期 20 步长 0.01 2)保持 幅度 1 脉冲宽度 1 不变， 周期 61 步长 0.01 3)保持 幅度 1 脉冲宽度 1 不变， 周期 300 步长 0.01 4)保持 幅度 1 周期 61 不变， 脉冲宽度 0.1 步长 0.01 5)保持 幅度 1 周期 61 不变， 脉冲宽度 0.01 步长 0.01 c)绘制正弦函数图形： V=1;%幅度 T=4;%2*pi;%周期 wt=2;%pi; %脉冲宽度 w=2*pi/T;%角频率 dt=0.01;%步长 m=1; N= fix(T/wt)*1; %绘制的函数个数 t=-T/2-m*T:dt:T/2+m*T; for k=1:N sk=(2*V*wt/T)*sinc(k*w*wt/2)*cos(k*w*t); hold on plot(t,sk); hold off end 正弦函数图形 幅度：1 周期：4 脉冲宽度：2 步长0.01 保持幅度v=1，脉冲宽度=1不变，T=20时： 保持幅度v=1，脉冲宽度=1不变，T=61时： 3）保持幅度V=1,周期T=8不变，wt=0.6时： 4）保持幅度V=1,周期T=8不变，wt=0.2时： d) 绘制正弦函数叠加图形： V=1;%幅度 T=4;%2*pi;%周期 wt=2;%pi; %脉冲宽度 w=2*pi/T;%角频率 dt=0.01;%步长 m=1; N=fix(T/wt)*10; %绘制的函数个数 t=-T/2-m*T:dt:T/2+m*T; st=V*wt/T; for k=1:N sk=(2*V*wt/T)*sinc(k*w*wt/2)*cos(k*w*t); st=st+sk; e