实验2 用MATLAB描述常见信号.pdfVIP

实验二 用 MATLAB 描述常用信号 一． 实验目的 熟悉 Matlab 软件平台，掌握利用 Matlab 来显示常用信号波形。 掌握利用 Matlab 来实现信号的时域变换和时域运算。 二． 实验内容 在 MATLAB 中通常有两种方法来表示信号，一种是用向量来表示信号，另一 种是用符号运算的方法来表示信号。用适当的 MATLAB 语句表示出信号后，就 可以利用 MATLAB 的绘图命令绘制出直观的信号波形。 1.连续时间信号 连续时间信号，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， 除了有若干不连续点以外，信号都有确定的值与之对应的信号。从严格意义上来 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 隔点的样值来近似地表示连续信号的，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。 （1 ） 向量表示法 对于连续时间信号 f(t)可以用两个行向量表示。第一个行向量是用来定义自变 量 t 的，t=t1:d:t2 其中 t 1 为初始值，d 为步长，t2 为终止值。第二个行向量 f 为 连续信号 f(t)在向量 t 所定义的时间上的样值。 例 1：用 Matlab 表示f (t ) = sin(t ) ，并绘制出相应波形。 程序： 执行结果： 说明：程序可在命令窗口直接输入执行，也可创建m 文件执行，具体操做见matlab 基础知识。 （2 ） 符号运算表示法 如果信号可以用符号表达式来表示它，则可用 ezplot 命令绘制出信号的波形。 例 2. 用 Matlab 表示连续信号f (t)= e-t/2 并绘出其波形。 程序 执行结果 2.离散时间信号 离散时间信号用f (k)表示，其中变量 k 为整数，代表离散的采样时间点。 f(k)可表示为： f(k)={...f(-2),f(-1),f(0),f(1),f(2)…} ↑k ＝0 在 MATLAB 中，用一个向量 f 即可表示一个有限长度的序列。但是，这样 的向量并没有包含其对应的序号信息。所以，要完整地表示一个离散信号需 要用两个向量。 如序列： f(k)={1,2,-1,3,2,4,-1} ↑k=0 在 MATLAB 中应表示为： k=[-3,-2,-1,0,1,2,3]或是 k ＝-3 ：3 ；f= [1, 2,-1, 3, 2, 4,-1] 在用 MATLAB 表示离散序列并将其可视化时，需注意以下几点：第一，与连 续时间信号不同，离散时间信号无法用符号运算来表示；第二，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；第三，在 绘制离散信号波形时，要使用专门绘制离散数据的 stem 命令，而不是 plot 命令。 例 3.用 Matlab 表示离散序列x (n ) = R (n ) , N = 5 ，并绘制图形。 2 N 程序 执行结果 实 验 任 务 1. 用 MATLAB 表 示 连 续 信 号 5e-0.4t ,0 £ t £10 ， sin(t) sa(t ) = , -10 £t £10 ；离散信号d(k ) ，f (k ) = 1, 2,8,6,3 并绘出其波形。 t { - } 说明：MATLAB 提供了许多数学函数，自然指数函数用exp(t)表示，抽样函数用 sinc(t)表示。 3. 连续信号的时域变换与时域运算 （1）信号的移位 对于连续信号f (t),若有常数 t00，延时信号f (t-t0)是将原信号沿正 t 轴方向 平移时间 t0，而f (t+t0)是将原信号沿负 t 轴方向移动时间 t0 。我们可用下面 的命令来实现连续信号的平移及其结果可视化，其中f 是用符号表达式表示 的