MATAB与信号实验——连续时间信号时域分析.docVIP

上机实验1 连续时间信号的时域分析 一、 实验目的  （1） 掌握连续时间信号的时域运算的基本方法；  （2） 掌握相关函数的调用格式及作用；  （3） 掌握连续信号的基本运算；  （4） 掌握利用计算机进行卷积运算的原理和方法；  （5） 熟悉连续信号卷积运算函数conv的应用。 二、 实验原理 信号的基本运算包括信号的相加（减）和相乘（除）。信号的时域变换包括信号的平移、翻转、倒相、尺度变换等，由以下公式所描述。 （1） 加（减）：f(t)=f1(t)±f2(t) （2） 乘：f(t)=f1(t)×f2(t) （3） 延时或平移：f(t)→f(t-t0) t00时右移；t00时左移 （4） 翻转：f(t)→f(-t) （5） 尺度变换：f(t)→f(at) （6） 标量相乘：f(t)→af(t) （7） 倒相：f(t)→-f(t) （8） 微分：f(t)→df(t)/d(t) （9） 积分：f(t)→-∞tfτdτ （10） 卷积：f(t)=f1(t)*f2(t) 三、 涉及的MATLAB函数及实现  1. stepfun函数  功能：产生一个阶跃信号  调用格式： stepfun(t,t0)  其中t是时间区间，在该区间内阶跃信号一定会产生；t0是信号发生从0到1的条约的时刻。  2. diff函数  调用格式：  diff(f)：求函数f对预设的独立变数的一次微分值。  diff(f，’t’)：求函数f对独立变数t的一次微分。 3. int函数  调用格式：  Int(f)：函数F对预设独立变数的积分值。  Int(f,’t’)：函数f对独立和变数t的积分值。  4. conv函数  功能：实现信号的卷积运算。  调用格式： w = conv(u,v)：计算两个有限长度序列的卷积。  说明：该函数假定两个序列都从零开始。 四、试验内容与结果 1.验证性试验（直接利用符号法进行编程） 1）相加 实现两个连续信号的相加，即f(t)=f1(t)+f2(t) MATLAB程序： clear all; t=0:0.0001:3; b=3; t0=1;u=stepfun(t,t0); n=length(t); for i=1:n u(i)=b*u(i)*(t(i)-t0); end y=sin(2*pi*t); f=y+u; plot(t,f); xlabel(时间(t));ylabel(幅值 f(t));title(连续信号的相加); 两个连续信号的相加结果如下图所示。 2）相乘 实现两个连续信号的相乘，及f(t)=f1(t)×f2(t) MATLAB程序： clear all; t=0:0.0001:5; b=3; t0=1;u=stepfun(t,t0); n=length(t); for i=1:n u(i)=b*u(i)*(t(i)-t0); end y=sin(2*pi*t); f=y.*u; plot(t,f); xlabel(时间(t));ylabel(幅值 f(t));title(连续信号的相乘); 两个连续信号的相乘结果如下图所示。 3）移位 实现连续信号的移位，即f(t-t0)，或者f(t+t0)，常数t00。 MATLAB程序： clear all; t=0:0.0001:2; y=sin(2*pi*(t)); y1=sin(2*pi*(t-0.2)); plot(t, y, -,t, y1, --); xlabel(t);ylabel(f(t));title(信号的移位); 信号及其移位结果如下图所示。 4）翻转 信号的翻转就是将信号的波形以纵轴为对称轴翻转180°。将信号f(t)中的自变量t替换成-t即可得到其翻转信号。 MATLAB程序： clear all; t=0:0.02:1; t1=-1:0.02:0; g1=3*t; g2=3*(-t1); grid on; plot(t, g1, --, t1, g2); xlabel(t);ylabel(g(t));title(信号的反折); 信号及其反折结果如下图所示。 2.程序设计实验 (1)已知信号f1(t)=(-t+4)[U(t)-U(t-4)]，f2(t)=sin(2πt)，用MATLAB绘出下列信号的时域波形。要求写出全部程序，并绘制出信号的时域波形。  (a) f3(t) = f1(-t) + f1(t)  (b) f4(t) = -[f1(-t) + f1(t)] (c) f5(t) = f2(t)×f3(t)  (d) f6(t) = f1(t)×f2(t)  MATLAB程序： clear all;  t=-5:0.0001:5;  u=stepfun(t,-4);  u1=stepfun(t,0);  u2=stepfun(t,