信号与系统实验指导书(本).docVIP

PAGE1 / NUMPAGES11 实验一 基本信号的产生与运算 实验目的 学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。 实验原理 MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。这些信号是信号处理的基础。 连续信号的产生 阶跃信号 产生阶跃信号 SKIPIF 1 0 的MATLAB程序如下，运行结果如图1-1所示。 t=-2:0.02:6; x=(t0); plot(t,x); axis([-2,6,0,1.2]); 图1-1 阶跃信号 指数信号 产生随时间衰减的指数信号 SKIPIF 1 0 的MATLAB程序如下，运行结果如图1-2所示。 t=0:0.001:5; x=2*exp(-1*t); plot(t,x); PAGE2 / NUMPAGES11 图1-2 指数信号 正弦信号 利用MATLAB提供的函数cos和sin可产生正弦和余弦函数。产生一个幅度为2，频率为4Hz，相位为 SKIPIF 1 0 的正弦信号的MATLAB程序如下，运行结果如图1-3所示。 f0=4; w0=2*pi*f0; t=0:0.001:1; x=2*sin(w0*t+pi/6); plot(t,x); 图1-3 正弦信号 PAGE3 / NUMPAGES11 矩形脉冲信号 函数rectpulse(t)可产生高度为1、宽度为1、关于t=0对称的矩形脉冲信号； 函数rectpulse(t，w) 可产生高度为1、宽度为w、关于t=0对称的矩形脉冲信号。 产生高度为1、宽度为4、延时2秒的矩形脉冲信号的MATLAB程序如下，运行结果如图1-4所示。 t=-2:0.02:6; x=rectpuls(t-2,4); plot(t,x); axis([-2,6,0,1.2]); 图1-4 矩形脉冲信号 周期方波 函数square(w0*t)产生基本频率为w0的周期方波。 函数square(w0*t，DUTY)产生基本频率为w0、占空比DUTY= SKIPIF 1 0 的周期方波。 SKIPIF 1 0 为一个周期中信号为正的时间长度。 产生一个幅度为1，基本频率为2Hz，占空比50%的周期方波的MATLAB程序如下，运行结果如图1-5所示。 f0=2; t=0:0.0001:2.5; w0=2*pi*f0; Y=square(w0*t,50); plot(t,Y); axis([0,2.5,-1.5,1.5]); PAGE4 / NUMPAGES11 图1-5周期方波信号 抽样函数 可使用函数sinc(x)计算抽样信号 SKIPIF 1 0 ，函数sinc(x)的定义为 SKIPIF 1 0 。 产生 SKIPIF 1 0 信号的MATLAB程序如下，运行结果如图1-6所示。 t=-10:1/500:10; x=sinc(t/pi); plot(t,x); 图1-6 抽样信号 PAGE5 / NUMPAGES11 实验内容 利用MATLAB产生下列连续信号并作图。 （1） SKIPIF 1 0 （2） SKIPIF 1 0 （3） SKIPIF 1 0 实验二 周期信号的傅里叶级数展开 实验目的 掌握傅里叶级数展开的原理。 了解周期信号的频谱特点。 观察有限项级数迭加逼近原函数的情形。 掌握利用计算机程序进行软件模拟的方法。 实验原理 周期信号的傅里叶级数展开 按照傅里叶级数定义周期信号 SKIPIF 1 0 可由三角函数的线性组合来表示，若 SKIPIF 1 0 的周期为 SKIPIF 1 0 ，角频率为 SKIPIF 1 0 ，则傅里叶级数展开表达式为 SKIPIF 1 0 = SKIPIF 1 0 式中n为正整数，各次谐波成分的幅度值按以下公式计算： 直流分量 SKIPIF 1 0 余弦分量 SKIPIF 1 0 正弦分量 PAGE6 / NUMPAGES11 SKIPIF 1 0 常用周期信号的傅里叶级数 周期矩形脉冲信号 SKIPIF 1 0 其中E为矩形的高度， SKIPIF 1 0 为矩形的宽度， SKIPIF 1 0 为矩形的周期，以下雷同。 周期锯齿脉冲信号