信号部分实验目录1.连续信号的绘制2．连续信号的微积分和卷积3.非周期信号的频谱4.连续系统的零极点分析5.选代法及离散卷积计算6.离散系统的时域和频域分析7．信号与系统综合实验项
信号部分实验 目录 1. 连续信号的绘制 2. 连续信号的微积分和卷积 3. 非周期信号的频谱 4. 连续系统的零极点分析 5. 迭代法及离散卷积计算 6. 离散系统的时域和频域分析 7. 信号与系统综合实验项
信号与系统实验指导书 实验1连续信号的绘制 1.1实验目的 1.掌握用Matlab绘制波形图的方法，学会常见波形的绘制。 2.掌握用Matlab编写函数的方法。 3.周期信号与非周期信号的观察。加深对周期信号的理解。 1.2实验原理与计算示例 1、用Matlab绘制波形图的基本函数 Matlab是一种基于矩阵和数组的编程语言，它将所有的变量都看成矩阵。它不仅有强 大的计算功能，还有多种多样的画图功能。 这里主要介绍信号与系统分析中常用的几个Matlab函数，包括Matlab提供的内部函数 和自定义函数。 我们可以在命令窗口中每次执行一条Matlab语句；或者生成一个程序，存为M文件供 以后执行；或是生成一个函数，在命令窗口中执行。下面先定义几个基本函数。 >单位阶跃函数 M文件名：u.m %单位阶跃函数（连续或离散） %调用y=u(t) 产生单位阶跃函数 function y=u(t) y=(t>=0) >门函数 M文件名：rectpuls.m,Matlab的内部函数 调用格式y=rectpuls(t)产生高度为1，宽度为1的门函数 调用格式y=rectpuls(t,W)产生高度为1，宽度为W的门函数 > 三角脉冲函数 M文件名：tripuls.m,Matlab的内部函数 调用格式y=tripuls(t) 产生高度为1，宽度为1的三角脉冲函数 调用格式y=tripuls(t,w) 产生高度为1，宽度为w的三角脉冲函数 调用格式y=tripuls(t,w,s) 产生高度为1，宽度为w的三角脉冲函数，-1<s<1,s=0时为对称三角形；s=-1,三角形顶点左 边。 >抽样函数 M文件名：Sa.m %抽样函数（连续或离散） %高度为1， %调用y=Sa(t)产生高度为1，第一个过零点为π function f=Sa(t) f=sinc(t./pi); %sinc(t)=sin(t)/(t)是Matlab内部函数 >符号函数 M文件名：sign.m是Matlab的内部函数 >周期方波 -1-
! "# $%&'()*+, -./ 0123 45678)*09:3; < =>?@ A3B&BC D ?@ EFGHIJKLMNO PQ RS TU VW +XYZ [\]^_`abcOdefg%h .ijklm8%Q-n op qrU ^sfgjk$m8%Q _`abcOfgtuvYZPQ'w VW !"#$% &'( )*+'( ) ,- !"#$% *.&'( )*+'( . ,- VW !#$% &'( )*+'( ) ,/012 !#$% *3&'( )*+'( 3 ,/012 !#$% *3*% &'( )*+'( 3 ,/012*4)5%5)6% 7(89/0:;%4)*/0:<=> ?@ AB &'( )* CD &'( )*EFGHI=( CD % JK#;% % K L MD$DN OP $ VW
信号与系统实验指导书M文件名：square.m，Matlab的内部函数调用格式y=square(w0*t)产生基频为w0（周期T=2元/w0)的周期方波。占空比为50%。调用格式y=square(w0*t,DUTY)占空比DUTY=t/T*100，t为一个周期中信号为正的时间长度。周期锯齿波或三角波M文件名：sawtooth.m，1Matlab的内部函数调用格式产生基频为wO（周期T=2元/wO）的周期锯齿波。为正斜率。y=sawtooth(w0*t)调用格式y=sawtooth(w0*t，WIDTH)参数WIDTH=0.5，产生周期三角波：WIDTH=0，产生斜率为负的周期锯齿波。例2.1-1画出下列信号的波形图。(a)正弦信号sin(0.5元t)：(c）随机信号：(b）门函数G,()；(d）离散信号cos(0.1元k)，k=0,±1,±2..(e）周期T=10s的周期锯齿波信号。()指数衰减的余弦信号 2e-1/6 cos 元t 。解：用Matlab计算的程序如下：正弦借号的波形%画正弦信号的程序e2_1_1.mt0=-2*pi:t1=2*pi:dt=0.02:Et=to:dt:tl;f=sin(pi/2*t):max_f=max(f) :min_f=min(f) :plot(t,f,'linewidth',2):grid:line([to t]], [o o]):axis([t0,t1,min_f-0.2,max_f+0.2])t(sec)xlabel（t（sec）），title（正弦信号的波形）图2.1-1正弦信号运行程序后显示的图形如图2.1-1所示。%画门函数的程序e2_1_2.m门函数的波形t0=-3;t1=3;dt=0.02;t=to:dt:t1:f=rectpuls(t,2) :0.8max_f=max (f) :0.6min_f=min(f) :2plot(t,f,"linewidth',2):grid;line([to t]], [0 o]):axis([t0,t1,min_f0.2,max_f+0.2])xlabel（t（sec）"），title（门函数的波形"）(sec)运行程序后显示的图形如图2.1-2所示。图2.1-2门函数的波形%画随机信号的程序e2_1_3.m隐机信号的波形t0=-8:t1=8:dt=0.15:t=to:dt:tl;f=randn(1, length(t)) :max_f=max(f) :min_f=min(f) :plot(t,f,linewidth,2):grid:line([to ti],[o o]):axis([t0, t1,min_f-0.2,max_f+0.2])xlabel（t（sec）），title（随机信号的波形）t(sec)图2.1-3随机信-2-
QRSTUVWXYZ VW %[D!" 3 \]^( 3 _` abK3 ,_`cd@efg( h @ %[D!" 3 \6ijakefg ijakKa\) 6(FG_`lQR(m,7n o'@ VW %D3 p 3 \]^( 3 _` abK3 ,_`qrd@(mst@ %D3 p 3 \6.uiavw .uiav Jh6_`/0dx.uiav 6 st(y,_`qrd@ Dxty z{ j | j }~j { => -nt zm{QR,|}"b~)~)J 4b\#;)b\#; J b; ); % #Kb\; D~D ; ~ ; #$ **$"3p*b; !;$" )* ; D% *)*~4 Jb*D~ Jb $DN"$ %"*$" m{QR,d: g-ns 2 z-,|}"b~)~bJ 4;); J b; ); !"#$% *b; D~D ; ~ ; #$ **$"3p*b; !;$" )* ; D% *)*~4 Jb*D~ Jb $DN"$ %"*$" -,d: g-ns 2 zQR,|}"b~)~J 4;); J)h; ); !D )*$"p ; D~D ; ~ ; #$ **$"3p*b; !;$" )* ; D% *)*~4 Jb*D~ Jb $DN"$ %"*$" QR,d: -,d: Q m{QR
信号与系统实验指导书运行程序后显示的图形如图2.1-3所示。高散余弦信号的波形%画离散余弦信号的程序e2_1_4.mnO=-20;nl=20:n=no:nl;f=cos(pi*n/10):max_f=max(f):min_f=min(f) :stem(n,f,"."):axis([n0,nl,min_f-0.2,max_f+0.2])xlabel（k'），title（离散余弦信号的波形"）运行程序后显示的图形如图2.1-4所示。图2.1-4离散余弦信号周期缓齿波的波形%画周期锯齿波的程序e2_1_5.mt0=-6*pi:t1=6*pi:dt=0.05:t=t0:dt:tl:f=sawtooth(pi/5*t,0):max_f=max(f) :min_f=min(f) :plot(t,f,'linewidth',2):0.5grid:line([to ti], [o 0]):axis([t0,tl,min_f-0.2,max_f+0.2))xlabel（t（sec））title（C周期锯齿波的波形）t(sec)运行程序后显示的图形如图2.1-5所示。图2.1-5周期锯齿波%画指数衰减余弦信号的程序e2_1_6.mt0=-4*pi;t1=2*pi;dt=0.01;t=to:dt:tl;指数衰减余弦信导的波形f1=2*exp(-t/6).*cos(pi*t)：2ecosixt)f2=2*exp(-t/6);f3=-2*exp(-t/6);max_f=max(f1) :min_f=min(f1):plot(t,f1,'1inewidth',2):hold on;plot(t,f2,":"):hold on;plot(t,f3,"："):t(sec)line([to ti], [o o]):图2.1-6指数衰减余弦信line([00],[min_f-0.5max_f+0.2]):axis([t0,t1,min_f-0.5,max_f+0.2)xlabel(t(sec)")hold offgtext(2e(-t/6)cos(\pi t)")title（指数衰减余弦信号的波形）运行程序后显示的图形如图2.1-6所示。例2.1-2画出下列信号的波形图。(a) f(t)=te(t)-Ze(t-i):(b) J2(t) = sin[元tsgn(t)];i=l(c) f,(t)=(1-0.5tDG(t);(d) J,(t)=Sa(t/5-1)解：为了方便的画图，可以编写一个通用的画波形的函数，这样每次画图时调用该函数就可以了。函数名为myplot.m，Matlab程序为-3 -
QRSTUVWXYZ g-ns 2 z {QR,|}"b~)~J 4b ;)b ; ); % #\K) ; D~D ; ~ ; %" **J; D% *)*~4 Jb*D~ Jb $DN"$ *$" {QR,d: g-ns ! 2 z_`qrd,|}"b~)~hJ 4\#;)\#; J h; ); %D3 p #Kh\* ; D~D ; ~ ; #$ **$"3p*b; !;$" )* ; D% *)*~4 Jb*D~ Jb $DN"$ %"*$" _`qrd,d: g-ns 2 zX{QR,|}"b~)~J 4\#;)b\#; J ); ); )b\"# 4KJ\ % #\; bb\"# 4K; 4b\"# 4K; D~D ); ~ ); #$ *)*$"3p*b; p $ ; #$ *b*; p $ ; #$ **; $" )* ; $" * ~4 JhD~ Jb; D% *)*~4 Jh*D~ Jb $DN"$ %" p $ " b"4K % # $" X{QR,d: g-ns 2 Dxty j $ # " % & & ! j ! p D ]^%Q D ECdeD ]^p' -np X{Q ! {QR _`qrd
信号与系统实验指导书function myplot(x,y)%x为横坐标数组，y为纵坐标数组.x0=x(1):xe=x(end)max_y=max(y) :min_y=min(y) :dy=(max_y-min_y)/10:plot(x,y,"linewidth',2):grid;axis([xo, xe, min_ydy, max_y+dy])set(gca,FontSize,8)用Matlab画图的程序如下：%画波形图的程序e2.1_7.mt=linspace(-1,4, 300):f1=t. *u(t)-u(t-1)-u(t-2)-u(t-3)-u(t-4) ;figure(1),myplot(t,f1)ylabel(f1(t)"),xlabel(Time(sec))t=linspace(-4,4,300);f2=sin(pi*t.*sign(t)):figure(2),myplot(t,f2)ylabel(f2(t)"),xlabel(Time(sec)")t=linspace(-4, 4, 300);f3=(1-0.5*abs(t)).*rectpuls(t,4)figure(3),myplot(t,f3)ylabel(f3(t)"),xlabel(Time(sec)*)t=1inspace(-18*pi,18*pi,300):f4=Sa(t/5-1);figure(4),myplot(t,f4)ylabel(f4(t)"),xlabel(Time(sec)")运行程序后显示的图形如图2.1-7所示。ee0.90.60.80.70.4 0.600.5COAO0.3 30.2 0.6oimefer(b)(a)0.90.80.7a66050.0.30.20.1m(c)(d)-4 -
QRSTUVWXYZ ! #$ * (*(J );" "; D~D ;~ ; D~4~K) ; #$ **$"3p*b;!; D% *"*~4*D~ %" D* C"* D -nt zd:,|}"b~)~J $%#D" 4)** ; )J\ 4 4)4 4b4 44 4; !" )*#$ *) $DN"$ ) *$DN"$ a" %" $%#D" 4** ; b% #\J\% ; !" b*#$ *b $DN"$ b *$DN"$ a" %" $%#D" 4** ; )4 Jh\DN% J\!"#$% *; !" *#$ * $DN"$ *$DN"$ a" %" $%#D" 4)\#*)\#* ; CD Kh4); !" *#$ * $DN"$ *$DN"$ a" %" g-ns ( 2