通信14 数字信号处理 实验指导书讲解文档格式.docx
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2.注意实验报告要求分析组织有条理，截图美观，结论正确。
实验1Matlab基本操作、数组及矩阵运算
实验目的
熟悉Matlab工作环境和基本操作，熟悉Matlab数组及矩阵运算。
实验内容
1．熟悉Matlab工作环境，掌握clc，clear，cd这几个常见命令。
图1ＭATLAB桌面，具体布局可能因机器和版本的不同而会有轻微变化
2．假设x=3，y=4。
利用MATLAB计算下列表达式：
，
要求：
（1）在命令窗口直接输入，得到运算结果；
（2）编写M文档并在命令窗口执行，然后用工作空间平台查看有哪些变量在当前工作区。
3．一小球从空中下落的位移公式为：
利用MATLAB计算小球在t=5s时的位置，已知：
.
4．通过以下两种方式得到关于exp函数的帮助：
（1）在命令窗口中输入helpexp命令。
（2）运用帮助空间窗口。
5．
计算函数
在
为如下取值时候的函数值，
取4.9,3.2,100,1.5,9.75,2.56，16，4.9，10。
6.确定下列数组的大小，通过whos或工作空间窗口（Theworkspacebrowser）检查你的答案。
注意在本练习中后面的数组可能要用到前面数组的定义。
（1）u=[1020*i10+20]
（2）v=[-1;
20;
3]
（3）w=[10-9;
2-20;
123]
（4）x=[u'
v]
（5）y（3,3）=-7
（6）z=[zeros（4,1）ones（4,1）zeros（1,4）'
]
（7）v（4）=x（2,1）
1）.w（2,1）的值是多少？
2）.x（2,1）的值是多少？
3）.y（2,1）的值是多少?
7.c数组的定义如下，写出下面子数组的内容。
c=
1.1000
-3.2000
3.4000
0.6000
0.6000
-0.6000
3.1000
1.3000
5.5000
（1）c（2,:
）
（2）c（:
end）
（3）
c（1:
2,2:
end）
（4）c（6）
（5）c（4:
end）（6）c（1:
4）（7）c（[14],2）（8）c（[22],[33]）
8.当赋值语句执行后，下列数组的内容是多少？
（1）a=[123;
456;
789];
a（[31],:
）=a（[13],:
）;
（2）a=[123;
a（[13],:
）=a（[22],:
（3）a=[123;
a=a（[22],:
9.当数组执行后，下列数组a的内容是多少？
（1）a=eye（3,3）;
b=[123];
a（2,:
）=b;
（2）a=eye（3,3）;
b=[456];
a（:
3）=b'
;
（3）a=eye（3,3）;
b=[789];
a（3,:
）=b（[312]）;
（4）a=eye（3,3）;
10.假设a,b,c和d的定义如下：
分别运行出下列表达式的运算结果，并思考。
（1）a+b
（2）a.*c
（3）a*b
（4）a*c
（5）a+c
（6）a+d
（7）a.*d
（8）a*d
实验2常见数字信号的产生与显示
1.实验目的
复习MATLAB的使用方法和基本功能；
熟悉单位冲激序列、单位阶跃序列、矩形序列和指数序列等常用序列的产生；
掌握利用MATLAB画图函数显示信号波形的方法。
2.实例分析
2.1常用离散序列的产生和图形显示
例1.1产生单位冲激序列
在MATLAB中，函数zeros（1,N）产生一个N个零的行向量，利用它可以实现在有限区间上的单位冲激序列。
按照之前学习过的MATLAB编程方法，将下列指令编辑到“exlimp.m”文件中。
%exe1imp.m利用zeros（1,N）产生单位冲激序列
clear;
%清除空间变量
clc;
%清除屏幕
n=-49:
49;
%定义横坐标轴
x=zeros（1,99）;
%MATLAB中数组下标从1开始
x（50）=1;
closeall;
%关闭所有窗口
stem（n,x）;
%绘制离散序列数据
title（'
单位冲激序列'
运行“exe1imp.m”文件将产生如图1-1所示的序列。
例1.2产生单位阶跃序列
在MATLAB中，函数ones（1,N）产生一个N个1的行向量，利用它可以实现在有限区间上的单位阶跃序列。
同样，将下列指令编辑到“exe1step.m”文件中。
%exe1step.m利用ones（1,N）产生单位阶跃序列
%定义横坐标
x=ones（1,99）;
%MATLAB中数组下标从1开始
x（1:
49）=0;
单位阶跃信号序列'
运行“exe1step.m”文件将产生如图1-2所示的序列。
图2-1单位冲激序列
图2-2单位阶跃序列
例1.3产生矩形序列
在MATLAB中，符号函数sign（x）在x大于0时其值为1；
在x等于0时其值为0；
在x小于0时其值为-1。
利用它可以实现窗长度为N的矩形序列。
将下列指令编辑到“exe1rectang.m”文件中。
%exe1rectang.m利用sign（x）产生矩形序列
N=10;
n=0:
30;
x=sign（sign（N-1-n）+1）;
n=-10:
x=[zeros（1,10）,x];
矩形序列'
运行“exe1rectang.m”文件将产生如图1-3所示的序列。
图2-3矩形序列
例1.4产生实指数序列
在MATLAB中，可以用运算符“.^”，即点乘方实现实指数序列。
将下列指令编辑到“exe1relexp.m”文件中。
%exe1realexp.m利用运算符“.^”产生实指数序列
N-1;
a=0.5;
b=2;
x=a.^n;
y=b.^n;
subplot（1,2,1）;
subplot（1,2,2）;
stem（n,y）;
运行“exe1realexp.m”文件将产生如图1-4所示的序列。
图2-4 实指数序列
例1.5产生正弦和余弦序列
将下列指令编辑到“exe1sincos.m”文件中。
N=50;
A=1;
f=50;
fs=1000;
x=A*sin（2*pi*f*n/fs）;
y=A*cos（2*pi*f*n/fs）;
运行“exe1sincos.m”文件将产生如图1-5所示的序列。
图2-5 正弦和余弦序列
例1.6产生复指数序列
复指数序列也称为复正弦序列，由余弦序列做实部，正弦序列做虚部构成。
在MATLAB中，函数exp（x）为指数函数，real（x）取x的实部，imag（x）取x的虚部，abs（x）求x的模值，angel（x）求x的幅角。
将下列指令编辑到“exe1exp.m”文件中。
x=exp（j*pi*n/6）;
x_real=real（x）;
x_imag=imag（x）;
x_magnitute=abs（x）;
x_phase=angle（x）*180/pi;
subplot（2,2,1）;
stem（n,x_real）;
xlabel（'
x-real'
subplot（2,2,2）;
stem（n,x_imag）;
x-imag'
subplot（2,2,3）;
stem（n,x_magnitute）;
x-magnitute'
subplot（2,2,4）;
stem（n,x_phase）;
x-phase'
运行“exe1exp.m”文件将产生如图1-6所示的序列。
图2-6 复指数序列
2.2常用信号的产生和显示
例1.7产生均匀分布的白噪声信号
在MATLAB中，函数rand（x）产生均匀分布的随机数，利用它可以实现在有限区间上的白噪声信号。
将下列指令编辑到“exe1noise.m”文件中。
clear
N=500;
x=rand（1,N）;
plot（x）;
gridon;
hist（x）;
运行“exe1noise.m”文件将产生如图1-7所示的图形显示。
图2-7 白噪声信号
例1.8产生信号处理中的sinc（t）函数。
已知
，将下列指令编辑到“exe1sinc.m”文件中。
N=200;
step=4*pi/N;
t=-2*pi:
step:
2*pi;
y=sinc（t）;
plot（t,y,'
LineWidth'
2）;
axis（[-88
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