信号与系统连续信号和离散信号的表示与卷积实验报告Word文档下载推荐.docx
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(4)在m文件编辑器下键入程序代码,保存程序文件(文件命名规则同C语言)。
如果所定义的是函数文件,则要求函数名为M文件名。
(5)程序运行需要给定义的函数参数赋值。
切换到命令窗口下运行
例如指数函数定义格式[t,y]=exp1_exp(t1,t2,dt,A,a)
指数函数文件调用方式:
[t,y]=exp1_exp(-10,10,0.1,3,-1,1)
2连续和离散信号的时域表示方法
(1)单边指数信号
;
functiony=exp1_exp(t1,t2,dt,A,a,options)
%指数函数,其中t1,t2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔
%A,a为常数y(t)=Aexp(a*t)
%options参数等于1时为单边指数函数,其他时为双边指数函数
%函数调用的格式y=exp1_exp(-10,10,0.1,3,-1,1)
ifoptions==1
t=0:
dt:
t2;
%单边指数函数时间范围
else
t=t1:
%双边指数函数时间范围
end
y=A*exp(a*t);
%指数函数
plot(t,y)%画图
gridon
xlabel('
t'
)%X轴坐标
ylabel('
y(t)'
)%Y轴坐标
title('
单边指数信号'
)%标题
双边指数信号'
实验要求:
1)在同一张图上画出a>
0,a=0,a<
0时指数函数波形,如图3所示.
注意:
a的取值范围要适中,不要导致纵坐标相差太大。
图3指数函数
2)提示:
在命令窗口设置holdon命令,可以在同一张图上画出多条曲线
(2)单位冲激信号
function[t,y]=exp1_impulse(t1,t2,dt,t0)
%单位冲激信号,其中t1,t2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔
%t0为冲激点
%函数调用格式:
[t,y]=exp1_impulse(-10,10,0.1,0);
t=t1:
n=length(t);
y=zeros(1,n);
y(1,(t0-t1)/dt+1)=1/dt;
stairs(t,y);
)
title('
单位冲激信号'
1)要求产生冲激点在X处的单位冲激函数,其中X为自己的学号中最后两位;
(2)要求画出图形
(3)单位阶跃信号
function[t,y]=exp1_step(t1,t2,dt,t0)
%单位阶跃信号,其中t1,t2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔
%t0为阶跃跳变点
[t,y]=exp1_step(-10,10,0.1,3);
tt1=t1:
t0;
tt2=t0:
nn1=length(tt1);
%length函数测量变量tt1长度
nn2=length(tt2);
y1=zeros(1,nn1);
%产生1行,nn1列的零数据矩阵
y2=ones(1,nn2);
;
%产生1行,nn2列的数据矩阵,矩阵元素为1
t=[tt1tt2];
y=[y1y2];
plot(t,y)
单位阶跃信号y(t)'
xy_axis=axis;
axis([xy_axis(1:
2)1.5*xy_axis(3:
4)-0.1])
1)要求产生阶跃跳变点在X处的单位阶跃函数,其中X为自己的学号中最后两位;
(4)矩形脉冲信号
function[t,y]=exp1_rectimpulse(E,width,T1,T2,dt,T0)
%矩形脉冲信号,其中T1,T2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔
%T0为阶跃跳变点
%E为矩形脉冲幅值
%width为矩形脉冲宽度
[t,y]=exp1_rectimpulse(10,1,-10,10,0.1,2);
t=T1:
T2;
y=E*rectpuls(t-T0,width);
plot(t,y);
矩形脉冲信号'
1)要求产生矩形脉冲幅值为X,脉宽为2,脉冲中心点为X的矩形脉冲信号,其中X为自己的学号中最后两位;
(5)正弦信号
function[t,y]=exp1_sin(t1,t2,dt,A,w)
%正弦信号,其中t1,t2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔
%A,W为幅度和角频率参数
[t,y]=exp1_sin(-10,10,0.1,10,1);
y=A*sin(w*t);
正弦信号'
1)要求产生幅值为X,角频率为3.14的正弦信号,其中X为自己的学号中最后两位;
(6)单位序列
function[n,y]=exp1_dimpluse(k1,k2,dt,k0)
%离散单位冲激信号,其中k1,k2,dt分别为起始时间、终止时间和时间间隔,dt要求为整数
%k0为冲激点
[n,y]=exp1_dimpluse(-10,10,1,0);
n=k1:
k2;
nl=length(n);
y=zeros(1,nl);
y(1,round((k0-k1)/dt)+1)=1;
stem(n,y,'
filled'
单位冲激序列'
2)要求画出图形
(7)单位阶跃序列
function[n,y]=exp1_dstep(k1,k2,k0)
%离散单位阶跃信号,其中k1,k2分别为起始时间、终止时间,默认时间间隔为1
%k0为阶跃跳变点
[n,y]=exp1_dstep(-10,10,3);
k=k1:
k0-1;
kk=k0:
n=length(k);
nn=length(kk);
u=zeros(1,n);
uu=ones(1,nn);
n=[kkk];
y=[uuu];
单位阶跃序列'
(8)单位矩形序列
function[n,y]=exp1_drectimpulse(k1,k2,k0,width,E)
%离散矩形脉冲信号,其中k1,k2分别为起始时间、终止时间,默认时间间隔为1
%E高度,width脉宽
[n,y]=exp1_drectimpulse(-10,10,0,1,3);
width+k0;
kkk=width+k0+1:
k2
nnn=length(kkk);
uu=E*ones(1,nn);
uuu=zeros(1,nnn);
n=[kkkkkk];
y=[uuuuuu];
单位矩形序列'
(9)指数序列
Functionx=exp1_dexp(c,a,k1,k2)
%c:
指数序列的幅度
%a:
指数序列的底数
%k1:
绘制序列的起始序号
%k2:
绘制序列的终止序号
%例如c=1;
a=2;
k1=-2;
k2=10;
x=c*(a.^k);
stem(k,x,'
指数序列'
n'
f(n)'
1)请大家自己写一下函数调用格式,并在分别用红(r)、黑(k)、蓝(b)、绿(g)四种颜色在图上画出a<
-1,-1<
a<
0,0<
1,a>
1时指数函数波形。
黄色看不清楚故改为黑色。
>
k=-5:
0.1:
5;
x=1*((-2).^k);
plot(k,x,'
-r'
Warning:
ImaginarypartsofcomplexXand/orYargumentsignored.
holdon
x=1*((-0.5).^k);
-k'
x=1*((0.5).^k);
-b'
x=1*(
(2).^k);
-g'
(10)正弦序列
functionexp1_dsin(A,w,k1,k2)
%离散正弦信号,其中k1,k2分别为起始时间、终止时间,默认时间间隔为1
exp1_dsin(5,0.25,-30,30);
stem(k,A*sin(k*w),'
离散时间正弦序列f(n)=Asin(wn)'
1)要求产生幅值为X,角频率为0.25的正弦序列,其中X为自己的学号中最后两位;
3连续和离散信号的卷积表示方法
(1)连续时间信号卷积
function[f,k]=exp1_sconv(f1,f2,k1,k2,p)
%计算连续信号卷积积分f(t)=f1(t)*f2(t)
%f:
卷积积分f(t)对应的非零样值向量
%k:
f(t)的对应时间向量
%f1:
f1(t)的非零样值向量
%f2:
f2(t)的非零样值向量
%K1:
序列f1(t)的对应时间向量
%K2:
序列f2(t)的对应时间向量
%p:
取样时间间隔
%调用格式:
%f1=0.5*(0:
0.01:
2);
f2=0.5*(0:
k1=0:
2;
k2=0:
p=0.01;
%[f,k]=exp1_sconv(f1,f2,k1,k2,p)
f=conv(f1,f2);
%计算序列1与序列2的卷积和
k0=k1
(1)+k2
(1);
%计算序列f非零样值的起点位置
k3=length(f1)+length(f2)-2;
%计算卷积和f非零样值得宽度
k=k0:
p:
(k0+k3*p);
%确定卷积和f非零样值的时间向量
subplot(3,1,1)
plot(k1,f1)%在子图1绘制f1(t)时域波形图;
);
f1(t)'
subplot(3,1,2)
plot(k2,f2);
%在子图2绘制f2(t)时域波形图
f2(t)'
subplot(3,1,3)
plot(k,f);
%画卷积f(t)的时域波形
f(t)'
f(t)=f1(t)*f2(t)'
要求:
已知
,求
,并画图
(2)离散时间信号卷积
function[f,k]=exp1_dconv(f1,f2,k1,k2)
%Thefunctionofcomputef=f1*f2
卷积和序列f(k)对应的非零样值向量
序列f(k)的对应序号向量
序列f1(k)非零样值向量
序列f2(k)非零样值向量
序列f1(k)的对应序号向量
序列f2(k)的对应序号向量
%调用例子:
%f1=[1,2,1];
f2=ones(1,5);
k1=[-101];
k2=-2:
[f,k]=exp1_dconv(f1,f2,k1,k2)
f=conv(f1,f2)%计算序列f1与f2的卷积和f
%计算卷积和f的非零样值的宽度
k0+k3%确定卷积和f非零样值得序号向量
stem(k1,f1)%在子图1绘制序列f1(k)时域波形图
f1(n)'
stem(k2,f2)%在子图2绘制序列f2(k)时域波形图
f2(n)'
stem(k,f)%在子图3绘制序列f(k)时域波形图
f1(n)与f2(n)的卷积和f(n)'
已知
四实验要求:
1.熟悉MATLAB软件使用环境、启动及退出等;
熟悉MATLAB软件的常用命令的使用;
2.按照要求实现实验内容;
3.规范化地书写实验报告(包括四部分:
实验目的、实验原理、实验内容、实验结果及分析)。
补充:
有两个有限长序列
,设
区间为
,长度为
,则
和
的卷积为:
根据卷积分配率和
得:
可见,卷积后序列的起始点为:
,终点为
。
长度为
四.实验心得
通过这学期随着信号与系统这门课程逐步做了四次实验,我领会到了严谨治学,一丝不苟的态度在科学研究中的重要性,有时科学研究会是极其枯燥的,可能是复杂的数学演算,或是一次次的重复实验,但不论是什么,我们都要报以认真务实的态度,对待科学,决不可草草了事。
我们现在是站在巨人的肩膀上学习,要抓重点,抓主线,把最本质的东西弄懂,弄通,比如傅里叶变换,才能在学习新知识的时候多思考,多总结,发现内在规律,才能有创造性的思考问题。
当然,于此同时,我也发现了许多在信号与系统学习过程中自身存在的问题——
首先,就是基础不扎实,当傅里叶变换中要积分是常常发现知识上的漏洞,也越发意识到数学作为一门工具,贯穿在了大学的所有理工类学科中,是一切的基础,还要多多复习。
信号与系统的基础知识不扎实也是一个重要问题,常常混淆公式,一来是要加强加深对其推导过程的理解,二来要通过一定的题量来熟悉公式。
其次,细节问题。
主要体现在实验报告中,经常忘记加单位,应该养成良好的习惯,对待科学应当尽力规范化,严谨化。
这学期最大的一个感触就是学科之间的融会贯通,上学期的电路分析基础,这学期的信号与系统,模电,知识都是互通的,学好了这一门,另一门也受益,我们现在是刚刚迈进通信的门槛,接触了一点点专业课,还处于打基础的阶段,这段时间一定要加倍的努力,将基础打牢,扎扎实实,一步一个脚印,为后续课程做足准备。
接下来再总结几点实验中的小心得吧。
第一,老师讲得时候一定要认真听,准备的越充分,实际操作的时候就越顺利,必要的时候多记记笔记,许多小知识点老师可能一带而过,我们要培养抓住有用信息的能力。
争取一遍做对,不要返工,这样才会又快又好,多腾出一点时间来想想每一步的原理是什么。
第二,多听,多看。
我发现很多同学做的时候就抱着一堆仪器,问一步,做一步,其实很多内容课本上都说的清清楚楚,或是老师刚才都强调过。
应认真地研读课本,课本说的真的非常详细。
第三,实验过程中要多问老师。
比方说赵文深老师,我每次问一些问题,赵老师都会很耐心地,扩展地来解释,交流中不知不觉学到了许多知识,闷着脑袋学一个小时,恐怕还不及和老师沟通交流的10分钟。
第四,不骄不躁,失败了也不气馁。
有的同学实验做到一半卡住了,怎么都测不出理想的数据,看周围同学都进行到了下一步,就开始焦急,越急越做不好。
我的经验是这个时候千万要摆正心态,从头检查一遍可能出问题的地方,实在找不出来再求助老师,不要因为一点小小的挫折就放弃,随便找几个数据拿过来一抄就交上去,这样做是毫无意义的。
实验中的收获是自己的,实验的机会十分宝贵,我们一定要珍惜。