信号的表示与信号的运算Word文档格式.docx
《信号的表示与信号的运算Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号的表示与信号的运算Word文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验四：
一、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，为信号分析和系统分析奠定基础。
二、相关知识点
1．连续信号的产生
2．离散信号的产生及基本运算
三、实验原理、方法和手段
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、正弦信号和周期矩形波信号等。
这些基本信号是信号处理的基础。
（1）阶跃信号
产生阶跃信号的MATLAB程序如下:
t=-2:
0.02:
6;
x=（t>
=0）;
plot（t,x）;
axis（[-2,6,0,1.2]）;
（2）指数信号
产生随时间衰减的指数信号的MATLAB程序如下:
t=0:
0.001:
5;
x=2*exp（-1*t）;
plot（t,x）;
（3）正弦信号
利用MATLAB提供的函数cos和sin可产生正弦和余弦信号。
产生一个幅度为2,频率为4Hz,相位为π/6的正弦信号的MATLAB程序如下：
f0=4;
w0=2*pi*f0;
1;
x=2*sin（w0*t+pi/6）;
（4）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：
t=-2:
x=rectpuls（t-2,4）;
（5）抽样信号
可使用函数sinc（x）计算抽样信号，
函数sinc（x）的定义为，产生的MATLAB程序如下：
t=-10:
1/500:
10;
x=sinc（t/pi）;
2．离散信号的产生
（1）单位脉冲序列和单位阶跃序列
函数zeros（1,n）可以生成单位脉冲序列，产生1行n列的由0组成的矩阵。
产生单位脉冲序列的MATLAB程序如下：
k=-4:
20;
x=[zeros（1,7）,1,zeros（1,17）];
stem（k,x）
函数ones（1,n）可以生成单位阶跃序列，产生1行n列的由1组成的矩阵。
产生单位阶跃序列的MATLAB程序如下：
20;
x=[zeros（1,7）,ones（1,18）];
（2）指数序列
产生离散指数序列的MATLAB程序如下：
k=-5:
15;
x=0.3*（1/2）.^k;
stem（k,x）;
（3）正弦序列
产生正弦序列的MATLAB程序如下:
k=-10:
omega=pi/3;
x=0.5*sin（omega*k+pi/5）;
（4）白噪声序列
白噪声序列在信号处理中是常用的序列。
函数rand可产生在[0，1]区间均匀分布的白噪声序列，
函数randn可产生均值为0，方差为1的高斯分布白噪声。
N=20;
k=0:
N-1;
x=rand（1,N）
3．离散序列的基本运算
信号的运算是数字信号处理的重要内容。
对输入信号按指定的算法进行运算以提取有用信息，而这些算法可以分解为若干基本运算。
离散信号的基本运算主要包括：
信号的加、乘、移位、翻转、卷积、相关等。
这些运算的MATLAB实现方法如下表：
四、实验条件
计算机一台，MATLAB软件。
五、实验步骤及结果测试
1．利用MATLAB产生下列信号并作图。
（1）
，并完成x（t+5）,x（-t）,x（3t）的波形。
MATLAB程序：
%x（t+5）
clc
x=sinc（（t+5）/pi）;
结果：
MATLAB程序：
%x（-t）
clc
t=-10:
x=sinc（t/pi）;
y=fliplr（x）;
plot（t,y）;
结果：
%%x（3t）
x=sinc（3*t/pi）;
（2）
x（t）=cos（100t）*cos（2000t）
t=-0.1:
0.0001:
0.1;
x=cos（100*t）+cos（2000*t）;
title（'
x=cos（100*t）+cos（2000*t）'
）;
x=cos（100*t）.*cos（2000*t）;
x=cos（100*t）*cos（2000*t）'
（3）
k=-14:
x=[zeros（1,9）,ones（1,11）,zeros（1,10）];
（4）
，绘出波形并计算其总能量
k=-19:
x=（（0.9）.^k）.*[sin（0.25*pi*k）+cos（0.25*pi*k）];
E=sum（abs（x）.^2）;
fprintf（'
E=%2.16f\n'
E）;
已知序列：
，计算离散序列的卷积和y[k]=x[k]*h[k]，并绘出其波形；
k=-2:
3;
x=[2,2,1,-1,4,2];
2;
h=[2,-1,1];
y=conv（x,h）;
5;
stem（k,y）
升级会员 