电信专业级信号与系统实验报告.docx
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电信专业级信号与系统实验报告
《信号与系统》实验报告
学院:
信息科学与工程学院
专业班级:
通信1401班
学号:
201404163024
学生姓名:
严若茂
指导教师:
徐望明
2016年06月
实验一连续时间信号的表示、连续时间LTI系统的时域分析
1.用MATLAB命令产生如下信号，并绘出波形图
（1）
（2）
（3）
程序、实验结果及解释说明：
t=-5:
0.01:
5;
y=2*exp（-1.5*t）.*（t>=0）;
subplot（2,2,1）
plot（t,y）;
y1=sin（2*pi*t+pi/4）;
subplot（2,2,2）
plot（t,y1）
y2=2.*（t>=0&t<=1）;
subplot（2,2,3）
plot（t,y2）
ylim（[-3 4]）
2.已知信号
的波形如图所示，试用MATLAB命令画出
、
、
、
的波形图。
程序、实验结果及解释说明：
functiony=pp（x）
y=0*（x<-2|x>1）+1*（x>=-2&x<0）+（-x+1）.*（x>=0&x<=1）;
end
t=-5:
0.01:
5;
y1=pp（t-2）;
y2=pp（3*t）;
y3=pp（-t）;
y4=pp（-3*t-2）;
axis（[-2502]）
subplot（2,2,1）;
title（'2.1'）;
plot（t,y1）
axis（[-2502]）
subplot（2,2,2）
plot（t,y2）
title（'2.2'）;
axis（[-2502]）
subplot（2,2,3）
plot（t,y3）
title（'2.3'）;
axis（[-2502]）
subplot（2,2,4）
plot（t,y4）
title（'2.4'）
axisequal
3.已知描述系统的微分方程和激励信号如下
，
要求：
（1）从理论上求解系统的冲激响应和零状态响应，并根据求解结果用MATLAB绘制其时域波形；
（2）分别用MATLAB的impulse（）函数和lsim（）函数绘制系统的冲激响应和零状态响应，验证
（1）中的结果。
程序、实验结果及解释说明：
figure
（1）
a=[144];
b=[013];
subplot（2,1,1）;
impulse（b,a）
t=0:
0.01:
3.5;
h=（1+t）.*exp（-2*t）;
subplot（2,1,2）;
plot（t,h）
axis（[0,3,5,0,1]）
figure
（2）
t=0:
0.01:
3.5;
subplot（2,1,1）;
Isim（b,z,x,t）
y=2*exp（-t）-（2+t）.*exp（-2*t）;
subplot（2,1,2）;
plot（t,y）
axis（[0,3,5,0,1]）
实验二周期信号的傅里叶级数分析
4.已知周期矩形脉冲信号
的波形如图所示，设脉冲幅度为1，宽度为
，周期为
，用MATLAB绘制信号的频谱图，并研究脉冲宽度
变化时（分别取
、
；
、
；
、
），对其频谱的影响。
程序、实验结果及解释说明：
T=8;w=2*pi/T;
k=-15:
15;
subplot（3,1,1）
t1=1;
m1=t1/T;
a1=m1*sinc（k.*m1）;
stem（k*w,a1）;
subplot（3,1,2）
t2=2;
m2=t2/T;
a2=m2*sinc（k.*m2）;
stem（k*w,a2）;
subplot（3,1,3）
t3=4;
m3=t3/T;
a3=m3*sinc（k.*m3）;
stem（k*w,a3）;
5.设系统的频率响应为
，若外加激励信号为
，用MATLAB求其响应。
程序、实验结果及解释说明：
a=[132];
b=[001];
t=-10:
0.01:
10;
x=5*cos（t）+2*cos（10*t）;
y=lsim（b,a,x,t）;
plot（t,y,t,x）
实验三连续时间LTI系统的频域分析
6.下图是用RLC元件构成的二阶低通滤波器。
设
，
，
，试用MATLAB的freqs（）函数绘出该系统的幅频特性曲线和相频特性曲线。
（求模：
abs（）函数，求相角：
angle（）函数）
程序、实验结果及解释说明：
a=[0.080.41];
b=[001];
w=logspace（-1,1）;
freqs（b,a,w）
7.假设基带信号为
，被调制成
，在接收端又被解调为
，并通过低通滤波器
得到信号
。
试用MATLAB绘制上述各个信号的时域波形和频谱。
程序、实验结果及解释说明：
clear;
[t,omg,FT,IFT]=prefourier（[-5,5],length（-5:
0.01:
5）,[-250,250],1000）;
g=3*cos（10*t）+2*cos（20*t）;
f=g.*cos（100*t）;
g0=f.*cos（100*t）;
G0=FT*g0;
H=（omg<30&omg>-30）;
G1=G0.*H;
g1=IFT*G1;
G=FT*g;
F=FT*f;
subplot（4,2,1）
plot（t,g）;ylabel（'g'）;
subplot（4,2,2）
plot（t,f）;ylabel（'f'）;
subplot（4,2,3）
plot（t,g0）;ylabel（'g0'）;
subplot（4,2,4）
plot（t,g1）;ylabel（'g1'）;
subplot（4,2,5）
plot（omg,abs（G））,ylabel（'G'）;
subplot（4,2,6）
plot（omg,abs（F））,ylabel（'F'）;
subplot（4,2,7）
plot（omg,abs（G0））,ylabel（'G0'）;
subplot（4,2,8）
plot（omg,abs（G1））,ylabel（'G1'）;
function[t,omg,FT,IFT]=prefourier（Trg,N,OMGrg,K）
%Trg为时域起止范围
%N为时域抽样点数
%OMGrg为频域起止范围
%K为频域抽样点数
%t为抽样时间点
%omg为抽样频率点
%FT为傅里叶变换矩阵（将该矩阵左乘信号即得信号的傅里叶变换）
%IFT为傅里叶反变换矩阵（将该矩阵左乘信号即得信号的傅里叶反变换）
T=Trg
（2）-Trg
（1）;
t=linspace（Trg
（1）,Trg
（2）-T/N,N）';
OMG=OMGrg
（2）-OMGrg
（1）;
omg=linspace（OMGrg
（1）,OMGrg
（2）-OMG/K,K）';
FT=T/N*exp（-j*kron（omg,t'））;
IFT=OMG/2/pi/K*exp（j*kron（t,omg'））;
实验四连续时间LTI系统的复频域分析
8.已知某二阶系统的零极点分别为
，
，
（二重零点），试用MATLAB绘出该系统在0~1kHz频率范围内的幅频特性曲线（要求用频率响应的几何求解方法实现），并说明该系统的作用。
程序、实验结果及解释说明：
clear;
f=0:
0.01:
1000;
w=2*pi*f;
p1=-100;
p2=-200;
A1=abs（j*w-p1）;
A2=abs（j*w-p2）;
B1=abs（j*w）;
H=（B1.^2）./（A1.*A2）;
plot（w,H）
xlabel（'频率（rad/s）'）
ylabel（'幅频响应'）
9.已知系统的系统函数为
试用MATLAB命令绘出其零极点分布图，并判定该系统是否稳定。
程序、实验结果及解释说明：
clear;
b=[0143];
a=[1172];
sys=tf（b,a）;
pzmap（sys）
grid
《信号与系统》实验小结：
利用matlab编程可以解决高次函数的零极点问题，很容易的绘制系统函数的特性曲线，从中可以看出系统是否稳定，并可以利用相关函数很容易的求解外加激励通过系统时的响应。
（对于极点、零点出现多重的现象，也可利用相关函数，或通过编程解决系统函数的特性曲线。
）通过实验学习matlab可以很清楚地验证课本上的相关结论，练习各种常见函数图形的画法，可以很好地分析时域、频域、复频域的问题。
说，总的来对于此次实验，收获很大。
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