信号分析与处理实验报告一.docx

1、信号分析与处理实验报告一实 验 报 告实验名称_信号的时域与频域处理_课程名称_信号分析与处理_院 系 部: 控计自动化 专业班级：自动1303学生姓名： 肖松庆 学 号: 1131190325同 组 人: 实验台号:指导教师： 成 绩： 实验日期:华北电力大学一、 实验目的及要求： 1、熟悉MATLAB平台，高效的数值计算及符号计算功能；2、实现基本信号的表示及可视化计算；3、分析信号的频谱。二、仪器用具：微机，MATLAB工具软件。三、实验原理：MATLAB是功能强大的数学软件，它提供了计算周期连续函数和周期离散序列的频谱的一系列函数。对于周期连续函数，可由直接得出的表达式，然后运用abs

2、（）和angle（）求出的幅度谱和相位谱，并用plot函数将结果可视化。对于周期离散序列，可设定DFS和IDFS的求和范围，利用Ffft（f）来计算N个DFS系数，fIfft（F）来计算由DFS系数Fm反变换序列的时域信号fk.N阶连续时间LTI系统可用n阶常系数微分方程描述，而离散时间LTI系统可由线性常系数差分方程来描述。当已知激励信号和系统的初始条件时，求解微分方程，可得到系统的输出响应，含零输入响应和零状态响应，其中零状态响应可用卷积积分来求取。而系统的冲激响应既是求解零状态响应的重要参数，又是描述系统时域特性的重要参数。MATLAB中有相应的函数来求解各种响应。四、实验方法、步骤、结

3、果与数据处理:1、信号的频域分析已知周期方波信号，当，时，画出其幅度谱和相位谱，观察不同周期下，的频谱图有何区别。解：周期方波傅立叶级数为，令=m,T=2时m=0.5,T=4时m=0.25,T=8时m=0.125。T=2时：m=0.5;N=20;E=1;k=-N:N;Cn=E*m*sinc(k*m);subplot(2,1,1)stem(k,abs(Cn);xlabel(k);ylabel(|Cn|);title(幅度谱);subplot(2,1,2)stem(k,angle(Cn);xlabel(k);ylabel(phi);title(相位谱);T=4时：m=0.25;N=20;E=1;k

4、=-N:N;Cn=E*m*sinc(k*m);subplot(2,1,1)stem(k,abs(Cn);xlabel(k);ylabel(|Cn|);title(幅度谱);subplot(2,1,2)stem(k,angle(Cn);xlabel(k);ylabel(phi);title(相位谱);T=8时：m=0.125;N=20;E=1;k=-N:N;Cn=E*m*sinc(k*m);subplot(2,1,1)stem(k,abs(Cn);xlabel(k);ylabel(|Cn|);title(幅度谱);subplot(2,1,2)stem(k,angle(Cn);xlabel(k);

5、ylabel(phi);title(相位谱);可见T增大使频谱变密，幅度减小。2、一个连续时间LTI系统如下所示： 求（1）系统的单位冲激响应与阶跃响应； （2）当输入为时的零状态响应。解：b=1 2;a=1 2 1;subplot(1,3,1)impulse(b,a);subplot(1,3,2)step(b,a);t=0:0.05:5;subplot(1,3,3)lsim(b,a,exp(-2*t),t);得冲激响应、阶跃响应、及的响应分别如下：3、信号和如下图所示。（1）取，计算信号的值并画出波形。（2）一可实现的实际系统的为：用freqs画出的幅度和相位曲线。（3）用lsim函数求出信

6、号和通过系统的响应和，并分析所得结果。解：（1）程序如下：t=0:0.05:2.5;f1=heaviside(t)-heaviside(t-1);f2=t.*(t=0).*(t1).*(t=0).*(t1).*(t=2);f2=f2.*cos(50*t);subplot(1,2,1)lsim(b,a,f1,t);subplot(1,2,2)lsim(b,a,f2,t);得和曲线分别如下：（含输入、输出曲线）结果分析：由H(jw)的幅频响应知输入低频信号时输出基本不变，输入高频信号时输出约为零，作用相当于低通滤波器。思考题：1对于周期信号，当周期越大时，其谱线是变密还是变疏？主瓣宽度如何改变？2. 由程序运行结果观察低通滤波器有什么特性？1.由得增大减小，谱线变密，过零点不变，主瓣宽度不变。2.可以使低频信号通过，信号基本保持不变；并且阻止高频信号通过。