四川大学信号与系统实验报告Word文档下载推荐.docx

1、学生姓名班级学号学院（系）专 业信息安全一、 实验目的和要求1）熟悉和掌握实现常用信号的产生方法；2）理解系统的单位冲激响应的概念，LTI系统的卷积表达式及其物理意义，卷积的计算方法；3）理解典型信号的频谱特征；4）理解系统的频率响应的概念及其物理意义，理解具有不同频率响应特性的滤波器对信号的滤波作用；5）学会利用编程实现卷积以求解系统响应，并绘制相应曲线；6）学会利用编程实现一些典型信号的频谱分析，并绘制相应曲线。二、实验环境（实验设备）计算机，Matlab2014a3、实验原理及内容已知一LTI系统如下: 1） 编程产生以下三个正弦信号，并画出波形图。 其中f1=,f2=2） 编程计算下面

2、卷积：已知h1n= 0.0031,0.0044, -0.0031, -0.0272,-0.0346,0.0374, 0.1921, 0.3279 0.3279,0.1921,0.0374,-0.0346,-0.0272,-0.0031, 0.0044,0.0031 ，n=0,1,.,15； h2 n= -0.0238,0.0562,-0.0575,-0.1302,0.5252, -0.6842,-0.3129,5.6197,5.6197,-0.3129,-0.6842,0.5252,-0.1302,-0.0575,0.0562,-0.0238, n=0,1,.,15。 a、当h n= h1n时

3、，输入分别为x1n, x2n和x3n时系统的输出yn, 并画出波形图。 b、当h n= h2 n时，输入分别为x1n, x2n和x3n时系统的输出yn, 并画出波形图。3） 编程实现以下信号的频谱分析：a、输入信号x1n, x2n 和x3n的频谱，并画出频谱图； b、冲激响应h n= h1n时h n的频谱，三种输入信号下输出yn的频谱，并画出h n和输出信号的频谱图； c、冲激响应h n= h2 n时h n的频谱，三种输入信号下输出yn的频谱，并画出h n和输出信号的频谱图。4）根据输入信号、h n和输出信号的频谱，验证输出信号的频谱与输入信号、h n的频谱关系（或卷积性质），即是否满足 。5

4、）分析以上各种情况下，输出信号及频谱不同原因（1）clear;n=-4:4;x1=cos（0.25*pi*n）;subplot（2,2,1）,stem（n,x1）,grid on;title（余弦信号 x1n）xlabel（Time index n）;x2=cos（1.25*pi*n）;subplot（2,2,2）,stem（n,x2）,grid on;余弦信号 x2nx3=x1+x2;subplot（2,2,3）,stem（n,x3）,grid on;余弦相加信号 x3n（2）ah1=0.0031,0.0044,-0.0031,-0.0272,-0.0346,0.0374,0.1921,0.

5、3279,0.3279,0.1921,0.0374,-0.0346,-0.0272,-0.0031,0.0044,0.0031;k1=0:15;y1=conv（h1,x1）;%计算序列f1与f2的卷积和fk0=k1（1）+n（1）; %计算序列f非零样值的起点位置k3=length（x1）+length（h1）-2; %计算卷积和f的非零样值的宽度k=k0:k0+k3; %确定卷积和f非零样值的序号向量subplot（2,2,1）;stem（k,y1）;x1n与h1n的卷积和y1nkylabel（y1ky2=conv（h1,x2）;subplot（2,2,2）;stem（k,y2）;x2n与h

6、1n的卷积和y2ny2ky3=conv（h1,x3）;subplot（2,2,3）;stem（k,y3）;x3n与h1n的卷积和y3ny3kb.h2=-0.0238,0.0562,-0.0575,-0.1302,0.5252, -0.6842,-0.3129,5.6197,5.6197,-0.3129,-0.6842,0.5252,-0.1302,-0.0575,0.0562,-0.0238;y1=conv（h2,x1）;k3=length（x1）+length（h2）-2;x1n与h2n的卷积和y1ny2=conv（h2,x2）;x2n与h2n的卷积和y2ny3=conv（h2,x3）;x3

7、n与h2n的卷积和y3n3.（a）fs=128;t=1/fs;L=256;n=0:1:L-1;x3=x2+x1;N = 2nextpow2（L）;X1=fft（x1,N）/N*2;X2=fft（x2,N）/N*2;X3=fft（x3,N）/N*2;f=fs/N*（0:N-1）;figure;subplot（2,1,1）;plot（f,abs（X1）;幅值频谱频率（HZ）幅值subplot（2,1,2）;plot（f,angle（X1）;相位频谱相位plot（f,abs（X2）;plot（f,angle（X2）;plot（f,abs（X3）;plot（f,angle（X3）;（b）L1=256;

8、L1-1;N = 2nextpow2（L1）;H1=fft（h1,N）/N*2;Y11=fft（x1,N）/N.*2.*fft（h1,N）/N.*2;Y12=fft（x2,N）/N.*2.*fft（h1,N）/N.*2;Y13=fft（x3,N）/N.*2.*fft（h1,N）/N.*2;plot（f,abs（H1）;plot（f,angle（H1）;plot（f,abs（Y11）;plot（f,angle（Y11）;plot（f,abs（Y12）;plot（f,angle（Y12）;plot（f,abs（Y13）;plot（f,angle（Y13）;h2=-0.0238,0.0562,-0.

9、0575,-0.1302,0.5252, -0.6842,-0.3129,5.6197,5.6197,-0.3129,-0.6842,0.5252,-0.1302,-0.0575,0.0562,-0.0238;H2=fft（h2,N）/N*2;Y21=fft（x1,N）/N.*2.*fft（h2,N）/N.*2;Y22=fft（x2,N）/N.*2.*fft（h2,N）/N.*2;Y23=fft（x3,N）/N.*2.*fft（h2,N）/N.*2;plot（f,abs（H2）;plot（f,angle（H2）;plot（f,abs（Y21）;plot（f,angle（Y21）;plot（f,

10、abs（Y22）;plot（f,angle（Y22）;plot（f,abs（Y23）;plot（f,angle（Y23）;4）从3）（b）（c）h1的频谱图可知在大约40-90的范围h1幅度几乎为零，左右两边迅速升起，最后在10和120处达到最大值后趋于平缓，h1的频谱图可知在大约60-70的范围h1幅度几乎为零，左右两边迅速升起，最后在35和100处达到最大值后趋于平缓，又由（a）中x1，x2，x3的频谱图可以看到x1，x3有两个冲击在15,110处，x2，x3有两个冲击在40-90范围内，输出信号的频谱图如（b）（c）发现其幅值满足 的模值相乘，如此比较它们的相位图，发现也存在这种关系，故

11、可知验证输出信号的频谱与输入信号、h n的频谱关系（或卷积性质），即是否满足5）输出信号及频谱不同的原因是：由4）我们知道它们满足，故是因为在输入信号一定时，由系统冲击函数的不同造成的，它们趋于零的范围不同，达到的最大值不同，相位也不同，同理系统冲击函数一定时，由输入信号不同造成，所以输出信号及频谱不同。四、实验小结（包括问题和解决方法、心得体会、意见与建议等） 通过这次试验，我熟悉了matlab的使用，对卷积、傅里叶变换和频谱有了更深的认识，也对采样有了一定程度的认识，matlab对这些函数是从有限长来描述的，因为无限长在实际不可能表示出来，只能通过有限长来表示，这让我想到学习傅里叶变换时，非周期信号的傅里叶变换，通过周期信号的周期无限增大，就可以表示为非周期信号，通过这样来对非周期信号进行傅里叶变换。在这次实验中，我发现我对傅里叶变换的认识不够，也混淆了频谱图和傅里叶级数的频谱系数图的概念，让我知道我对信号与系统的学习还差的远。信号与系统是非常重要的一门课，一定要认真地学懂它。五、指导教师评语成 绩批阅人日 期感谢下载 资料仅供参考！