信号与系统实验报告0623041013Word文件下载.docx

1、subplot（2,2,4）stem（k,f4k）f4k 在k 0:31范围内产生并画出以下信号:a）fik二 sin - cos 于 ；b）f2【k二 cos2 于;c）f/k =sin 于 cos 青请问这三个信号的基波周期分别是多少?k=0:31;f1k=si n（pi/4*k）.*cos（pi/4*k）;subplot（3,1,1）f2k=（cos（pi/4*k）.A2;subplot（3,1,2）f3k=si n（pi/4*k）.*cos（pi/8*k）;subplot（3,1,3）其中f1k的基波周期是4, f2k的基波周期是4, f3k的基波周期是16实验二信号的基本运算学会使用

2、MATLA完成信号的一些基本运算; 了解复杂信号由基本信号通过尺度变换、翻转、平移、相加、相乘、差 分、求和、微分及积分等运算来表达的方法；进一步熟悉MATLAB的基本操作与编程，掌握其在信号分析中的运用特 点与使用方式。2 实验内容 运行以上三个例题程序，掌握信号基本运算的MATLA实现方法；改变有关参 数，考察相应信号运算结果的变化特点与规律。 已知信号f（t）如下图所示：给定信号f（t）2 1 , p , , , p,1 1 1 1 1 k1.8， 1.6 , 1.4 , 1.2 , ）1 -0.8 , 0.6 / - r0.4 -0.2 0 I I I I II-4 -3 -2 -1

3、0 1 2 3 4ta）用MATLAB编程复现上图；%作业题2 a:t=-6:0.001:6;ft仁 tripuls（t,6,0.5）;subplot（2,1,1）plot（t,ft1）f（t）術b）画出f（2-2t）的波形;%bft仁 tripuls（2*（1-t）,6,0.5）;%subplot（1,1,1） plot（t,ft1） title（f（2*（1-t）c）画出晋的波形；%ch=0.001;h:yt=tripuls（t,6,0.5）;y1=diff（yt）*1/h;plot（t（1:length（t）-1）,y1）df（t）/dtd）画出 f（.）d.的波形。-nO%d0.1:f

4、or x=1:le ngth（t）y2（x）=quad（tripuls（t,6,0.5）,-3,t（x）;endPlot（t,y2）integral of f（t）实验三 系统的时域分析学习并掌握连续时间系统的零状态响应、 冲激响应和阶跃响应的 MATLAB求解方法；学习并掌握离散时间系统的零状态响应、 冲激响应和阶跃响应的 MATLAB进一步深刻理解连续时间系统和离散时间系统的系统函数零极点对系 统特性的影响；学习并掌握卷积的MATLA计算方法。运行以上五个例题程序，掌握求解系统响应的MATLA分析方法；改变模型参 数，考察系统响应的变化特点与规律。 设离散系统可由下列差分方程表示：yk-y

5、k-1+0.9yk-2二 fk计算k二-20:100时的系统冲激响应。k=-20:100;a=1 -1 0.9;b=1；h=impz（b,a,k）;stem（k,h）;xlabel（Time（sec）ylabel（y（t） 设hk =（0.9）ku（k），输入 fk二 uk -uk -10，求系统输出 yk二 f k hk。（取 k =-10:50）50;uk=zeros（1,10）,o nes（1,51）;u1k=zeros（1,20）,o nes（1,41）;hk=0.9.Ak.*uk;fk=uk-u1k;yk=c on v（hk,fk）;stem（0:le ngth（yk）-1,yk）;

6、已知滤波器的传递函数:输入信号为f（t）=2s in （0.05 - tr-（t）, -（t）为随机信号。试绘出滤波器的输出信号波形。（取t =0:100）R=101;d=ra nd（1,R）-0.5;t=0:s=2*si n（0.05*pi*t）;f=s+d;subplot（2,1,1）; plot（t,d,g-.,t,s,b-,t,f,r-）; xlabel（Time index t lege nd（dt,stft title（ 处理前的波形） b=0.22 0;a=1 -0.8; y=filter（b,a,f）;subplot（2,1,2）; plot（t,s,t,y,Time in d

7、ex tlege nd（yt 滤波器输出波形实验四 周期信号的频域分析掌握周期信号傅立叶级数分解与合成的计算公式掌握利用MATLAB实现周期信号傅立叶级数分解与综合方法理解并掌握周期信号频谱特点2实验内容1仿照例程，实现下述周期信号的傅立叶级数分解与合成:要求：（a）首先，推导出求解 a。， an， bn的公式，计算出前10次系数；（b） 利用MATLAB求解a。，0的值，其中K，0求解前10次系数，并给出利用这些系数合成的信号波形。（a）设周期信号f（t）的周期为T1，角频率1 =2二fi二三，且满足狄里赫利条件，则该周Ti期信号可以展开成傅立叶级数。f （t） =a0 - a1 cos 讹

8、 b1 sin ”t a2（1）三角形式傅立叶级数cos 2t b2 sin 2t an cos nt bn sin nt QO QO=a0 二 an cos（n H） 一； bn sin（n t）bn2 T1T f （t）sin n tdtT1T|（2）指数形式傅立叶级数f（t） =7 Fne 11, n =0,_1,_2,_3 n Z5O（b）求解a，an，bn及合成信号波形所用程序: fun ctio n A_sym,B_sym=CTFShchsym%采用符号计算求一个周期内连续时间函数 f的三角级数展开系数，再用这些% 展开系数合成连续时间函数 f. 傅立叶级数% 函数的输入输出都是数

9、值量% Nf=6 谐波的阶数% Nn 输出数据的准确位数% A_sym 第 1 元素是直流项，其后元素依次是 1,2,3. 次谐波 cos 项展开系数% B_sym 第 2,3,4,. 元素依次是 1,2,3. 次谐波 sin 项展开系数% tao=1 tao/T=0.2syms t n k xT=4;tao=T/4;a=-1.5;if nargin4Nf=10;5Nn=32;end x=time_fun_x（t）;%求出三角函数展开系数 A0% 求出三角函数展开系数 As%求出三角函数展开系数 Bs%获取串数组 A0 所对应的 ASC2 码数值数组A0=int（x,t,a,T+a）/T;As

10、=2/T*int（x*cos（2*pi*n*t/T）,t,a,T+a）;Bs=2/T*int（x*sin（2*pi*n*t/T）,t,a,T+a）;A_sym（1）=double（vpa（A0,Nn）;for k=1:NfA_sym（k+1）=double（vpa（subs（As,n,k）,Nn）; %获取串数组 A 所对应的 ASC2 码数值数组B_sym（k+1）=double（vpa（subs（Bs,n,k）,Nn）; %获取串数组 B 所对应的 ASC2 码数值数组end if nargout=0c=A_sym;disp（c）; %输出 c 为三角级数展开系数 :第 1 元素是直流项，

11、其后元素依次是 1,2,3.次谐波 cos 项展开系数d=B_sym;disp（d）; %输出 d 为三角级数展开系数 : 第 2,3,4,.元素依次是 1,2,3. 次谐波 sin 项展开系 数%直流% 基波% 2 次谐波% 3 次谐波% 4 次谐波% 5 次谐波% 6 次谐波% 7 次谐波% 8 次谐波% 9 次谐波t=-3*T:0.01:3*T;f0=c（1）;f1=c（2）.*cos（2*pi*1*t/T）+d（2）.*sin（2*pi*1*t/T）;f2=c（3）.*cos（2*pi*2*t/T）+d（3）.*sin（2*pi*2*t/T）;f3=c（4）.*cos（2*pi*3*t

12、/T）+d（4）.*sin（2*pi*3*t/T）;f4=c（5）.*cos（2*pi*4*t/T）+d（5）.*sin（2*pi*4*t/T）;f5=c（6）.*cos（2*pi*5*t/T）+d（6）.*sin（2*pi*5*t/T）;f6=c（7）.*cos（2*pi*6*t/T）+d（7）.*sin（2*pi*6*t/T）;f7=c（8）.*cos（2*pi*7*t/T）+d（8）.*sin（2*pi*7*t/T）;f8=c（9）.*cos（2*pi*8*t/T）+d（9）.*sin（2*pi*8*t/T）; f9=c（10）.*cos（2*pi*9*t/T）+d（10）.*sin（2

13、*pi*9*t/T）;f10=c（11）.*cos（2*pi*10*t/T）+d（11）.*sin（2*pi*10*t/T）; % 10 次谐波 f11=f0+f1+f2; % 直流+基波+2 次谐波 f12=f11+f3; % 直流+基波 +2 次谐波 +3 次谐波 f13=f12+f4+f5+f6; % 直流+基波+2次谐波 +3次谐波 +4次谐波 +5次谐波 +6次谐波 f14=f13+f7+f8+f9+f10; %010 次 subplot（2,2,1） plot（t,f0+f1）,hold on y=time_fun_e（t）; % 调用连续时间函数 -周期矩形脉冲plot（t,y,

14、r:） title（ 直流+基波 ） axis（-8,8,-0.5,1.5） subplot（2,2,2） plot（t,f12）,hold on y=time_fun_e（t）;1-3 次谐波 +直流 axis（-8,8,-0.5,1.5）plot（t,f13）,hold ony=time_fun_e（t）;1-6 次谐波 +直流 plot（t,f14）,hold on1-10 次谐波 +直流 hold offend function y=time_fun_e（t）% 该函数是 CTFShchsym.m 的子函它由符号函数和表达式写成 a=1.5;h=1;e1=1/2+1/2.*sign（t

15、-0.5+tao/2）; e2=1/2+1/2.*sign（t-0.5-tao/2）;y=h.*（e1-e2）; %连续时间函数 -周期矩形脉冲fun ctio n x=time_fu n_x（t）%该函数是CTFShchsym.m的子函数。它由符号变量和表达式写成。 h=1;x1=sym（Heaviside（t）*h;x=x1-sym（Heaviside（t-1）2、已知周期为T=4的三角波，在第一周期（-2t2 ）内表示成：X（t）=1 t，试用MATLAB 求该信号的傅立叶级数，并绘制它的频谱图。将它的频谱与方波的频谱图做比较。fun ctio n A_sym,B_sym=CTFSshb

16、psym（T,Nf）%采用符号计算求0,T内时间函数的三角级数展开系数。% A_sym 第1元素是直流项，其后元素依次是 1,2,3.次谐波cos项展开系数% B_sym 第2,3,4,.元素依次是1,2,3.次谐波sin项展开系数% T T=m*tao， 信号周期% Nf 谐波的阶数% m （m=T/tao）周期与脉冲宽度之比,如m=4,8,16,100等% tao 脉宽:tao=T/msyms t n y3Nf=input（please Input 所需展开的最高谐波次数 :Nf= endT=input（please Input 信号的周期 T= end y=time_fun_s（t）;

17、A0=2/T*int（y,t,0,T/2）; As=2/T*int（y*cos（2*pi*n*t/T）,t,0,T/2）; Bs=2/T*int（y*sin（2*pi*n*t/T）,t,0,T/2）; A_sym（1）=double（vpa（A0,Nn）; for k=1:if nargout=0%对 A_sym 阵左右对称交换 %A_sym 的 1*k 阵扩展为 1*（k+1） 阵 %对扩展后的 S1 阵左右对称交换回原位置 %对 B_sym 阵左右对称交换 %B_sym 的 1*k 阵扩展为 1*（k+1） 阵 %对扩展后的 S3 阵左右对称交换回原位置% 用三角函数展开系数 A、B 值合

18、成付里叶指数系数FnL=fliplr（FnR）;N=Nf*2*pi/T;k2=-N:2*pi/T:N;Fn=FnL,FnR（2:end）;%subplot（3,3,3）%x=time_fun_e（t）;% 调用连续时间函数 - 周期矩形脉冲stem（k2,abs（Fn）; %画出周期矩形脉冲的频谱（ T=M*tao ） title（ 连续时间函数周期三角波脉冲的双边幅度谱 axis（-80,80,0,0.12）line（-80,80,0,0,colorrline（0,0,0,0.12,end function x=time_fun_e（t）% 该函数是 CTFSshbpsym.m 的子函数。%

19、 t 是时间数组% T 是周期 duty=tao/T=0.2T=5;t=-2*T:2*T;tao=T/5;x=rectpuls（t,tao）; %产生一个宽度tao=1的矩形脉冲plot（t,x）hold onx=rectpuls（t-5,tao）; %产生一个宽度tao=1的矩形脉，中心位置在t=5处 plot（t,x） hold onx=rectpuls（t+5,tao）; %产生一个宽度tao=1的矩形脉，中心位置在t=-5处周期为T=5，脉宽tao=1的矩形脉冲axis（-10,10,0,1.2）fun cti on y=time_fu n_s（t）syms ty=1-abs（t）;Heaviside（t+2） x=x1-sym（Heaviside（t-2）y=y*x;ezplot（t,y,-10,10）grid连续时间函数周朗三角波脉冲的双边幅度谱