信号实验4.docx

1、信号实验4专业： 姓名：学号： _日期：2014年6月1日地点：东三409实验报告课程名称：_信号分析与处理_ 指导老师： _杨欢_ 成绩：_实验名称：_离散时间信号和系统分析实验类型：_同组学生姓名：_杨磊一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的1. 掌握离散时间信号和系统的基本概念及其运算的实现。2. 通过仿真实验，建立对典型的离散时间信号和系统的直观认识。二、实验内容1. 装 订 线试用Matlab实现单位脉冲序列、单位阶跃序列、矩形序列、实指数序列（

2、a为正实数）、正弦型序列。2. 已知某有限长序列为，求：1) 与2) 与 3) 4) 3. 已知x1=1,1,1，x2=0,1,2,3，求二者卷积。4. 已知序列Z变换，求序列本身。5. 已知差分方程，求系统零输入响应，零状态响应和全响应。6. 已知系统函数，求零极点，单位脉冲响应和频率特性。三、主要仪器设备装有Matlab软件的PC 1台四、实验结果与分析1.（1）单位脉冲序列程序：x=0,0,0,1,0,0,0; n=-3:3; stem(n,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n); 绘图如下所示：（2）单位阶跃序列程序：n=-10:10; x=(n=0); stem(n

3、,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n);绘图如下所示：（3）矩形序列程序：n=-10:10; x=zeros(1,12), ones(1,4), zeros(1,5); stem(n,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n);绘图如下所示：（4）实指数序列程序：a=2;n=-5:5; x=a.n; stem(n,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n);绘图如下所示：（5）正弦型序列程序：a=1;n=-5:5; x=a*sin(pi*n/6+pi/4); stem(n,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n);绘图如下所示：2

4、.（1）x(n)程序：n=-2:5; x=8,7,9,5,1,7,9,5; stem(n,x,.); xlabel(n); ylabel(x(n); 绘图如下所示。 x(-n)程序： m=-2:1:5;y=8,7,9,5,1,7,9,5;for i=1:1:8x(i)=y(9-i);endfor i=1:1:8n(i)=-m(9-i);endstem(n,x,.);xlabel(n);ylabel(x(n);绘图如下所示。(2)x(n/2) 程序：m=-2:1:5;y=8,7,9,5,1,7,9,5;for i=1:1:8x(2*i-1)=y(i)endfor i=2:2:14x(i)=0.5

5、*(x(i+1)+x(i-1);endn=-4:1:10stem(n,x,.); xlabel(n);ylabel(x(n);绘图如下所示。x(2n)程序：y=8,7,9,5,1,7,9,5;m=-2:1:5;for i=1:1:8 if(mod(i+1,2)=0) x(i+1)/2)=y(i) endendn=(m(1)/2):1:(m(8)/2)stem(n,x,.);xlabel(n);ylabel(x(n); 绘图如下所示。（3）计算xe(n)和xo(n)程序：m=-2:5;x=8,7,9,5,1,7,9,5;a=abs(max(m);b=abs(min(m);d=length(m);

6、if(a=b) for i=1:(a-b) x1(i)=0; end for i=(a-b+1):(2*a+1) x1(i)=x(i-a+b); end n=-a:a for i=1:(2*a+1) x2(i)=x1(2*a+2-i); endelse for i=1:(a+b+1) x1(i)=x(i); end for i=(a+b+2):(2*b+1) x1(i)=0; end for i=1:(2*b+1) x2(i)=x1(2*b+2-i); end n=-b:b;endxe=(x1+x2)/2;stem(n,xe,.);xlabel(n);ylabel(xe(n); 绘图如下所示。

7、xo(n)仅需将程序最后四行行改为xo=(x1-x2)/2;stem(n,xo,.);xlabel(n);ylabel(xo(n);绘图如下所示。3.程序：clear all; x1=1,1,1;x2=0,1,2,3;w=conv(x1,x2); 计算得结果：w=0,1,3,6,5,34.(1)程序： B=0,0,1;A=1,-0.75,0.125;r,p,k=residuez(B,A)得到r = 8 -16 p = 0.5 0.25 k = 8 所以X(z)= 原序列x(n)= （2）程序：B=1,0,0,6;A=1,1,4,4;r,p,k=residuez(B,A)得到r = -1 + 0

8、i 0.25 + 0.5i 0.25 - 0.5i p = -1 - 0i -4.1955e-016 + 2i -4.1955e-016 - 2i k = 1.5 所以。原序列。化简得到。（3）程序B=0,0,1,0;A=1,-4,5,-2;r,p,k=residuez(B,A)得到r = 1 4.4409e-015 -1 p = 2 1 1 k = -0 所以，原序列。5.（1）求零输入响应程序：B=17;A=1,-7,12;n=0:1:9;xn=0*n;（取前10项）ys=1,2;xs=0;xi=filtic(B,A,ys,xs)yn=filter(B,A,xn,xi)stem(n,yn,

9、.);xlabel(n);ylabel(y(n);所以零输入响应为yn=-17,-131,-713,-3419,-15377,-66611,-2.8175e+005,-1.1729e+006,-4.8295e+006,-1.9731e+007 绘图如下所示。（2）求零状态响应将程序中ys改为0,0,xn改为xn=(n=0)即可 所以零状态响应为yn=17,136,765,3740,17017,74256,3.156e+005,1.3182e+006,5.44e+006,2.2262e+007,9.0554e+007。绘图如下所示。（3）求全响应将程序中ys改为1,2,xn改为xn=(n=0)即

10、可所以全响应为yn=0,5,52,321,1640,7645,33852,1.4524e+005,6.1048e+005,2.5305e+006,1.0388e+007绘图如下所示。6.（1）零极点程序：B=0,2,1;A=1,2,1;z=roots(B)p=roots(A)zplane(B,A) 得零点为z=-0.5，极点为z=-1。零极点图如下所示。（2）单位脉冲响应程序：B=0,2,1;A=1,2,1;r,p,k=residuez(B,A)结果为r = 0 -1 p = -1 -1 k = 1所以，故。 利用程序：a=1,2,1;b=2,1;impz(b,a,10)绘图如下所示。（取前10项）（3）频率特性程序：A=1,2,1;B=0,2,1;freqz(B,A)绘图如下所示。五、体会与思考：将仿真结果与理论值进行比较，我们可以发现运用软件仿真得到的实验结果与理论值相一致。此外，通过此次编程实验，我还明白了Matlab在绘制离散信号和系统特性中的重大作用，当我们在离散信号的分析中遇到问题时，可以通过编程仿真的方式来解决问题。