MATLAB 实验5.doc

MATLAB_实验5实验5 MATLAB在信号与系统的应用
【实验目的】
1、了解并熟悉MATLAB实现常用连续时间信号的产生方法;连续系统的时域和频域分析方法。
2、掌握MATLAB程序的编程方法。
3、了解MATLAB信号处理工具箱函数的调用方法。
【实验内容】
1、对书上例题的总结
例1 绘制了单位冲激函数、单位阶跃函数与复指数函数的图形,用到的关键语句
单位冲激函数:x1=zeros(1,length(t)); %对所有信号初始化,t为时间
x1(n1)=1/dt; %给出t1时刻脉冲信号,dt为时间间隔
单位阶跃函数: x2 = [zeros(1,n1),ones(1,length(t)-n1)]; %产生阶跃信
号,n1为t1对应的样本序号
例2 求解了LTI系统的零输入响应,用到了经典法求解,关键语句如下:
p=roots(a); %求系统的极点
V=rot90(vander(p));c= V\Y0'; % 用范德蒙特矩阵求对应于各极点的系数
for k=1:n y= y+c(k)*exp(p(k)*t);end
例3 求解n阶LTI系统的冲激响应,用到了residue函数求解极点和留数,还用到了for语句叠加各根分量。
例4 主要是卷积的计算。用到的函数有conv函数计算卷积,input函数等待用户输入数值,fliplr(h)函数将h左右翻转。
例5 求LTI系统的零状态响应,和求解零输入同样用到留数residue函数来求解冲激响应函数,并且绘制冲激响应函数的图形,然后将其与输入信号的卷积求出,即输出函数,最后绘制输出函数的图形。
例7 将周期方波分解为多次正弦波之和,用程序演示谐波合成情况。用到的新函数是line([0,pi+],[pi/4,pi/4]) % 加上方波幅度线及标注
halft=ceil(length(t)/2);
mesh(t(1:halft),[1:10],y(:,1:halft)) %绘制三维图形
例10 比较调幅信号通过带通滤波器后与原波形的区别。用到了频率响应函数求解滤波器在各个频点上的频率响应,可以用H=polyval(b,j*w) ;也可以用H=freqs(b,a,w);可以再下图中观察到它们的去区别:
例11 非周期信号(方波)的频谱分析,用到了傅里叶变换,
F1 = f*exp(-j*t'*w1)*dt; % 求付利叶变换
w = [-fliplr(w1),w1(2:Nf)]; % 补上负频率
F = [fliplr(F1),F1(2:Nf)]; % 补上负频率区的频谱

2、连续信号表示:
编写程序:产生下列连续信号,并且绘制出相应的波形图:
1)、
程序如下:
t=-2::6;
x1=t>=2;
x2=t>=4;
x=x1+x2;
stairs(t,x,'linewidth',)
axis([-2,6,-,])
grid on
title('f(t)=u(t-2)+u(t-4)')
xlabel('t')
ylabel('f(t)')
图形显示:
2)、
程序如下:
t=(0::3)';
x1=exp(-t)*[1 -1];%生成exp(-t)和-exp(-t),即包络曲线
x2=cos(4*pi*t);
x=exp(-t).*x2;
plot(t,x1,t,x)
legend('x1','x1','x'),grid on
图形显示:
3)、
程序如下:
t=0:pi/100:4*pi;
f=3*exp((+j**pi)*t);
plot(t,f),grid
legend('f')
xlabel('t'),ylabel('f')
图形显示:
4)、周期矩形信号。一连续周期矩形信号频率为10Hz,信号幅度在-1~1之间,脉冲宽度与周期的比例是1:2,用128点采样,显示三个周期的信号波形(square函数)。
程序如下:
U=1;N=128;f=10;T=1/f;t=0:T/N:3*T;
u=U*square(2*pi*f*t);
plot(t,u)
axis([0,3*T+eps,-,]),grid on
图形显示:
3、信号卷积求解:
1)、已知两信号分别为:
求两信号的卷积和并画出卷积波形。
程序如下:
clear
t1=0::10;
t2=0::15;
f1=exp(-*t1);
f2=ones(1,length(t2));
tn=t1(length(f1))+t2(length(f2));
f=conv(f1,f2)
t=0::t