《信号分析与处理实验报告基于MATLAB》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号分析与处理实验报告基于MATLAB（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、信号分析与处理实验报告武 汉 工 程 大 学电气信息学院专业班级14通信3班实验时间12-16周周二上午学生学号1404200529实验地点4B315学生姓名赵晶指导教师许楠实验项目信号分析与处理实验(基于MATLAB)实验类别基础实验实验学时10学时实验目的及要求一、掌握连续信号的MATLAB表示方法及用MATLAB描绘二维图像二、掌握用MATLAB对连续信号进行基本运算和时域变换的方法； 三、掌握两个连续时间信号卷积的计算方法和MATLAB编程技术。四、掌握LTI系统的微分方程描述方法及其MATLAB编程的求解方法。五、掌握周期函数的傅里叶级数计算方法和编程技术，掌握用MATLAB进行傅里
2、叶正反变换的方法。六、掌握系统频率响应特性的计算方法和特性曲线的绘制方法；掌握用MATLAB语言进行系统频响特性分析的方法成 绩 评 定 表类 别评 分 标 准分值得分合 计上机表现按时出勤、遵守纪律认真完成各项实验内容30分报告质量程序代码规范、功能正确填写内容完整、体现收获70分说明： 评阅教师： 日 期： 年 月 日实 验 内 容实验一：连续时间信号的时域表示一、实验内容1、参考示例程序，绘制信号的图形，t取-1到4，步长值设为0.01。 2、产生一个指数为的复指数函数，绘出函数的实部、虚部、幅度和相位的波形，t取0到20，步长值设为0.1。 2、 实验方法与步骤1、 绘制信号的图形 程
3、序代码如下：clear allt=-1:0.01:4; %信号时间样本点向量f=exp(-2*t).*cos(3*pi*t).*(heaviside(t)-heaviside(t-3); %函数描述 plot(t,f) %命令绘制信号的时域波形title(信号1) %添加标题xlabel(t) %添加横坐标说明ylabel(f) %添加纵坐标说明axis(-1,4,-0.7,1.1) %对横纵坐标进行限定grid on2、 绘制指数为的复指数函数的实部、虚部、幅度和相位的波形 程序代码如下：clear allt=0:0.1:20; %信号时间样本点向量z=(-0.1+(pi/4)*1i)*t;
4、 %函数描述f=exp(z); %定义指数信号 fr=real(f); %描述函数实部fi=imag(f); %描述函数虚部fa=abs(f); %描述函数幅度fg=angle(f); %描述函数相位 subplot(2,2,1) %将当前窗口分成2行2列个子窗口，并在第1个子窗口绘图plot(t,fr) title(实部)xlabel(t)axis(-0.5,20.5,-0.8,1.2)grid on subplot(2,2,2) %将当前窗口分成2行2列个子窗口，并在第2个子窗口绘图plot(t,fi)title(虚部)xlabel(t)axis(-0.5,20.5,-0.8,1)grid
5、 onsubplot(2,2,3) %将当前窗口分成2行2列个子窗口，并在第3个子窗口绘图plot(t,fa)title(幅度)xlabel(t)axis(-0.5,20.5,0,1.1)grid on subplot(2,2,4) %将当前窗口分成2行2列个子窗口，并在第4个子窗口绘图plot(t,fg)title(相位)xlabel(t)axis(-0.5,20.5,-3.5,3.5)grid on三、实验数据与结果分析1、2、四、思考： 1、为什么图二中t=0处曲线是间断的，如何使其成为连续的曲线？ 因为axis函数对纵坐标的的上边界限定过小，使图形在边界处不能完整的显示。实 验 内 容
6、实验二：连续时间信号的时域分析一、实验内容1、已知，绘制x(t)和y(t)的图形，t取-3到5，步长值设为0.01。 2、根据符号函数和单位阶跃函数的关系，利用符号函数sign实现单位阶跃函数。 要求图形窗口的横坐标范围为-55，纵坐标范围为-1.51.5。3、任意定义一个有限长时间信号y1(t)，根据式2.1产生一个周期信号，绘制y1(t)和y(t)的图形。 2、 实验方法与步骤1、绘制x(t)和y(t)的图形 程序代码如下：cleart=-3:0.01:5;x=exp(-0.5*t).*heaviside(t); %描述因果信号x(t)y=exp(-0.5*1.5*(t+2).*heavi
7、side(1.5*(t+2); %描述因果信号x(1.5t+3)subplot(2,1,1)plot(t,x)title(x(t)xlabel(t)ylabel(x)axis(-3,5,-0.1,1.1)grid on subplot(2,1,2)plot(t,y)title(y(t)xlabel(t)ylabel(y)axis(-3,5,-0.1,1.1)grid on2、利用符号函数sign实现单位阶跃函数 符号函数与单位阶跃函数的关系表达式为： 程序代码如下：cleart=-20:0.01:20;x1=sign(t);u=(x1+1)./2 plot(t,u)title(u)xlabel
8、(t)axis(-5,5,-0.5,1.5)grid on3、绘制y1(t)和周期信号y(t)的图形 利用for循环语句来实现周期信号 程序代码如下：cleart=-8:0.01:8;y1=rectpuls(t) %定义有限长时间信号y=0 %赋初始值为0for i=-6:2:6; %从-6开始以2的步长递增至6结束 y=y+rectpuls(t+i,1) %循环叠加end %结束循环subplot(2,1,1)plot(t,y1) %绘制有限长时间信号y1(t)的时域波形title(y1(t)xlabel(t)axis(-2,2,-0.2,1.2)grid onsubplot(2,1,2)p
9、lot(t,y) %绘制周期信号y(t)的时域波形title(y(t)xlabel(t)axis(-7,7,-1,2)grid on三、实验数据与结果分析1.2.3.四、思考： 1、代数运算符号*和.*的区别是？ *是矩阵相乘，是矩阵A行元素与B的列元素相乘的和.*是数组相乘，表示数组A和数组B中的对应元素相乘实 验 内 容实验三 连续时间信号的卷积一、实验内容1、已知两连续时间信号如下图所示，绘制信号f1(t)、f2(t)及卷积结果f(t)的波形；设时间变化步长dt分别取为0.5、0.1、0.01，当dt取多少时，程序的计算结果就是连续时间卷积的较好近似？2、计算信号和的卷积f(t)，f1(
10、t)、f2(t)的时间范围取为010，步长值取为0.1。绘制三个信号的波形。 二、实验方法与步骤1、绘制信号f1(t)、f2(t)及卷积结果f(t)的波形，当dt取0.01时程序的计算结果就是连续时间卷积的较好近似 程序代码如下：clear allclose allclcdt=0.01t1=0:dt:2;t2=-1:dt:1;f1=0.5*t1;f2=0.5*(t2+1);y=dt*conv(f1,f2); %计算卷积t0=t1(1)+t2(1); %计算卷积结果的非零样值的起点位置t3=length(y); %计算卷积结果的非零样值的宽度 ty=t0:dt:(t0+(t3-1)*dt); %
11、确定卷积结果的非零样值的时间向量 subplot(3,1,1)plot(t1,f1) %绘制信号f1(t)的时域波形title(f1)xlabel(t1)axis(-1.5,3,-0.2,1.1)grid on subplot(3,1,2)plot(t2,f2) %绘制信号f2(t)的时域波形title(f2)xlabel(t2)axis(-1.5,3,-0.2,1.1)grid on subplot(3,1,3)plot(ty,y) %绘制两信号卷积结果y(t)的时域波形title(y)xlabel(ty)axis(-1.5,3.2,-0.2,0.7)grid on2、 计算信号和的卷积f(
12、t) 程序代码如下：clear allclose allclcdt=0.1t1=0:dt:10;t2=0:dt:10;f1=exp(-1*t1).*heaviside(t1);f2=sin(t2).*heaviside(t2);y=dt*conv(f1,f2); %计算卷积t0=t1(1)+t2(1); %计算卷积结果的非零样值的起点位置t3=length(y); %计算卷积结果的非零样值的宽度 ty=t0:dt:(t0+(t3-1)*dt); %确定卷积结果的非零样值的时间向量 subplot(3,1,1)plot(t1,f1) %绘制信号f1(t)的时域波形title(f1)xlabel(
13、t1)axis(-0.2,10.2,-0.2,1)grid on subplot(3,1,2)plot(t2,f2) %绘制信号f2(t)的时域波形title(f2)xlabel(t2)axis(-0.2,10.2,-1.2,1.2)grid on subplot(3,1,3)plot(ty,y) %绘制两信号卷积结果y(t)的时域波形title(y)xlabel(ty)axis(-0.2,20.2,-1.2,1.2)grid on3、 实验数据与结果分析1.2.实 验 内 容实验四 连续时间系统的时域分析1、 实验内容已知描述某连续系统的微分方程为：1、求出该系统在 030 秒范围内，以时间间隔 0.1 秒取样的单位冲激响应和单位阶跃响应的数值解，并绘制
