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1、信号与系统课程研究性实验记录1姓名学号年级专业及班级指导教师提交日期 信号的时域分析(MATLAB仿真 )【目的】(1) 掌握基本信号及其特性，了解实际信号的建模。(2) 掌握基本信号的运算，加深对信号时域分析基本原理和方法的理解，并建立时频之间的感性认识。(3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB进行信号表示和信号运算。【研讨内容】基础题题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放1) 生成一个正弦信号，改变正弦信号的角频率和初始相位，观察波形变化（可利用subplot分割图形窗口，同时绘制多个图对比观察），并听其声音的变化。2) 完成P72 M2-3、M2-4、M2-
2、6、M2-9 (可适当参考P58-P66)3) 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形。【温馨提示】(1)利用MATLAB函数 wavread(file)读取.wav格式文件。(2)利用MATLAB函数 sound(x, fs)或者wavplay(x,fs）播放正弦信号和声音信号。【仿真程序】参考代码：1 生成一个正弦信号A=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=1:0.001:8;xt=A*sin(w0*t+phi);plot(t,xt)sound(xt,1000)2 改变角频率（1）增大角频率A=1;w0=4*pi;phi=pi/6;t=1:0.001:8
3、;xt=A*sin(w0*t+phi);plot(t,xt)3 改变初始相位（1）减小初始相位A=1;w0=2*pi;phi=0;t=1:0.001:8;xt=A*sin(w0*t+phi);plot(t,xt)4 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形女声y,Fs,nbits=wavread(youth.wav);wavplay(y,Fs);subplot(2,1,1) plot(y)t=0:1/Fs:(length(y)-1)*1/Fs;subplot(2,1,2)plot(t,y)男声y,Fs,nbits=wavread(time.wav);wavplay(
4、y,Fs);subplot(2,1,1) plot(y)t=0:1/Fs:(length(y)-1)*1/Fs;subplot(2,1,2)plot(t,y)【仿真结果】女声频谱图男生频谱图正弦信号波形图 改变角频率波形图 改变初始相位波形图【结果分析】提示：应从以下几方面对结果进行分析：(1) 随着正弦信号角频率的变化，其波形有什么变化，听到的声音又有变化？它们之间有什么关系？频率越大波形越密集，声音更尖锐。(2) 男声和女声信号的时域波形有什么区别？男声幅度比女声低。【研讨内容】提高题题目2：信号的基本运算（语音信号的翻转、展缩）1） 将原始音频信号在时域上进行延展、压缩，2） 将原始音频
5、信号在时域上进行幅度放大与缩小，3） 将原始音频信号在时域上进行翻转，【温馨提示】1. 把时间变为原来的a倍，即能压缩（a大于1）或延展（a小于1）为原来的a倍。2. 直接在原信号前乘以a，即能使幅度放大（a大于1）或缩小（a小于1）3. 使用flipud函数，实现信号翻转。【仿真程序】参考代码：程序如下：（1）原信号的2倍压缩x,fs,nbits=wavread(youth.wav);x1=x(1:2:end);wavplay(x1,fs)plot(x1)【仿真结果】【结果分析】原信号压缩两倍后，音频效果速度变为原来的两倍，声音也变得更加尖锐。完成P72 M2-3、M2-4、M2-6、M2-
6、9 (可适当参考P58-P66)M2-3:（1）x(t)的mtlab函数：function yt=x(t)yt=t.*(t=0&t2&t3&t=0&2t)+2*(t=2&3t)-1*(t=3&5t);end %example2_3 t=-1:0.01:5;subplot(3,1,1);plot(t,x2_1(t);title(x(t);axis(-1,6,-2,3);subplot(3,1,2);plot(t,x2_1(0.5*t);title(x(0.5*t);axis(-1,6,-2,3);subplot(3,1,3);plot(t,x2_1(2-0.5*t);title(x(2-0.5*
7、t);axis(-1,6,-2,3);M2-4functionyt=m(t) yt=1*(1+t).*(t=-1&t=0);end%example2_4t=-3:0.001:3;subplot(3,1,1);plot(t,m(t);axis(-2,2,-2,2);xt2=0.5*(m(t)+m(-t);subplot(3,1,2);plot(t,xt2);axis(-2,2,-2,2);xt3=0.5*(m(t)-m(-t);subplot(3,1,3);plot(t,xt3);axis(-2,2,-2,2); M2-6 %example2_4 discrete-time sinusoidal
8、 signalK=0:40;xk=sin(0.1*pi*k);stem(k,xk)xk=sin(0.5*pi*k);stem(k,xk)xk=sin(0.9*pi*k);stem(k,xk)xk=sin(1.1*pi*k);stem(k,xk)xk=sin(1.5*pi*k);stem(k,xk)xk=sin(1.9*pi*k);stem(k,xk)M2-9M2-9（1） 代码：k=-4:7;x=-3,-2,3,1,-2,-3,-4,2,-1,4,1,1;stem(k,x) （2） （3） 代码：k=-12:21; x=-3,0,0,-2,0,0,3,0,0,1,0,0,-2,0,0,-3,0
9、,0,-4,0,0,2,0,0,-1,0,0,4,0,0,1,0,0,-1;subplot(2,1,1)stem(k,x,file)title(3)t=-1:2; y=-2,-2,2,1;subplot(2,1,2)stem(t,y,file)title(3)axis(-3,4,-4,4) 代码：k=-4:7;x=-3,-2,3,1,-2,-3,-4,2,-1,4,1,-1;subplot(2,1,1)stem(k+2,x,file)title(xk+2)subplot(2,1,2)stem(k-4,x,file)title(xk-4) 代码：k=-4:7x=-3,-2,3,1,-2,-3,-4,2,-1,4,1,-1;stem(-fliplr(k),fliplr(x),file)title(x-k)
