《信号与系统实验报告 连续信号的时域描述与运算（2020年整理）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统实验报告 连续信号的时域描述与运算（2020年整理）.pptx（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,信,信号与系 统实验报 告 课程 名 称 ： 号与系统实验 实验项目名称： 连续信号的时域描述与运算,专业 班 级： 姓名： 学号： 完 成时 间： 年 月 日,1,2,一、实验目的 通过绘制典型信号的波形,了解这些信号的基本特征。 通过绘制信号运算结果的波形,了解这些信号运算对信号所起 的作用。 二、实验原理 基于 MATLAB 的信号描述方法 如果一个信号在连续时间范围内(除有限个间断点外)有定义,则称该信 号为连续时间信号,简称为连续信号。从严格意义上讲, MATLAB 数值计算 的方法并不能处理连续信号,但是可利用连续信号在等时间间隔点的采样值 来近似表示连续信号,即当采样间隔足够小
2、时,这些离散采样值能够被 MATLAB 处理,并且能较好地近似表示连续信号。 (1)向量表示法 对于连续时间信号 f(t)，可以定义两个行向量 f 和 t 来表示，其中 向量t 是形如t=t1：t：t2 的 MATLAB 命令定义的时间范围向量，t1 为信 号起始时间,t2 为终止时间,t 为时间间隔；向量f 为连续时间信号 f(t) 在向量t 所定义的时间点上的采样值。 (2)符号运算表示法 如果信号可以用一个符号表达式来表示,则可用 ezplot 命令绘制 出信号的波形。 连续信号的基本运算 信号的相加与相乘 信号的已知信号f1(t)、f2(t),信号相加和相乘记为 f(t)=f1(t)+
3、f2(t) f(t)=f1(t)f2(t) 微分与积分,对于连续时间信号,其微分运算是用 diff 函数来完成的。其语句格式 为： diff(function,variable,n)； 其中 function 表示需要进行求导运算的信号,或者被赋值的符号表 达式;variable 为求导运算的独立变量；n 为求导的阶数,默认值为求一阶导 数。 连续信号的积分运算用 int 函数来完成。其语句格式为： int(function,variable,a,b); 其中 function 表示被积信号,或者被赋值的符号表达式;variable 为积分变量;a,b 为积分上、下限,a 和 b 省略时求不定
4、积分。 (3) 信号的平移与反转 实验图 1-15 给出了信号f(t)=tu(t)-u(t-1)平移、反转以及平移 加反转的波形。值得注意的是,平移或反转一个信号 f(t)并不会改变它的面 积或能量。,(4) 信号的制度变换 信号的尺度变换是对信号 f(t)在时间轴上变化,可使信号压缩或扩展。 实验图 1-16 给出了信号 f(t)=tu(t)-u(t-1)+u(t-1)-u(t-2)及其压 缩 2 倍的波形 f(2t)和扩展 2 倍的波形f(1/2 t)。,3,信号分解为偶分量fe(t)与奇分量 fo(t)之和 设fe(t)表示信号 f(t)的偶分量,fo(t)表示信号 f(t)的奇分量,则
5、有 (7)f(t)=fe(t)+fo(t) (8)其中 (9)fe(t)=1/2 f(t)+f(-t) (10)fo(t)=1/2 f(t)-f(-t) (11)卷积积分 卷积积分是信号与系统时域分析的重要方法之一。连续信号的卷积积分 定义为 MATLAB 进行卷积积分可以通过符号运算和数值计算两种方法实现。符 号运算从卷积积分的定义出发,利用 int 函数,但要注意积分变量和积分限 的选取;数值计算是根据连续信号可以用采样间隔足够小的离散值来近似的 思想,调用 conv()函数近似地求解连续信号的卷积积分。 三、实验内容 上机实验前，认真阅读实验原理，掌握信号表示和信号运算的 方法。 利用
6、MATLAB 命令画出下列连续信号的波形图。 (1)(2-e-t)u(t) 代码如下：,4,波形如下：,(2)u(cost) 代码如下：,波形如下：,5,(3)产生幅度为 1、周期为 1、占空比为 0.5 的周期矩形信 号。 代码如下：,波形如下：,3已知 f(t) 的波形如实验图 1-20 所示, 作出 f(t)+f(t) 、 f(t)f(t)、f(t)的微分、f(t)的积分、f(3-4t)、f(1-t/1.5)以及,6,f(t)*f(3-4)的波形,并作出 f(t)的奇、偶分量。 首先创建 f(t)函数，代码如下：,（1）f(t)+f(t) 代码如下：,波形如下：,（2）f(t)f(t)
7、代码如下：,波形如下：,7,（3）f(t)的微分 代码如下：,波形如下：,MATLAB 波形无法表示冲击函数的波形。 （4）f(t)的积分 代码如下：,波形如下：,8,（5）f(3-4t) 代码如下：,波形如下：,（6）f(1-t/1.5) 代码如下：,波形如下：,9,（7）f(t)*f(3-4) 代码如下：,波形如下：,（8）f(t)的奇、偶分量 代码如下：,110,波形如下：,四、思考题,111,112,讨论 f(t+t0)与 f(-t+t0)的平移方向是否相同 两函数的平移方向并不相同，f(t + t0) = f(t + t0)、f(-t + t0) = f(-(t - t0)，可以看出
8、第一个函数是向左平移 t0 个单位，第二个函数向右 平移t0 个单位。 将信号 f(t)变成 f(-2*t + 4)共有多少种方法，请列举出来 信号变化有 3 个过程，平移，翻转，放缩。一共有 6 变换方式。 A.向左平移 4 个单位，沿 y 轴翻转，缩小 2 倍 向左平移 4 个单位，缩小 2 倍，沿 y 轴翻转 缩小 2 倍，沿 y 轴翻转，向右平移两个单位 缩小 2 倍，向左平移两个单位，沿 y 轴翻转 沿 y 轴翻转，缩小 2 倍，向右平移 2 个单位 沿 y 轴翻转，向右平移 4 个单位，缩小 2 倍 五、实验结论 在求函数波形图时，MATLAB 是利用连续信号在等时间间隔点的采样 值来近似表示连续信号，所以我们要让时间间隔尽量小，既模拟充分，又时 间消耗短。 在求卷积的运算必须要对参数进行划分，因为卷积是对序列的积分。 六、实验体会 MATLAB 可以进行矩阵运算，绘制函数，实现算法，应用于工程计算，控 制设计，信号处理等方面，是一个十分强大的数学工具。我们通过在 MATLAB 上的实验操作，可以更深地理解在信号与系统课堂上学到的知识，更加熟练 掌握其应用，在今后的学习中可以随时运用 MATLAB 来辅助我们更好的学习。,
