《哈工大信号与系统第三次上机实验》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大信号与系统第三次上机实验（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验五 连续系统的频域分析及连续信号的采样与重构 二、利用 MATLAB 分析系统频响特性 实验内容图 5-4 所示的电路为最平坦幅度型二阶低通滤波器。试用 MATLAB 程序画 出系统响应 的幅度响应及相频响应，并与理论分析的结果进行 ) ( 1 ) ( 2 ) ( j U j U j H 比较。 的截止频率 ) ( j H ? 0 b=0 0 1; a=2 2.82 2; h,w=freqs(b,a,100); h1=abs(h); h2=angle(h); subplot(211); plot(w,h1); grid xlabel(角频率(W); ylabel(幅度); title(H(
2、jw)的幅频特性); subplot(212); plot(w,h2*180/pi); grid xlabel(角频率(w); ylabel(相位( 度); title(H(jw)的相频特性); F 2 U1(t) 1 1 U2(t) H 2 图 5-4 二阶低通滤波器电路图0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0.2 0.4 0.6 0.8 与 与 与 (W) 与 与 H(jw)与 与 与 与 与 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -200 -150 -100 -50 0 与 与 与 (w) 与 与 (与 ) H(jw)与 与 与 与 与 三、连续信号的采样与重构 实
3、验内容 设 ，由于不是严格的带限信号，但其带宽 可根据一定的精度 t e t f 1000 ) ( m 要求做一近似。试根据以下三种情况用 MATLAB 实现由 采样信号 重 ) (t f ) (t f s 构 并求出两者误差，分析三种情况下的结果。 ) (t f （1） ， ， ； 5000 m m c m s T / 运行程序： wm=5000*pi; wc=1*wm; Ts=pi/wm; ws=2*pi/Ts; n=-100:100; nTs=n*Ts; f=exp(-1000.*abs(nTs); Dt=0.005;t=-15:Dt:15; fa=f*Ts*wc/pi*sinc(wc/
4、pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs*ones(1,length(t); error=abs(fa-exp(-1000.*abs(t); t1=-15:0.5:15; f1=exp(-1000.*abs(t1);subplot(311); stem(t1,f1); ylabel(f(kTs); title(exp(-1000.*abs(t)的采样信号); subplot(312); plot(t,fa) ylabel(fa(t); title(由 exp(-1000.*abs(t) 的采样信号重构); grid; subplot(313); plot(t,error);
5、 ylabel(error(t); title(采样信号与原信号的误差 error(t); -15 -10 -5 0 5 10 15 0 0.5 1 f(kTs) exp(-1000.*abs(t)与 与 与 与 与 -15 -10 -5 0 5 10 15 -1 0 1 fa(t) 与 exp(-1000.*abs(t)与 与 与 与 与 与 与 ) -15 -10 -5 0 5 10 15 0 1 2 x 10 -11 error(t) 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 error(t) （2） ， ， ； 10000 m m c 1 . 1 m s T / 运行程序： wm
6、=10000*pi; wc=1.1*wm; Ts=pi/wm; ws=2*pi/Ts; n=-100:100; nTs=n*Ts; f=exp(-1000.*abs(nTs); Dt=0.005;t=-15:Dt:15;fa=f*Ts*wc/pi*sinc(wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs*ones(1,length(t); error=abs(fa-exp(-1000.*abs(t); t1=-15:0.5:15; f1=exp(-1000.*abs(t1); subplot(311); stem(t1,f1); ylabel(f(kTs); title(e
7、xp(-1000.*abs(t)的采样信号); subplot(312); plot(t,fa) ylabel(fa(t); title(由 exp(-1000.*abs(t) 的过采样信号重构); grid; subplot(313); plot(t,error); ylabel(error(t); title(过采样信号与原信号的误差 error(t); -15 -10 -5 0 5 10 15 0 0.5 1 f(kTs) exp(-1000.*abs(t)与 与 与 与 与 -15 -10 -5 0 5 10 15 -2 0 2 fa(t) 与 exp(-1000.*abs(t)与 与
8、 与 与 与 与 与 与 ) -15 -10 -5 0 5 10 15 0 0.005 0.01 error(t) 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 error(t) （3） ， ， ； 2500 m m c 9 . 0 m s T / 运行程序： wm=2500*pi; wc=0.9*wm; Ts=pi/wm; ws=2*pi/Ts;n=-100:100; nTs=n*Ts; f=exp(-1000.*abs(nTs); Dt=0.005;t=-15:Dt:15; fa=f*Ts*wc/pi*sinc(wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs*ones
9、(1,length(t); error=abs(fa-exp(-1000.*abs(t); t1=-15:0.5:15; f1=exp(-1000.*abs(t1); subplot(311); stem(t1,f1); ylabel(f(kTs); title(exp(-1000.*abs(t)的采样信号); subplot(312); plot(t,fa) ylabel(fa(t); title(由 exp(-1000.*abs(t) 的采样信号重构); grid; subplot(313); plot(t,error); ylabel(error(t); title(采样信号与原信号的误
10、差 error(t); -15 -10 -5 0 5 10 15 0 0.5 1 f(kTs) exp(-1000.*abs(t)与 与 与 与 与 -15 -10 -5 0 5 10 15 -1 0 1 fa(t) 与 exp(-1000.*abs(t)与 与 与 与 与 与 与 ) -15 -10 -5 0 5 10 15 0 0.01 0.02 error(t) 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 error(t) 实验六 拉普拉斯变换及其逆变换实验内容 1、求解下述信号的拉普拉斯变换，并利用 MATLAB 绘制拉普拉斯变换的曲面 图： （1） ) ( ) 2 cos( ) (
11、t u t t f a=-0.5:0.08:0.5; b=-1.99:0.08:1.99; a,b=meshgrid(a,b); d=ones(size(a); c=a+i*b; e=c.*c; f=e+d; c=c./f; c=abs(c); mesh(a,b,c); surf(a,b,c); axis(-0.5,0.5,-2,2,0,15); title(单边余弦信号拉氏变换曲面图); colormap(hsv); -0.5 0 0.5 -2 -1 0 1 2 0 5 10 15 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 （2） ) ( ) sin( ) ( 2 t u t e
12、t f t a=-10:0.1:5; b=-5:0.1:5;a,b=meshgrid(a,b); c=a+i*b; c=(c+2).*(c+2); c=1./(c+1); c=abs(c); mesh(a,b,c); surf(a,b,c); axis(-10,5,-5,5,0,6); title(正弦信号拉氏变换曲面图); colormap(hsv); -10 -5 0 5 -5 0 5 0 1 2 3 4 5 6 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 2、已知连续时间信号 ，试求出该信号的拉普拉斯变换 和傅 ) ( ) ( 3 t u e t f t ) (s F 立叶变换 ，用 M
13、ATLAB 绘出拉普拉斯变换曲面图 及幅频曲线 ) ( j F ) (s F ，观察曲面图在虚轴上的剖面图，并将其与幅频曲线相比较，分析频域 ) ( j F 与复频域的对应关系。 x1=-10:0.5:10; y1=-10:0.5:10; x,y=meshgrid(x1,y1); s=x+i*y; fs=abs(1./(s+3); mesh(x,y,fs); surf(x,y,fs);title(单位阶跃信号拉氏变换曲面图); colormap(hsv); axis(-10,10,-10,10,0,2); rotate3d; -10 -5 0 5 10 -10 -5 0 5 10 0 0.5
14、1 1.5 2 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 b=0 0 1; a=1 6 9; h,w=freqs(b,a,100); h1=abs(h); subplot(1,1,1); plot(w,h1); grid xlabel(角频率(W); ylabel(幅度); title(H(jw)的幅频特性);0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 与 与 与 (W) 与 与 H(jw)与 与 与 与 与 w=-20:0.1:20; Fw=1./(i*w+3).*(i*w+3); plot(w,abs(Fw) tit
15、le(傅里叶变换（振幅频谱曲线）) xlabel(频率 w) -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 w 3、已知信号的拉普拉斯变换如下所示，试用 MATLAB 绘制曲面图，观察拉普拉斯变换零极点分布对曲面图的影响。（1） ) 3 )( 2 ( ) 4 )( 1 ( ) ( s s s s s s F clf; a=-6:0.48:6; b=-6:0.48:6; a,b=meshgrid(a,b); c=a+i*b; d=(c+1).*(c+4); e=c.*(c+2).*(c+3); c=d./e; c=abs(c); mesh(a,b,c); surf(a,b,c); axis(-6,6,-6,6,0,4.5); title(拉普拉斯变换曲面图); colormap(hsv); view(-25,30) -6 -4 -2 0 2 4 6 -6 -4 -2 0 2 4 6 0 1 2 3 4 与 与 与 与 与 与 与 与 与（2） 4 4 ) ( 2 2 s s s F clf; a=
