《中南大学信号及系统实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中南大学信号及系统实验报告（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验一 基本信号的生成 运行以上九个例子程序，掌握一些常用基本信号的特点及其MATLAB实现方法；改变有关参数，进一步观察信号波形的变化。 在 范围内产生并画出以下信号：a) ；b) ；c) ；d) 。答：a） k=-10:10; delta=(k-0)=0; stem(k,delta)b) k=-10:10; delta=(k+2)=0; stem(k,delta)c) k=-10:10; delta=(k-4)=0; stem(k,delta)d) k=-10:10; delta1=(k+2)=0; delta2=(k-4)=0; stem(k,2*delta1-delta2) 在 范围内
2、产生并画出以下信号：a) ；b) ；c) 。请问这三个信号的基波周期分别是多少？答：a) k=0:31; fk1=sin(pi/4*k); fk2=cos(pi/4*k); stem(k,fk1.*fk2)b) k=0:31; fk=cos(pi/4*k).*cos(pi/4*k); stem(k,fk)c) k=0:31; fk=sin(pi/4*k).*cos(pi/8*k); stem(k,fk)实验二 信号的基本运算 运行以上三个例题程序，掌握信号基本运算的MATLAB实现方法；改变有关参数，考察相应信号运算结果的变化特点与规律。 已知信号如下图所示：a) 用MATLAB编程复现上图；
3、b) 画出的波形；c) 画出的波形；d) 画出的波形。答：a) t=-4:0.001:4; ft=tripuls(t,6,0); plot(t,2*ft)b) t=-4:0.001:4; ft=tripuls(2-2*t),6,0); plot(t,2*ft)c)函数名为functri（相应的.m文件名为functri.m），程序如下：function yt=functri(t)yt=2*tripuls(t,6,0);然后利用diff函数h=0.001;t=-4:h:4;y1=diff(functri(t)*1/h;plot(t(1:length(t)-1),y1)title(df(t)/dt
4、)d)然后利用quad函数t=-4:0.1:4;for x=1:length(t) y2(x)=quad(functri,-3,t(x);endplot(t,y2)title(integral of f(t)实验三 系统的时域分析 运行以上五个例题程序，掌握求解系统响应的MATLAB分析方法；改变模型参数，考察系统响应的变化特点与规律。 设离散系统可由下列差分方程表示：计算时的系统冲激响应。答：k=-20:100a=1 -1 0.9;b=1;h=impz(b,a,k);subplot(2,1,1)stem(k,h) 设，输入，求系统输出。（取）答： k=-10:50;A=1;a=0.9; hk
5、1=A*a.k; uk1=k=0; hk=hk1.*uk1; uk2=k-10=0; fk=uk1-uk2; z=conv(fk,hk); N=length(z); stem(0:N-1,z) 已知滤波器的传递函数：输入信号为为随机信号。试绘出滤波器的输出信号波形。（取）答： R=101; d=rand(1,R)-0.5; t=0:100; s=2*sin(0.05*pi*t); f=s+d; subplot(2,1,1); plot(t,d,g-,t,s,b-,t,f,r-); xlabel(Time index t); legend(dt,st,ft); %d(t)即为随机信号(t) ti
6、tle(处理前的波形) b=0.22 0;a=1 -0.8; y=filter(b,a,f); subplot(2,1,2); plot(t,s,b-,t,y,r-); xlabel(Time index t); legend(st,yt); title(滤波器输出波形)实验四 周期信号的频域分析1.仿照例程，实现下述周期信号的傅立叶级数分解与合成：1-3-4541O要求： （a）首先，推导出求解，的公式，计算出前10次系数； （b）利用MATLAB求解，的值，其中，求解前10次系数，并给出利用这些系数合成的信号波形。答：(a)(b)源代码如下function A_sym,B_sym=CTFS
7、hchsym2% 采用符号计算求一个周期内连续时间函数f的三角级数展开系数,再用这些 % 展开系数合成连续时间函数f.傅立叶级数 % 函数的输入输出都是数值量 % Nf=6 谐波的阶数 % Nn 输出数据的准确位数% A_sym 第1元素是直流项，其后元素依次是1,2,3.次谐波cos项展开系数 % B_sym 第2,3,4,.元素依次是1,2,3.次谐波sin项展开系数 % tao=1 tao/T=0.2syms t n k xT=4; tao=T/4; a=-1.5;if nargin4 Nf=10; endif nargin5 Nn=32; endx=time_fun_x(t);A0=i
8、nt(x,t,a,T+a)/T; %求出三角函数展开系数A0As=2/T*int(x*cos(2*pi*n*t/T),t,a,T+a); %求出三角函数展开系数AsBs=2/T*int(x*sin(2*pi*n*t/T),t,a,T+a); %求出三角函数展开系数BsA_sym(1)=double(vpa(A0,Nn); %获取串数组A0所对应的ASC2码数值数组for k=1:NfA_sym(k+1)=double(vpa(subs(As,n,k),Nn); %获取串数组A所对应的ASC2码数值数组 B_sym(k+1)=double(vpa(subs(Bs,n,k),Nn); %获取串数组
9、B所对应的ASC2码数值数组end ;if nargout=0c=A_sym;disp(c); %输出c为三角级数展开系数:第1元素是直流项，其后元素依次是1,2,3.次谐波cos项展开系数 d=B_sym;disp(d); %输出d为三角级数展开系数: 第2,3,4,.元素依次是1,2,3.次谐波sin项展开系数t=-3*T:0.01:3*T;f0=c(1); %直流 f1=c(2).*cos(2*pi*1*t/T)+d(2).*sin(2*pi*1*t/T); % 基波f2=c(3).*cos(2*pi*2*t/T)+d(3).*sin(2*pi*2*t/T); % 2次谐波 f3=c(4
10、).*cos(2*pi*3*t/T)+d(4).*sin(2*pi*3*t/T); % 3次谐波f4=c(5).*cos(2*pi*4*t/T)+d(5).*sin(2*pi*4*t/T); % 4次谐波f5=c(6).*cos(2*pi*5*t/T)+d(6).*sin(2*pi*5*t/T); % 5次谐波f6=c(7).*cos(2*pi*6*t/T)+d(7).*sin(2*pi*6*t/T); % 6次谐波f7=c(8).*cos(2*pi*7*t/T)+d(8).*sin(2*pi*7*t/T); % 7次谐波f8=c(9).*cos(2*pi*8*t/T)+d(9).*sin(2
11、*pi*8*t/T); % 8次谐波f9=c(10).*cos(2*pi*9*t/T)+d(10).*sin(2*pi*9*t/T); % 9次谐波f10=c(11).*cos(2*pi*10*t/T)+d(11).*sin(2*pi*10*t/T); % 10次谐波f11=f0+f1+f2; % 直流+基波+2次谐波f12=f11+f3; % 直流+基波+2次谐波+3次谐波f13=f12+f4+f5+f6; % 直流+基波+2次谐波+3次谐波+4次谐波+5次谐波+6次谐波f14=f13+f7+f8+f9+f10; %010次 subplot(2,2,1)plot(t,f0+f1),hold
12、ony=time_fun_e(t); %调用连续时间函数-周期矩形脉冲 plot(t,y,r:)title(直流+基波) axis(-8,8,-0.5,1.5) subplot(2,2,2) plot(t,f12),hold on y=time_fun_e(t); plot(t,y,r:)title(1-3次谐波+直流) axis(-8,8,-0.5,1.5) subplot(2,2,3) plot(t,f13),hold ony=time_fun_e(t); plot(t,y,r:)title(1-6次谐波+直流) axis(-8,8,-0.5,1.5) subplot(2,2,4) plo
13、t(t,f14),hold on y=time_fun_e(t); plot(t,y,r:)title(1-10次谐波+直流) axis(-8,8,-0.5,1.5)hold off endfunction y=time_fun_e(t)% 该函数是CTFShchsym.m的子函它由符号函数和表达式写成a=1.5; T=4; h=1; tao=T/4;t=-3*T:0.01:3*T;e1=1/2+1/2.*sign(t-0.5+tao/2); e2=1/2+1/2.*sign(t-0.5-tao/2);y=h.*(e1-e2); %连续时间函数-周期矩形脉冲%-function x=time_fun_x(t)% 该函数是CTFShchsym.m的子函数。它由符号变量和表达式写成。h=1; x1=sym(Heaviside(t+0.5)*h;x=x1-sym(Heaviside(t-0.5)*h;运行结果如下：2.已知周期为T=4的三角波，在第一周期（-2t2）内表示成：，试用MATLAB求该信号的傅立叶级数，并绘制它的频谱图。
