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1、一、实验目的 二、实验原理 三、涉及的MATLAB函数 四、实验内容与方法 五、实验要求 六、思考题,一、实验目的 (1) 了解离散时间信号的特点； (2) 掌握离散时间信号表示的向量法和符号法； (3) 熟悉stem函数的应用； (4) 会用MATLAB语言表示常用基本离散信号。,二、实验原理 信号是随时间变化的物理量。离散信号是只在某些不连续的时间点上有信号值，其它时间点上信号没有定义的一类信号。离散信号一般可以利用模数转换由连续信号而得到。计算机所能处理的只是离散信号。,三、涉及的MATLAB函数 stem函数 功能：绘制二维杆图即离散序列图。 调用格式： stem(x，y)：在x坐标上
2、绘制高度为y的杆图。 四、实验内容与方法 1. 验证性实验 常用的离散信号有正弦信号序列、单位阶跃序列、单位门序列、单位冲激信号、单位斜坡序列、单边衰减指数序列、随机序列等。,参考给出的程序，产生信号并观察信号的波形，通过改变相关参数(例如：频率、周期、幅值、相位、显示时间段、步长、加噪等)，进一步熟悉这些在工程实际与理论研究中常用的信号。,1) 离散时间信号 MATLAB程序： k1=-3; k2=3; k=k1：k2; f=1，3，-3，2，3，-4，1; stem(k，f，filled); axis(-4，4，-5，5); title(离散时间信号) xlabel(时间(k); ylab
3、el(幅值f(k); 用数值法生成的离散时间信号如图2.1所示。,图 2.1 数值法生成的离散时间信号,2) 单位脉冲序列 MATLAB程序： k1=-3; k2=6; k=k1：k2; n=3; %单位脉冲出现的位置 f=(k-n)=0; stem(k，f，filled); title(单位脉冲序列) xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的单位脉冲序列如图2.2所示。,图 2.2 数值法生成的单位脉冲序列,3) 单位阶跃序列 MATLAB程序： k0=0; %单位阶跃开始出现的位置 k1=-3; k2=6; k=k1：k0-1; n=length(k); k
4、3=-k0：k2; n3=length(k3); ,u=zeros(1，n); u3=ones(1，n3); stem(k，u，filled); hold on; stem (k3，u3，filled); hold off; axis(k1，k2，-0.2，1.5); title(单位阶跃序列)； xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的单位阶跃序列如图2.3所示。,图 2.3 数值法生成的单位阶跃序列,4) 复指数序列 MATLAB程序： clf; c=-(1/12)+(pi/6)*i; K=2; n=0：40; x=K*exp(c*n); subplot(2
5、，1，1); ,stem(n，real(x); ylabel(幅值f(k); title(实部); subplot(2，1，2); stem(n，imag(x); xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); title(虚部); 用数值法生成的复指数序列如图2.4所示。,图 2.4 数值法生成的复指数序列,5) 指数序列 MATLAB程序： clf; k1=-1; k2=10; k=k1：k2; a=-0.6; ,A=1; f=A*a.k; stem(k，f，filled); title(指数序列)； xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的指数序
6、列如图2.5所示。,图 2.5 数值法生成的指数序列,6) 正弦序列 MATLAB程序： clf; k1=-20; k2=20; k=k1：k2; f=sin(k*pi/6); stem(k，f，filled); title(正弦序列)； xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的正弦序列如图2.6所示。,图 2.6 数值法生成的正弦序列,7) 单位斜坡序列 MATLAB程序： clf; k1=-1; k2=20; k0=0; n=k1：k2; if k0=k2 x=zeros(1，length(n); elseif (k0k1),x=zeros(1，k0-k1)
7、，0：k2-k0; else x=(k1-k0)+0：k2-k1; end stem(n，x); title(单位斜坡序列)； xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的单位斜坡序列如图2.7所示。,图 2.7 数值法生成的单位斜坡序列,8) 随机序列 MATLAB程序： clf; R=51; d=0.8*(rand(R，1) - 0.5); m=0：R-1; stem (m，d，b); title(随机序列)； xlabel(k); ylabel(f(k); 用数值法生成的随机序列如图2.8所示。,图 2.8 数值法生成的随机序列,9) 扫频正弦序列 MATLA
8、B程序： n=0：100; a=pi/2/100; b=0; arg=a*n.*n + b*n; x=cos(arg); clf; stem(n，x); axis(0，100，-1.5，1.5); grid; axis; title(扫频正弦序列)； xlabel(k); ylabel(f(k); 用数值法生成的扫频正弦序列如图2.9所示。,图 2.9 数值法生成的扫频正弦序列,10) 幅值调制序列 MATLAB程序： clf; n=0：100; m=0.4; fH=0.1; fL=0.01; xH=sin(2*pi*fH*n); ,xL=sin(2*pi*fL*n); y=(1+m*xL).
9、*xH; stem(n，y); grid; title(幅值调制序列)； xlabel(时间(k); ylabel(幅值f(k); 用数值法生成的幅值调制序列如图2.10所示。,图 2.10 数值法生成的幅值调制序列,11) 信号平滑 MATLAB程序： clf; R=51; d=0.8*(rand(1，R)-0.5); %随机噪声 m=0：R-1; s=2*m.*(0.9.m); %正常信号 x=s+d; %加噪声后的信号,xL=sin(2*pi*fL*n); y=(1+m*xL).*xH; stem(n，y); grid; title(幅值调制序列)； xlabel(时间(k); ylab
10、el(幅值f(k); 用数值法生成的幅值调制序列如图2.10所示。,subplot(2，1，1); plot(m，d，r-，m，s，g-，m，x，b-.); title(信号平滑) xlabel(n); ylabel(f(n); legend(dn ，sn ，xn ); ,x1=0 0 x; x2=0 x 0; x3=x 0 0; y=(x1+x2+x3)/3; subplot(2，1，2); plot(m，y(2：R+1)，r-，m，s，g-); legend( yn ，sn ); xlabel(n); ylabel(f(n); 信号平滑结果如图2.11所示。,图 2.11 信号平滑,12)
11、 滑动平均 MATLAB程序： n=0：100; s1=cos(2*pi*0.05*n); %低频信号 s2=cos(2*pi*0.47*n); %高频信号 x=s1+s2; 混合信号 M=input(滤波器长度=); num=ones(1，M); y=filter(num，1，x)/M; clf; subplot(2，2，1); ,plot(n，s1); axis(0，100，-2，2); xlabel(时间n); ylabel(幅值); title(信号 1); subplot(2，2，2); plot(n，s2); axis(0，100，-2，2); xlabel(时间n); ylabe
12、l(幅值); title(信号 2); subplot(2，2，3); plot(n，x); ,axis(0，100，-2，2); xlabel(时间 n); ylabel(幅值); title(输入信号); subplot(2，2，4); plot(n，y); axis(0，100，-2，2); xlabel(时间n); ylabel(幅值); title(输出信号); axis; 信号的滑动平均如图2.12所示。,图 2.12 信号的滑动平均,2. 程序设计实验 (1) 编制程序，生成如下信号: 5 exp(-k)，3 sin(k)，u(k-3)，u(k+5)，r(k-4)，r(k+3)， u(k-3)+r(k+7)，sin(k),sin(2k)，sin(3k)，(k-1)，(k+5)，cos (3k)+sin(2k)等。 (2) 寻找一些函数，编制程序生成信号。,五、实验要求 (1) 在计算机中输入程序，验证实验结果，并将实验结果存入指定存储区域。 (2) 对于程序设计实验，要求通过对验证性实验的练习，自行编制完整的实验程序，实现对信号的模拟，并得出实验结果。 (3) 在实验报告中写出完整的自编程序，并给出实验结果。,六、思考题 (1) 单位冲激函数与单位脉冲函数有什么区别？ (2) 信号的时域分解有哪几种方法？,
