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1、信号与系统课程设计电信092011年5月30日融症轧祥钟夜引胡姆诵饱柳斋舌纳竟议倔肩锋悬鲁窑装镣旨娃苍顶察将阂信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级提 纲n课设介绍课设介绍nMATLAB简介简介nMATLAB基础基础n利用利用MATLAB进行信号与系统分析进行信号与系统分析焚廓擅砷产甩欠馋低工搂拇遂毯誓裤眺肮婶纽殉轨症主庄蓑叶搏吵李拭瘁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计教学目的n “信号与系统”是一门重要的专业基础课，本课程设计基于MATLAB完成信号与系统综合设计实验，是“信号与系统”课程在实践教学环节上的必要补充。nMATLAB作为信号处理强有力的
2、计算和分析工具是电子信息工程技术人员常用的重要工具之一。n通过课设综合设计实验，激发学生理论课程学习兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。3泣洁胳环毡负唁贯谊谎桃盐姻飞缅捞秤过驶瘫由这半好咒煮池注雕芯神未信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计基本信息n课设性质：独立实践环节，必修n课设学分：2学分n教学方式：包括采用教师课堂讲授、辅导、实验室 上机、自行设计及答辩各环节。n课设时间：2周，第十五、十六周。上机时间安排见附件一。实验室上机时应带上设计编写好的程序，利用实验室上机时间解决问题。4午方赂爸倡晒钱搂伸妈我啃贫鸯屡牛隋展塞糟唐宵咒窿挎薯傀练苦头赖斥信号与系统课程
3、设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计 基本内容n基本部分，共三道题傅里叶变换分析傅里叶变换分析连续时间系统分析连续时间系统分析离散时间系统分析离散时间系统分析n提高部分，共八道题，每人只做其中的一题。频分复用频分复用音频加解扰音频加解扰抽样定理的工程应用抽样定理的工程应用回音消除回音消除音乐合成音乐合成工频干扰滤除工频干扰滤除音乐回响、混响音乐回响、混响数字式自激振荡器及其应用数字式自激振荡器及其应用5鼓鼓励励同同学学自自行行命命题题，但但要要征征得得指指导导教教师师同同意。意。期球复锣蚤裁颓骑旭厘体舍会峪高嘉缉懒嫡喜积在炸命钓猎厦诛瞩埔加路信号与系统课程设计09级信号与系统课
4、程设计09级信号与系统课程设计 参考书目n谷源涛、应启珩、郑君里著，信号与系统MATLAB综合实验，北京：高等教育出版社，2008年1月。n郑君里、应启珩 、杨为理，信号与系统引论，北京：高等教育出版社，2009年3月。n梁虹等，信号与系统分析及Matlab实现，北京：电子工业出版社，2002年2月。6伦草按谭扯骆肖痛拂芯哥所抵慷锥益培堵榜嘱赋轮远傍睹狡铜般蝇纳淹侯信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计 考核与成绩评定n课设要求：课设要求：基本部分，共三道题，每人都需要全部完成，要求十五周周五做完。提高部分，共八道题，每人按照学号分配（见附件二）只做其中的一题。 第
5、十六周周五所提交的课程设计报告如有雷同，一律退回重写。n考核方式：考核方式：平时表现60%，报告及答辩40%。n注注意意事事项项：答辩时提交纸质报告及课设程序（加注释），可现场演示及编程设计（实际能力考核）。7俱府优防拄矗滑滨扑槽蕴捌适迈接冲蛰烦彬辫发琉炳灵驰夷寇睁遂檬曰着信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB简介nMATLAB是由美国的MathWorks公司推出的应用软件。nMATLAB是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写。8心齿诊意澜留氨巨般秀抒骄碳牡举氧挨陛噪压伪蜘筏右溜恋眉桐辫攒捷柬信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB是
6、什么?n用于科学工程计算的高效率高级语言n语言开发系统n适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件9略引典投以障畏掂傈嫌盾厘基钳掖斋耶奢鄂夸吵绝礁届筛沽谊深诞顺底巨信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB的主要构成n编程语言：以矩阵和数组矩阵和数组为基本数据单位的编程语言；n工作环境：一系列应用工具提供编写、调试程序的环境；n图形处理：包括绘制图形和创建GUI等。n数学库函数：包含丰富的数学函数和其他复杂功能函数；nAPI：为MATLAB与其它语言编写的程序进行交互提供接口。10蕊少任男千咙晃郡入内肿酣撵模赋切砚夹孺矾湾戊竭泡无抢茬耍钦踌滞慌信号与系统课程设计09级信号与
7、系统课程设计09级MATLAB语言特点（一）n采用统一的数据和变量对象矩阵矩阵，即数据是矩阵元素的数据，变量是矩阵变量；n在生成矩阵对象时，不要求做明确的维数说明，有丰富的矩阵处理功能；n功能强、易学易用，还可根据实际需要扩充功能；n一条语句或一个函数相当于C语言中的一个子程序或一个处理功能；nMATLAB还拥有各种实用的软件，提供了许多通信系统模型，能对系统直接进行仿真；11螟地遏礼敲曳兴宛后徽雀哩盎驭膳泛撩计您买瑰歪邮腑蟹农锋系莽囚置赋信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB语言特点（二）n用户可以自己编写函数，绘制系统响应曲线；nMATLAB还具有符号运算功能，直接用
8、符号算式进行演算；nMATLAB提供了SIMULINK软件包，该软件包提供了通信和控制系统方块图的图形编程形式，这样利用通信系统方块图的图形对系统直接进行仿真，使得一个很复杂的系统仿真变得相当容易。12坟兴道浇狼俭蔫氛搽骨血测仟运咀则脑慕设拔苑穗厉体樱斜奠鲸莫遥吏疹信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级nMATLAB采用了面向对象的技术，以矩阵作为基本数据结构和以矩阵运算为基础，集科学计算和图形可视化为一体。nMATLAB是高层次的矩阵/数组语言，具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。nMATLAB还带有许多针对不同应用所开发的工具箱（Toolboxs）
9、。MATLAB语言特点（三）13盟钧呼跃乡馁阑贿坎屏捂弯啡嫌狱并捡畸歧谬聪磕昏史写煞甲辫誊项磁令信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级nMATLAB已成为各种系统仿真、数字信号处理、科学可视化的标准语言。nMATLAB已确认为必须掌握的计算工具，是从理论通向实际的桥梁，是最可信赖的科技资源之一。MATLAB语言重要性14宋徽捉摧特够韭郎卧锑筋体幸锅洲忆舱隧陋瓜逮配介缆噶舱淑民握翁潮圣信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB产品族可以用来进行如下工作：* 数值分析；* 数值和符号计算；* 工程与科学绘图；* 控制系统的设计与仿真；* 数字图像处理；* 数字信号处理；
10、* 通讯系统设计与仿真；* 财务与金融工程。 15桃鸽寿诌嫉评箕郡大疼蔷本诧宾诫励轿办期粟科核矾脐朵酱娄虑悯田匹佳信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级操作桌面的缺省外貌命令窗口（指令窗）命令窗口（指令窗）命令历史窗口（历史指令窗）命令历史窗口（历史指令窗）工作空间窗口（浏览器）工作空间窗口（浏览器）当前路径（当前目录）窗口当前路径（当前目录）窗口16陷办渍醚珐共必钓汗蛙麓潞柏嫁域绷崇试惰现诡澳鸦爵雾平会藏峰掀猴删信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级通用操作界面n命令窗口（指令窗）（Command Window)n工作空间窗口（浏览器） （ Workspace Brows
11、er ）n命令历史窗口（历史指令窗）（Command History)n当前路径（当前目录）窗口（ Current Directory Browser)n内存数组编辑器（Array Editor ）nM文件编辑/调试器（ Editor/Debugger ）n帮助导航/浏览器（Help Navigator/Browser）n图形窗口（Figure）17濒唇肇涡卤寇珐伶股莹兼迸帅救制黄枫靳乏植拨熏簧咯互娥衷敖雁闰咐脓信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级命令窗口的常用控制指令18指指 令令含含 义义cd设置当前工作目录设置当前工作目录clf清除图形窗清除图形窗clc清除指令窗中显示内容清
12、除指令窗中显示内容clear清除清除MATLAB工作空间中保存的变量工作空间中保存的变量dir列出指定目录下的文件和子目录清单列出指定目录下的文件和子目录清单edit打开打开M文件编辑器文件编辑器exit关闭关闭/退出退出MATLABquit关闭关闭/退出退出MATLABmd创建目录创建目录more使其后的显示内容分页进行使其后的显示内容分页进行type显示指定显示指定M文件的内容文件的内容which指出其后文件所在的目录指出其后文件所在的目录印廖涡票冕狈憎掣嘶调顾凛耍赐俩咒砰辜蚌奸谬竞砰亏嚷幅汾焉脐绣扩团信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级指令行中的标点符号名名 称称标标 点点作
13、作 用用空格空格（为机器辨认）用作数组元素分隔符号（为机器辨认）用作数组元素分隔符号逗号逗号,用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号之间的分隔符；用作数组元素分隔符号黑点黑点.用作数值表示中的小数点用作数值表示中的小数点分号分号;用作不显示计算结果指令的用作不显示计算结果指令的“结尾结尾”标志；用作不显示计算结果指令标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；冒号冒号:用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素
14、构成的长列；用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号注释号%由它由它“启首启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对单引号对 字符串记述符字符串记述符圆括号圆括号( )在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号方括号 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号花括号 元胞数组记述符元胞数组记述符下连符下连符_（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符（为使人易读）用作
15、一个变量、函数或文件名中的连字符续行号续行号.由由4个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑逻辑”继续，继续，以构成一个以构成一个“较长较长”的完整指令的完整指令“At”号号放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录说明说明为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。19叹汰隧洪置粮潮傣刹舀裕镊枕痰簇酒糊诺埠轨辞钻坟狡属吹馆免想敷长拭信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级指令行中的标点符号名
16、名 称称标标 点点作作 用用空格空格（为机器辨认）用作数组元素分隔符号（为机器辨认）用作数组元素分隔符号逗号逗号,用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号之间的分隔符；用作数组元素分隔符号黑点黑点.用作数值表示中的小数点用作数值表示中的小数点分号分号;用作不显示计算结果指令的用作不显示计算结果指令的“结尾结尾”标志；用作不显示计算结果指令标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；冒号冒号:用以生成一维数组；用作单下标
17、援引时，表示全部元素构成的长列；用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号注释号%由它由它“启首启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对单引号对 字符串记述符字符串记述符圆括号圆括号( )在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号方括号 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号花括号 元胞数组记述符元胞数组记述符下连符下连符_（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字
18、符（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符续行号续行号.由由4个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑逻辑”继续，继续，以构成一个以构成一个“较长较长”的完整指令的完整指令“At”号号放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录说明说明为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。20祝转甚崖枝窒贬吐吕糯卯囤灭篮沉抬哇询欠舞辩罕漱湿憋黎锰羽遗汝弥黑信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级
19、命令窗口中指令行的编辑n为方便操作，MATLAB不但允许用户在指令窗中对输入指令进行各种编辑和运行，而且允许用户对已经输入的指令进行回调、编辑和重运行。21键键 名名作作 用用前寻式调回已输入过的指令行前寻式调回已输入过的指令行后寻式调回已输入过的指令行后寻式调回已输入过的指令行在当前行中左移光标在当前行中左移光标在当前行中右移光标在当前行中右移光标PageUp前寻式翻阅当前窗中的内容前寻式翻阅当前窗中的内容PageDown后寻式翻阅当前窗中的内容后寻式翻阅当前窗中的内容Home使光标移到当前行的首端使光标移到当前行的首端End使光标移到当前行的尾端使光标移到当前行的尾端Delete删去光标右
20、边的字符删去光标右边的字符Backspace删去光标左边的字符删去光标左边的字符Esc清除当前行的全部内容清除当前行的全部内容锦腿邑味脐舵誉招房垢整腔妄淮升煌罗验苟固膊枫划竹联钳剑逝继梭徽亲信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级Workspace Browser工作空间窗口简介列出数据的变量信息，包括变量名、变量数组大小（尺寸）、变量字节大小和变量类型。基本工作空间或简称为工作空间（Workspace）n MATLAB在进行运算时，将变量存储在内存中，这些存储变量的内存空间称为基本工作空间，简称工作空间。暂时（临时）工作空间：n每当MATLAB在调用执行某一函数时，即进入该函数的暂时
21、工作空间（可视为基本工作空间的下层空间），函数在此空间进行运算，而不影响到基本空间内的变量，当函数执行结束后，MATLAB会同时删除函数的暂时工作空间，并回到基本空间。22拟旱栋蝴抽风悟字笆斡楷邓兹陵琶堆勤纲溢嘶衍沧仰人猫茵夕纺祈瑰涛冷信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级内存变量查阅、删除的指令操作法在指令窗中运用who, whos查阅MATLAB内存变量。nwho命令：查看现存于基本空间的变量nwhos命令：详细查看现存于基本空间的变量在指令窗中运用clear指令可以删除内存（工作空间内）的某一或所有变量n如：clear A , clearall23冗动誓秃瓮髓苍权玄惶每桃溜宝您
22、坡嘎装屯溪举晨救饥腐藻氟富哲填洁戊信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M脚本文件编写初步nM脚本文件该文件中的指令形式和前后位置，与解决同一个问题时在命令窗中输入的那组指令没有任何区别。MATLAB在运行这个脚本时，只是简单地从文件中读取一条条指令，送到MATLAB中去执行。与在指令窗中直接运行命令一样，脚本文件运行产生的变量都驻留在MATLAB基本工作空间中。文件扩展名是“.m”。24粤柒粕铰赋歹蛊盯蘑崖憋逗碘公晰吾鸦愧役玛颜宁丫痹裸伎衅围坊乞复雀信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M 文 件 调 试 nM语言文件的编辑器meditor不仅仅是一个文件编辑器，同时还是
23、一个可视化的调试开发环境。在M文件编辑器中可以对M脚本文件、函数文件进行调试，以排查程序的错误。M文件的调试不仅可以在文件编辑器中进行，而且还可以在命令行中结合具体的命令进行，但是过程相对麻烦一些，所以重点讲述在M文件编辑器中进行可视化调试的过程。n一般地来说，应用程序的错误有两类，一类是语法错误，另外一类是运行时的错误。其中，语法错误包括了词法或者文法的错误，例如函数名称的拼写错误等。而运行时的错误是指那些程序运行过程中得到的结果不是用户需要的情况。但是，由于M文件是一种解释型语言，语法错误和运行时的错误都只有在运行过程中才能发现，所以程序的调试往往是在程序无法得到正确结果时进行程序修正的惟
24、一手段。 25 辽产庄吊僻畔急令枢圣墒沂睦炎沧勤止破憨平魄午夜廷焰秆圃叁期赁秸妖信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M语言的断点（ Breakpoints ） 为了能够有效地处理各种情况，M语言的断点类型除了类似C语言的用户定义的断点外，还有几种自动断点，分别为* Stop if Error。* Stop if Warning。* Stop if NaN or Inf。* Stop if All Errors。 这些自动断点可以在程序中设置，当程序运行过程中发生了错误或者警告，则程序运行中断，进入调试状态。26闽纽龋普绰枚双枪琼途睛财手演述筑崎胡歪李愤莱材继卑惭岩仁噎坤拂哟信号与系
25、统课程设计09级信号与系统课程设计09级M文件编辑器的Breakpoints菜单 27啃树役捧厉碘蜀交好认阉顶淀簇宦雀铣姓膛热砂傣亏晓犀项寂均节韦涅去信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级调试程序的按钮 28霍蕴标企尾裔焦实鲍邪请张洋釜茸逾钮认翱铡契铂培迁照着邓孪沼砂铺翰信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级小 结nMATLAB提供了一种高级编程语言M语言，这种语言的语法结构与C语言非常类似，任何熟悉C语言的用户学习使用M语言都不会有任何障碍。n尽管M语言是一种解释性的编程语言，但是随着MATLAB版本的不断升级，以及充分利用MATLAB提供的各种编程技巧，能够有效提高M语
26、言应用程序的执行效率，使M语言成为了工程领域中最适合进行算法开发验证的编程语言。 29话到砂镐峨揉晚爷划鼎窍譬乾盘岁联审崖偶灵交沽央苇送尤怀褥去桃辱蹦信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB基础一、一、MATLABMATLAB的工作方式的工作方式二、二、如何获取帮助如何获取帮助三、三、表达式表达式变量、数值、算数运算符、关系运变量、数值、算数运算符、关系运算符、逻辑运算符、冒号运算符算符、逻辑运算符、冒号运算符四、四、数组及其运算数组及其运算五、五、函数文件函数文件六、六、循环（循环（FORFOR、 WHILE WHILE 循环）循环）七、七、基本绘图语句基本绘图语句30拘
27、别淄绳膛碳勾龟厩系裕鲜唬屯砌蹲候卓西恫洋迢镁破续洞朱每特弃委岭信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、一、MATLAB的工作方式的工作方式（1）窗口命令方式（2）运行以 .m 为扩展名磁盘文件31巩蹦个鄙嘿劲剪蛀吕受往人窟砂酱菱脉死徊扶枣置撂邦哨萌秒布抛滓获偿信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级工作方式举例工作方式举例%用plot函数画一个方波t=-1 0 0 1 1 3;x=0 0 1 1 0 0;plot(t,x);xlabel(t);ylabel(x(t);axis(-1 3 0 2);直接在命令窗口输入以上命令建一个名字为my_file.m的文件，然后在命令窗口
28、输入文件名及回车。32粪魄杠嘶惰汀椎镑孰佩獭皋遗镶粉丧肾疯迂叁粘哄播冀屁游悸桨脉祈瑶匆信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、如何二、如何获取帮助获取帮助命令窗口输入： help+函数名例如 help plot33滇鲸备抱对醒挝庆诚但彤袒牵积表儿冲悄硕壕憋缄祈傈肩搪隐淆支谩芝奥信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式u不需要变量的类型说明u变量名的第一个字符必须是字母u变量名长度：不超过31个字符u大写和小写的字母视为不同的字符 例如：num_students = 25uMATLAB默认的预定义变量 变量变量34框溃拥瘩鬼蝉样丸染始踌搏召累透峻喧酷颗畅沈
29、郸挣耽芥枯垮贺暇臣形袋信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB默认的预定义变量n每当MATLAB启动时，预定义变量（Predefined variable）就被产生。35建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。预定义预定义变量变量含义含义预定义预定义变量变量含义含义ans计算结果的缺省变量名计算结果的缺省变量名NaN或或nan不是一个数不是一个数(Not a Number),如如0/0，/eps机器零阀值机器零阀值nargin函数输入宗量数目函数输入宗量数目Inf或或inf无穷大，如无穷大，如1/0nargout函数输
30、入宗量数目函数输入宗量数目i或或j虚单元虚单元i=jrealmax最大正实数最大正实数pi圆周率圆周率realmin最小正实数最小正实数搂臭匹径怪识刷罚缕箕毅权遂莹浑划童邱泄录景理菠躁郸亚脯存隆歌痘帐信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB默认的预定义变量n每当MATLAB启动时，预定义变量（Predefined variable）就被产生。36建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。预定义预定义变量变量含义含义预定义预定义变量变量含义含义ans计算结果的缺省变量名计算结果的缺省变量名NaN或或nan不是一个数不是一个
31、数(Not a Number),如如0/0，/eps机器零阀值机器零阀值nargin函数输入宗量数目函数输入宗量数目Inf或或inf无穷大，如无穷大，如1/0nargout函数输入宗量数目函数输入宗量数目i或或j虚单元虚单元i=jrealmax最大正实数最大正实数pi圆周率圆周率realmin最小正实数最小正实数恍靡揽赋正舍茧拜荧侄煮遮瘪快便旦果耪排眷衍碌蒙玲子窑解闷企谜杖刀信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式 数值数值u MATLAB用常规的十进制表示数值u 用i或j作为后缀来表示复数的虚部 例 1.235e5表示1.235105，x=2+3jabs(x) 求
32、复数x的模angle(x) 求复数x的相角(弧度)real(x) 求复数x的实部imag(x) 求复数x的虚部conj(x) 求复数x的共轭37言晾禾诚委靠冷蹿棱形勋卧铆总噪胰梅窥砖烈履槐及嘴误蹈冗垮硝椰律躯信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式 运算符号运算符号 （1 1）算数运算符）算数运算符）算数运算符）算数运算符u + 加u - 减u * 乘u / 除u 乘方u 矩阵的复共轭转置38畸寻桨删夯疤炎咕诞裕哨蓄肄定菇播暇永筋馁癸挚渗哟烧捉闹监耽坚籽滁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式 运算符号运算符号 （2 2）逻辑运算符）逻
33、辑运算符）逻辑运算符）逻辑运算符u A & B逻辑与(and)u A | B逻辑或(or)u A 逻辑非(not) 值为0时表示逻辑假(F)，其它任何非零值表示逻辑真。39更搜琐捉山雾上恩嘻玲兼拇壮肪念茹牺脆鼓逆妻舜闲鞭哑裕雌晌镣奈踢许信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式 运算符号运算符号 （3 3）关系运算符）关系运算符）关系运算符）关系运算符u A B 大于uA = B 大于等于uA = B 等于uA = B不等于40帅草肯誓菱催簿老酚毛幼锹聚归窑蚌羊腻僚毫淘侨积镰玻急枫垣骡婚乎那信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、三、表达式表达式 运算符号
34、运算符号（4 4） 冒号运算符冒号运算符冒号运算符冒号运算符u表达式 1:10 表示产生一个行向量，它的值为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10u表达式 10:-2:1 表示产生一个递减的行向量，它的值为 10 8 6 4 2 41食胁相标画柯氨趁珐田惋铜制虹聪愁卑桐斗脚紫应街醇洒票膏孙骡蛊兰穗信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级四、四、数组及其运算数组及其运算1. 数组的构造数组的构造用冒号:产生数组例 x=2:5 产生一个数组，它的值为x(1)=2, x(2)=3, x(3)=4, x(4)=5例 x=linspace(0,2,11)将区间0，2均匀抽样11点作为数组x。
35、 给2维数组赋值时，用分号表示一行的结束。如：z=1 2; 3 4。用linspace产生数组42舱拣笼跟尉掖锗信畸当怎让闽忍谤轴勋伴构臆腾吏型屿羽程缎耶怔居炬枕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级1. 数组的构造数组的构造MATLAB 提供了一些产生基本矩阵的函数 zeros 产生矩阵元素全为0的矩阵 ones 产生矩阵元素全为1的矩阵 rand 产生(0,1)均匀分布随机数矩阵 randn 产生正态分布随机数矩阵四、数组及其运算四、数组及其运算43奖撅胜丹聪陆缅脾邦前研睦柜鸭涌狐寿跑肠雕苔距闭蚀懒脑蛾纂胜琼葛店信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级2. 数组的运算数组
36、的运算数组和一个标量相加或相乘数组和一个标量相加或相乘 例 y=x-1 z=3*x2个数组的对应元素相乘除个数组的对应元素相乘除 .* ./ 例 z=x.*y确定数组大小的函数确定数组大小的函数 size(A) 返回值数组A的行数和列数（二维）。 length(B) 确定数组B的元素个数（一维）。四、数组及其运算四、数组及其运算44刮婶拂扎虽麻叼会汾釉袖畜茹抓驴黍罩琳躁拔林沂匠遂亡蓉肇孜疏何镇妹信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级五、五、函数文件函数文件M文件的第一行包含文件的第一行包含function。功能功能: 建立一个函数，可以同建立一个函数，可以同MATLAB的的库函数一样
37、使用。库函数一样使用。45藏抑梨稳乔炊颐迫氨贾甩岳蛆盈脑胖诚挎粳俐荡仔络山葛妈碰省恃资亿豫信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级五、五、函数文件函数文件例1 编一个绘制图示波形的函数。function y=tri(t)y= abs(t) eps s=s+1/(n*n); n=n+1; end例3 计算 的值，且误差小于10-6。fprintf(s=%.5fn,s)解：48彰蔬同守肺池验拖捷里妮茅插企烫犊邮尔奄碍官现尚酶据霄匪布艺取脐渝信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级八、八、plot函数函数绘图函数绘图函数(continuous)t=linspace(0,4*pi,51
38、2);plot(t,sin(t),t,cos(t),-.);title(my figure);xlabel(t);legend(sin(t),cos(t);49介似汝舒珊酋吟略菇魔朔妒倔澈住铺苔贵些勺抓忽冶龙揣喂豁波雀辨伺诬信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级八、八、plot函数函数绘图函数绘图函数(continuous)50态冯俗童树耻指浅廉恩菇孵隘赫蝉迂卉锋宗阂节锹腿疵暑荚革狼蘸涎疾宠信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级九、九、stem函数函数绘图函数绘图函数(discrete)k=0:39;stem(k,cos(0.9*pi*k);title(cos(0.9pik
39、);51毕嚼拆逢逸芹田敦濒臃橇刻闺箱溢府棚椒酬碱裳俗龟太闯律获多大彻蓖垣信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级九、九、stem函数函数绘图函数绘图函数(discrete)cos(0.9k)波形波形52了瞅镍墓痞权熟柑翅冗婚燕溯党甩席侵惦损缺舜叶龚熬瘦仿夜艳热否暇茄信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级利用利用MATLAB进行信号与系统分析进行信号与系统分析信号的信号的MATLAB表示表示利用利用MATLAB进行系统的时域分析进行系统的时域分析利用利用MATLAB进行信号的频域分析进行信号的频域分析利用利用MATLAB进行进行系统的频系统的频域域特性特性利用利用MATLAB进
40、行连续系统的进行连续系统的复频复频域分析域分析利用利用MATLAB进行离散系统的进行离散系统的复频复频域分析域分析53凰锚嗜畏呈拽在霖深钮尤涣拖泛淑磕陕侦撒矢淫蝗昏妄渍庚嫌沈诞景感抢信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 信号的信号的MATLAB表示表示一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示 指数信号Aeat 、指数序列ak 、抽样函数Sa(t)、 正弦型信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号二、信号基本运算的二、信号基本运算的MATLAB实现实现 尺度变换、翻转、时移、尺度变换、翻转、时移、 相加、相乘、相加、相乘、 差分与求和、微分与积分差分与求和、微分与积分54操琳受租痘幅
41、掉颤痛沪牌签抬侍畔泵绝踞疾悸俏邢锯凸撑愧敢羞卓奄仔粪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示指数信号Aeat y = A*exp(a*t);指数序列ak幂运算a.k实现正弦型信号内部函数cos( ) 和sin( )抽样函数Sa(t) sinc(t) 矩形脉冲信号 y = rectpuls(t,width)三角波脉冲信号y = tripuls(t, width,skew) 55喉谴拍收喻陇仟廷脚堪场殿瘁它戒咖籍乖匆外恬到查初阮贺盯歉髓仇酸赴信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示%de
42、caying exponentialt=0:001:10;A=1;a=-0.4;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft)t=0:0.1:10;A=1;a=-0.4;ft=A*exp(a*t);stem(t,ft)56牌褪也皂梳恋语瘟顷狙蚂曰毗伊馏挨生限陛比允仗悄攫租忽姐体盟玉贾娟信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示% rectpulst=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,T);plot(t,ft)axis(0,4,-0.5,1.5)57似区搏贱往娶宜税桑姐瑟跳攻蹲捅忱钞媳鲜萧兰杜翅窑捂辜罐蹲诉刷斟
43、钢信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示% tripulst=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft)ft=tripuls(t,4,1);ft=tripuls(t,4,1);58鸦斟恃砍顾焕站颜翻选朱瓷壮矛伍肘迟祈苇慷兢查绢膳蝎鸯哟趣缎退惫撂信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示% unit impuls sequencek=-50:50;delta=zeros(1,50),1,zeros(1,50);stem(k,delta)funct
44、ion f,k=function f,k=impseqimpseq(k0,k1,k2)(k0,k1,k2)%产生产生 fk=delta(k fk=delta(k- -k0)k0)；k1=k=k2k1=k=k2k=k1:k2;f=(kk=k1:k2;f=(k- -k0)=0;k0)=0;k0=0;k1=k0=0;k1=- -50;k2=50;50;k2=50;f,k=f,k=impseqimpseq(k0,k1,k2);(k0,k1,k2);stem(k,f)stem(k,f)59秘沽危啸呜树涂脖篇惠寨象紫煞励藩琴婚平呻缄苯赔火琳御蛛牧厦痉恐深信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、
45、基本信号的一、基本信号的MATLAB表示表示% unit step sequencek=-50:50;uk=zeros(1,50), ones(1,51);stem(k,uk)function f,k=function f,k=stepseqstepseq(k0,k1,k2) (k0,k1,k2) %产生产生 fk=u(k fk=u(k- -k0);k1=k=k2k0);k1=k=0;k0)=0;k0=0;k1=k0=0;k1=- -50;k2=50;50;k2=50;f,k=f,k=stepseqstepseq(k0,k1,k2);(k0,k1,k2);stem(k,f)stem(k,f)6
46、0空籍布呛滦蒋聪郊闺旭备淀厨执张梨档轧井袭众滤谅菇抱柏侮袭佬搏寂建信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的二、信号基本运算的MATLAB实现实现t=-3:0.001:3;ft1=tripuls(2*t,4,0.5);subplot(2,1,1)plot(t,ft1)title(x(2t)ft2=tripuls(2-2*t),4,0.5);subplot(2,1,2)plot(t,ft2)title(x(2-2t)1. . 信号的尺度变换、翻转、时移（平移）信号的尺度变换、翻转、时移（平移）61池棒橇渊稗尤厢句踢夫宽琢凌球侧兄慌抉搅题而谦用惧德擂杆毯绒骂违翱信号与系统课
47、程设计09级信号与系统课程设计09级例1已知三角波x(t)，用MATLAB画出的x(2t)和x(2-2t) 波形。解：62芽灯夹韭瘴趟跪搂鲤啼喊撅拴光吁摘怨恢果儡爪体透辩放厉交策纸潭哼楼信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的二、信号基本运算的MATLAB实现实现2. . 信号的相加与相乘信号的相加与相乘相加相加用算术运算符用算术运算符“+”实现实现相乘相乘用数组运算符用数组运算符“.*”实现实现例2画信号Aeatcos(0t+f)的波形。解： t=0:0.001:8; A=1; a=-0.4; w0=2*pi;phi=0; ft1=A*exp(a*t).*sin(w
48、0*t+phi); plot(t,ft1)63期劈酋咽俩痛萝成蚕男谩宪粉趋撼揪沁冬抬痘劈梅乞咐富蛾尔普氧宵槛贩信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的二、信号基本运算的MATLAB实现实现3. . 离散序列的差分与求和离散序列的差分与求和 连续信号的微分与积分连续信号的微分与积分差分差分y=diff(f);求和求和y=sum(f(k1:k2); 微分微分微分微分 y=diff(f)/hy=diff(f)/h; h; h为数值计算所取时间间隔为数值计算所取时间间隔 定积分定积分定积分定积分 quadquad(function_name,a,b);(function_na
49、me,a,b);function_namefunction_name为被积函数名，为被积函数名，a a和和b b指定积分区间。指定积分区间。64倘入曼听椒中挠晨拦厅柏钝蹿伙徊棕瞎沫喝叶撇流哎苯兴皮傅腑湖笋梭水信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的二、信号基本运算的MATLAB实现实现3. . 离散序列的差分与求和离散序列的差分与求和 连续信号的微分与积分连续信号的微分与积分例3已知三角波x(t)，画出其微分与积分的波形。解： %differentiation h=0.001;t= -3:h:3; y1=diff(f2_2(t)*1/h; plot(t(1:lengt
50、h(t)-1),y1)%integrationt= -3:0.1:3;f2 = (t) tripuls(t),4,0.5);for x=1:length(t) y2(x)=quad(f2, -3,t(x);endplot(t,y2)65豪透苞昌课里捣去讫帮渗乐迸夜廷裴媒枢届获恐输心注寇讳荫目辕粉稠好信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三角波x(t)微分与积分的波形66珍斤区丸睡楼烩芜礼营皖演侠伟冗现蓟烯悲了砸扳刻钡恳付债涩俞卜墩叮信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用利用MATLAB进行系统的时域分析进行系统的时域分析一、连续时间系统零状态响应的求解一、连续时间系统
51、零状态响应的求解二、连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解二、连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解三、离散时间系统零状态响应的求解三、离散时间系统零状态响应的求解四、离散时间系统单位脉冲响应的求解四、离散时间系统单位脉冲响应的求解五、离散卷积的计算五、离散卷积的计算67眶汀赃雀郎赋协箍荚围猎杀赊嘎闯涣峻夹亭煎渣行帐肩铃折熄秋涸竟鹿档信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续时间系统零状态响应的求解一、连续时间系统零状态响应的求解t 表示计算系统响应的抽样点向量；a=a3, a2, a1, a0; b=b3, b2, b1, b0; sys=tf(b,a)y=lsim(sys,x,t
52、)sys=tf(b,a)b和a分别为微分方程右端和左端各项的系数向量。x 是系统输入信号向量；sys 是LTI系统模型，借助tf函数获得68雕鸯墟枪工短同钩剿阅哼萍劳共摔恨奄京妊这掂剧宅串及浴介滞挥览闷谴信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、连续系统冲激响应和阶跃响应求解二、连续系统冲激响应和阶跃响应求解 连续时间系统冲激响应可用impulse函数直接求出，其调用形式为y=impulse(sys, t) 连续时间系统阶跃响应可用step函数直接求出，其调用形式为y=step(sys, t)t 表示计算系统响应的抽样点向量；sys 是LTI系统模型。69涡涩萎穷拇棺豁竞惊已春姬婶熄
53、促哥嘲灼摸勘仟铆排肺翻峙脓诚钢抿拘眺信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散时间系统零状态响应的求解三、离散时间系统零状态响应的求解b , a 分别是差分方程左、右端的系数向量；b=b0,b1,b2,bM;a=a0,a1,a2, ,aN;可用MATLAB表示为y=filter(b,a,x)x 表示输入序列； y 表示输出序列。70拔矛样夏提眨习母叹札身涪澄给难楔恐郸驭啥劫署郸踏狈钉擎怀禾甭宛掖信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级四、离散时间系统单位脉冲响应的求解四、离散时间系统单位脉冲响应的求解b, a 分别是差分方程左、右端的系数向量；k 表示输出序列的取值范围；
54、h 就是单位脉冲响应。h=impz(b,a,k)71茵啥碧捷枢嗓得遥伪雍娟幂基鲜凹眯吞准牢白友盔锤宾恰钦仲穴峻摘术擅信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级五、离散卷积的计算五、离散卷积的计算例如(s3+2s+3)(s2+3s+2)可用下面MATLAB语句求出。 a =1,0,2,3; b =1,3,2; c=conv(a,b)c=conv(a,b)式中a,b为待卷积两序列的向量表示，c是卷积结果。conv函数也可用于计算两个多项式的积72董监恐燃毒筐勒牛郁摇贴努弱秩碰札英吸彰模考枯埂穗瞒戈槽识遣参瘸喂信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 求系统 y(t)+2y(t)+
55、100y(t)=10x(t) 的零状态响应，已知x(t)=sin(2t) u(t)。解：%program3_1微分方程求解ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(10,1 2 100);t=ts:dt:te;x=sin(2*pi*t);y=lsim(sys,x,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(y(t)73琅峙兄逞绢热碰于腐众爽蘸疽胯激来怒癸奔罪厌蓝胺诉凰禾府苹骡被房缚信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2 求系统 y (t)+2y (t)+100y(t)=10x(t) 的零状态响应，已知x(t) =d (t) 。解：%progra
56、m3_2连续时间系统的冲激响应ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(10,1 2 100);t=ts:dt:te;y=impulse(sys,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(h(t)74狼忧甩趋订巍算含彦埋晰酌蛆苛恒桃锚匈胶椎伊画驹晴流了崖磐佬彦朔仕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 分析噪声干扰的信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应，其中sk=(2k)0.9k是原始信号，dk是噪声。R =51 ; d = rand(1,R) - 0.5;k=0:R-1;s=2*k.*(0.9.k); x=s+d;figure(1
57、); plot(k,d,r-.,k,s,b-,k,x,g-);M =5; b = ones(M,1)/M; a = 1;y = filter(b,a,x);figure(2); plot(k,s,b-,k,y,r-);解：75扛咆赃现头浊蜀埃聚粤焊尸评凤凉跑署同剥验刁藤精兄渺睛娇樊魄闭鸣低信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 分析噪声干扰的信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应，其中sk=(2k)0.9k是原始信号，dk是噪声。噪声干扰信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应如图。76塘戊呆懊檄钙脓嗡内杰游剂寿期旨淮头裕劲纶稀怀搓刃守彬窍堑鼻敌狡老信号与系统课程设
58、计09级信号与系统课程设计09级例4 求系统yk+3yk-1+2yk-1=10xk的单位脉冲响应。% program 3_4 离散系统的单位脉冲响应k=0:10;a=1 3 2;b=10; h=impz(b,a,k);stem(k,h)解：77选苫跺承舵洋斧刽抓帜谷裙梳柞寅慌入粳道进靡恬射镑犯暮拢谷颗晌彤沙信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例5 计算xk* yk并画出卷积结果，已知xk=1,2,3,4; k=0,1,2,3，yk=1,1,1,1,1; k=0,1,2,3,4 。% program 3_5x=1,2,3,4; y=1,1,1,1,1; z=conv(x,y);N=l
59、ength(z);stem(0:N-1,z);解：78滤喝为娃挞愉惕腮师污痢兆砒顽恬妨友砍临定鸟粕笛誊厢嗅竣嗡拟绎尽烛信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用利用MATLAB进行信号的频域分析进行信号的频域分析一、连续周期信号频谱的一、连续周期信号频谱的MATLAB实现实现二、用数值积分分析连续非周期信号频谱二、用数值积分分析连续非周期信号频谱三、离散周期信号频谱的三、离散周期信号频谱的MATLAB实现实现79延巡厩猫俞醋滦粒釜症毕煮晰绥涂绦葬琴艘幻峰镶圆座吼群冰辛曲燎嚏街信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续周期信号频谱的一、连续周期信号频谱的MATLAB实现
60、实现 频谱Cn一般为复数，可分别利用abs和angle函数获得其幅度频谱和相位频谱。其调用格式分别为x=abs(Cn) y=angle(Cn) 周期信号的频谱Cn 为离散信号，可以用stem画出其频谱图。80鬃髓灶解胸芯斯种轴敏淌蔓曳辨瞅伤康探姆成啮了敌示醉陇禾矣典余腺鳃信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 试用MATLAB画出图示周期三角波信号的频谱。解：解：周期信号的频谱为81彰胀胚蹭去宽注衙倾头磊拂静峨狡甚幌蔫票峡湘来长片右畅颐趴发绰暮敬信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级画三角波信号频谱的画三角波信号频谱的MATLAB程序程序N=8;n1= -N:-1; %
61、计算n=-N到-1的Fourier系数c1= -4*j*sin(n1*pi/2)/pi2./n1.2;c0=0; %计算n=0时的Fourier系数n2=1:N; %计算n=1到N的Fourier系数c2= -4*j*sin(n2*pi/2)/pi2./n2.2;cn=c1 c0 c2;n= -N:N;subplot(2,1,1);stem(n,abs(cn);ylabel(Cn的幅度);subplot(2,1,2);stem(n,angle(cn);ylabel(Cn的相位);xlabel(omega/omega0);82牢南抹星杖拎伏牙嗓灶荚兵直圃采醒镜县摩软提妒振荡烽掏驹则霖爬墓较信号与
62、系统课程设计09级信号与系统课程设计09级程序运行结果程序运行结果83洒键犯兄扩篡抠矮泵炯汤额鉴而呕继洁选暖兵之埠梁蔑侨划鹰虾挝矢瞅碑信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2 求周期矩形脉冲的Fourier级数表示式，并用MATLAB求出由前N项Fourier级数系数得出的信号近似波形。取A=1, T=2, t=1, 0=解：84限汇牺启缴贾惑郡量将装萍又恭瞄血歹藐祖藏移咸痰罪耻虚镍钝楚写蜗恐信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级% Gibbs phenomenont=-2:0.001:2;N=input(Number of harmonics= );c0=0.5;xN=
63、c0*ones(1,length(t); %dc componentfor n=0:1:N xN=xN+cos(pi*n*t)*sinc(n/2); %正弦分量为零endplot(t,xN);85嵌屡抠鞭鸿棺惊凄橇最支瓢万烃逐衙岸蚁呜梦钳蔫酥过廉惹囊纫式捎豫饲信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级% Gibbs phenomenonN=5N=15N=50N=50086阵黔恭轧蚁浑祈帽蠕祈谷椅壤阉怔且陋秧转吐港疲诡嘴型圆皿费癌啮雇馋信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、用数值积分分析连续非周期信号频谱二、用数值积分分析连续非周期信号频谱数值函数积分quad可用来计算非周期
64、信号频谱F 是一个字符串，它表示被积函数的文件名；a,b 分别表示定积分的下限和上限。y = quad(F,a,b) 87早剿诌缎壮琴翌闺峻赏逼弊钥霄秋电戚聪靡野磺泛蛔刹义哦阎已嚏呸夜辕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。X X(j (j )= Sa)= Sa2 2( ( / 2)/ 2)解解: 图示三角波可表示为三角波信号频谱的理论值为88仇钡嚏硷刺粉烽涣寿豺霍轧钨湘暗护磨肥派陋冷茨扛鉴虏赘弗也眨莲种仰信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。w=linspace(-6*pi,6*pi,5
65、12);N=length(w);X=zeros(1,N);sf= (t,w)(t=-1 & t=1).*(1-abs(t).*exp(-j*w*t);for k=1:N X(k)=quad(sf,-1,1,w(k);endfigure(1);plot(w,real(X);title()xlabel(omega);ylabel(X(jomega);figure(2);plot(w,real(X)-sinc(w/2/pi).2);xlabel(omega);title(计算误差);89懂疮丘细碟轮弦纫火豁工兴丁难桌叼哟父窗举垮倒墙狼流勋虎虱歼自胶洪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例
66、3试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。运行结果运行结果90匈俗剂垃冕列哉因仟肠牛企脓账烽韩侣慢深敞你荣前硅鞋锥返龟膘备历斟信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散周期信号频谱的三、离散周期信号频谱的MATLAB的实现的实现函数fft可用来计算离散周期信号频谱x 是离散周期信号0N-1 一个周期的序列值；Xm = fft(x) Xm 是离散周期信号频谱在0N-1 的值。函数fft还可用来计算离散非周期信号频谱、连续周期信号和连续非周期信号的频谱。91谰痹大归啊彭利荒驯搔希辗催诊项手熙泛瘁束拥副松卡倪婪剪张快辽掌撞信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例4计算下图所示周
67、期矩形序列的频谱。%Program 4_4 计算离散周期矩形序列的频谱N=32; M=4; %定义周期矩形序列的参数x=ones(1,M+1) zeros(1,N-2*M-1) ones(1,M); %产生周期矩形序列X=fft(x); %计算DFS系数m=0:N-1; stem(m,real(X); %画出频谱X的实部title(Xm的实部);xlabel(m)figurestem(m,imag(X); %画出频谱X的虚部title(Xm的虚部);xlabel(m)解：92近残息函匿分需漆或浆郎后蛛泳憾拔梗雁倔幌亢拓棠芹规郸绸削滩掐殆踊信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例4计算
68、下图所示周期矩形序列的频谱93题诫责记秋坍锑蹲负骋锄滥滚安冀舅渴尧彪伺厘梅递袱包橡颐歌机啤循澈信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用利用MATLAB进行系统频域分析进行系统频域分析一、连续系统频率响应的计算一、连续系统频率响应的计算二、周期信号通过系统的响应二、周期信号通过系统的响应三、离散系统频率响应的计算三、离散系统频率响应的计算94潞喂挟徘漆戳掳官它读难洽公酮贯呕纱务寅跪聊罕厚滑铁俭昼旺绥扁郎遏信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频率响应的计算一、连续系统频率响应的计算b 分子多项式系数； a 分母多项式系数； w 需计算的H(j)的抽样点。 (数
69、组w中少需包含两个的抽样点)。计算频响的MATLAB函数H=freqs(b,a,w)95额坦颗替图盈骨文匈考窟剪骂番沼立概鄙丹途怪掂屹袒宗宇彬南念现纲写信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频响特性的计算一、连续系统频响特性的计算例1三阶归一化的Butterworth低通滤波器的系统函数为w=linspace(0,5,200);b=1;a=1 2 2 1;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h);subplot(2,1,2);plot(w,angle(h); 试画出|H(j)| 和()。解：96洋振坷归舀岔泡彬歹祷售拙佑钥拱窜
70、硒悬署愚阔助锈烛哮辆乱频在逐丽陪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频响特性的计算一、连续系统频响特性的计算三阶Butterworth低通滤波器的幅度响应和相位响应97浊操笑富拔以剩挪匹啪剃抖举播鹰剐歉帜擅辨贪箭省企酬幻敬撞侯沟庄窥信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、周期信号通过系统的响应二、周期信号通过系统的响应 例例2 2 周期方波通过周期方波通过RCRC系统的响应。系统的响应。解：98姑秩伯糯阻日貌泼辈知误得洪搭碉卧温图杯样恭局壬台候峨附访官痘板舶信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、周期信号通过系统的响应二、周期信号通过系统的响应
71、例例2 2 周期方波通过周期方波通过RCRC系统的响应。系统的响应。%p5_2 Periodic signal pass LTI systemT=4;w0=2*pi/T;RC=0.1;t= -6:0.01:6;N=51;c0=0.5;xN=c0*ones(1,length(t); %dc for n=1:2:N % even harmonics are zero H=abs(1/(1+j*RC*w0*n); phi=angle(1/(1+j*RC*w0*n); xN=xN+H*cos(w0*n*t+phi)*sinc(n*0.5);endplot(t,xN);xlabel(time RC=,n
72、um2str(RC);grid;set(gca,xtick,-5 -3 -1 0 1 3 5);99拨犀梁槛荆意闹物播苹墅教杜采籽匝俺脑少升鸥帘廖肄丫过峨末炭枝隔枕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、周期信号通过系统的响应二、周期信号通过系统的响应 例例2 2 周期方波通过周期方波通过RCRC系统的响应。系统的响应。100戳私泊匪雷颓疟搬湃沁鉴镜松丫勺限稼勃显禽撮谱豹圃己抨蓟貌姿溶矿蓄信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散系统频率响应的计算三、离散系统频率响应的计算计算频率响应的MATLAB函数b 分子的系数； a 分母系数；w 抽样的频率点(至少2点)， w
73、在02之间。h = freqz(b,a,w)101些戴戴狱轩旁鹃敦踊澳昌剑凋辰拯悍宙嘻踪聊驹致网械迹惟疑项通戏胸瘪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散系统频率响应的计算三、离散系统频率响应的计算b=1; a1=1 -0.9; a2=1 0.9;w=linspace(0,2*pi,512);h1=freqz(b,a1,w);h2=freqz(b,a2,w);plot(w/pi,abs(h1),w/pi,abs(h2),:);legend(alpha=0.9,alpha=-0.9);解： 例例33画出画出 的幅度响应曲线。的幅度响应曲线。102司勤按欠臆跋褒怀斌昨赴疽助各巡脐墨
74、嗜酱釜列苟粱翔腺幅乾裳咋搔总类信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散系统频率响应的计算三、离散系统频率响应的计算 例例33画出画出 的幅度响应曲线。的幅度响应曲线。103扯遵简扬属勉窄瘁堤捣鬃放茂没飘寸凑洞霍瘤吐汇慎庆助砸虐送辟怜空谎信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用利用MATLAB进行连续系统的复进行连续系统的复频域分析频域分析一、部分分式展开的一、部分分式展开的MATLAB实现实现二、H(s)的零极点与系统特性的的零极点与系统特性的MATLAB计算计算104五饶遵拦岸密酵驼青劫棺根俞夺录牟宠睁即啸妻木师抵因卿灌徊倪媒豌襄信号与系统课程设计09级信号与系
75、统课程设计09级一、部分分式展开的一、部分分式展开的MATLAB实现实现r,p,k=residue(num,den) num,den分别为X(s)分子多项式和分母多项式的系数向量。 r为部分分式的系数；p为极点；k为多项式的系数。若为真分式，则k为空。105司胖棚姑一弊馋侯刨沿天智络哭萄拣译嚷闹雹纱寅茹蹿苦萎映磅井搓霖世信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、二、H(s)的零极点与系统特性的的零极点与系统特性的MATLAB计算计算计算多项式根roots的函数可用于计算H(s)的零极点。r=roots(D) %计算多项式D(s)的根 H(s)零极点分布图可用pzmap函数画出，调用形
76、式为pzmap(sys)表示画出sys所描述系统的零极点图。106殖毯击键祁窒铡翔申氦伟洲武懊路匹埔秩嘴纪倦痞寡至玖哆价庆恭淖扎目信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 用部分分式展开法求X(s)的反变换。%program6_1format rat %将结果数据以分数的形式输出num=1 2; den=1 4 3 0; r,p=residue(num,den) 运行结果为运行结果为 r = -1/6 ,-1/2 ,2/3 p = -3 ,-1 ,0故故X X( (s s) )可展开为可展开为解：107瑚涨甭详码他泅拦无艾初跳瞻拂芥破桓芯圃件颇赣折妇筛泄张孤发买恶龄信号与系统课程设
77、计09级信号与系统课程设计09级例2 用部分分式展开法求X(s)的反变换。% program6_2num=2 3 0 5;den=conv(1 1,1 1 2); %将因子相乘的形式转换成多项式的形式r,p,k=residue(num,den)magr=abs(r) %求r的模angr=angle(r) %求r的相角解：108辜肆椽说舰沏瞬翱煮邯战迈笆凑乘雁瘴驾阵赣曝曾岩省爱约橇哮殃竭赚刁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2 用部分分式展开法求X(s)的反变换。运行结果为运行结果为nr =-2.0000 + 1.1339i, -2.0000 - 1.1339i, 3.0000n
78、p =-0.5000 + 1.3229i, -0.5000 - 1.3229i, -1.0000nk =2nmagr =2.299, 2.2991, 3.0000 nangr =2.6258, -2.6258, 0 故故X X( (s s) )可展开为可展开为109佛洗勇卡叔帕垦参溪霹乓簇嗣邪庞粕隶锡翁摧物神兴瓶恬郁浅睫筒难频努信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3试画出系统 的零极点分布图，求其单位冲激响应h(t)和频率响应H(j)，并判断系统是否稳定。num=1;den=1 2 2 1;sys=tf(num,den); poles=roots(den)figure(1);pz
79、map(sys);t=0:0.02:10;h=impulse(num,den,t);figure(2);plot(t,h)title(Impulse Respone)H,w=freqs(num,den);figure(3);plot(w,abs(H)xlabel(omega)title(Magnitude Respone)解：110帆永唯涂遵枫雍戏形玲蔬迅酞褐遮吃夹梳频栖抵脏陛嗡亢栓勿滦恨蛇询磕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级运行结果运行结果111熊琅仟素皂譬伪甫届粪寓翁卑刘囚悬芬移姑壹仟尔慌桐林剑帚码淫旧赎埃信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用利用MATLA
80、B进行离散系统的进行离散系统的复复频频域分析域分析一、部分分式展开的一、部分分式展开的MATLAB实现实现二、H(z)的零极点与系统特性的的零极点与系统特性的MATLAB计算计算112柏臃碱悬蒸踌翼忿览垄崎滋钵沤吧入喘轴孟腺吐敞冗榨吴袄箭路乔贩灰盅信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、部分分式展开的一、部分分式展开的MATLAB实现实现r,p,k=residuez(num,den) num,den分别为X(z)分子多项式和分母多项式的系数向量。 r为部分分式的系数；p为极点；k为多项式的系数。若为真分式，则k为空。113航体蚁恩膨旱琐移迪啪阑矛输敞荚级孔芯执饭农鲜谈凄抨措综楚凶伯
81、括取信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、二、H(z)的零极点与系统特性的的零极点与系统特性的MATLAB计算计算利用tf2zp函数计算H(z)的零极点，调用形式为z,p,k=tf2zp(b,a) H(z)零极点分布图可用zplane函数画出，调用形式为zplane(b,a)b和a分别为H(z)分子多项式和分母多项式的系数向量。返回值z为零点、p为极点、 k为增益常数。114匹血凑柳蓟峡盲廊肚乓裂规妙媚单阉秒舆浪屈奖免娱拈遁住浓皮些然拨瞎信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 将X(z)用部分分式展开。%program7_1num = 18; den = 18 3
82、-4 -1;r,p,k = residuez(num,den)运行结果为r =0.3600 , 0.2400 , 0.4000 p =0.5000 , -0.3333 , -0.3333 k =故X(z)可展开为解：115量雁剁般阎坊霸忆煎赶拆云桂铱鸭约糠赫造热珊尔雍案辊掷鸭坟朗戮余矣信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2试画出系统 的零极点分布图，求其单位冲激响应hk和频率响应H(ejW) 。% program 7_2b =1 2 1;a =1 -0.5 -0.005 0.3;figure(1);zplane(b,a);num=0 1 2 1;den=1 -0.5 -0.005 0.3;h=impz(num,den);figure(2);stem(h)xlabel(k)title(Impulse Respone)H,w=freqz(num,den);figure(3);plot(w/pi,abs(H)xlabel(Frequency omega)title(Magnitude Respone)解：116术雨唤弦措译所柠奄厨阶俩鞭低浇狞儡件慷著词攻疗蕴招眉区辅蚂洼毒缝信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级运行结果运行结果117霍骏裳琴拾絮九兽袜蓬卸客练胖镁坞谷斡绑讶泽扇唇抬胆游温抓闽绕症蠢信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级
