精品课件-信号与系统实验(MATLAB版)-第3章

2. (1) 已知信号f1(t)=(-t+4)［ε(t)-ε(t-4)］， f2(t)=sin(2π t)，用MATLAB绘出下列信号的时域波形。要求
(a) f3(t)=f1(-t)+f1(t) )+f1(t)
(c) f5(t)=f2(t)×f3(t)
(b) f4(t)=-［f1((d) f6(t)=f1(t)×f2(t)
subplot(2，3，1); ezplot(f，［-3，3］);
实验3 连续时间信号的时域基本运算
y1=subs(f，t，t+2); subplot(2，3，2); ezplot(y1，［-5， 1］); y2=subs(f，t，t-2) subplot(2，3，3); ezplot(y2， ［-1，5］); y3=subs(f，t，-t); subplot(2，3，4); ezplot(y3，［-3， 3］); y4=subs(f，t，2*t); subplot(2，3，5); ezplot(y4，［-2， 2］); y5=-f; subplot(2，3，6) ezplot(y5，［-3，3］) ; 注：在运行以上程序时，需先建立Heaviside的M
实验3 连续时间信号的时域基本运算
Heaviside的函数M function ［x，n］=Heaviside(n0，n1，n2) n=［n1：n2］; x=［(n-n0)==0］;
各个信号的波形如图3.9
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.9 各个信号的波形
实验3 连续时间信号的时域基本运算
a＜0 时，还必须包含翻转;
实验3 连续时间信号的时域基本运算
(6) 标量乘法： f(t)→af(t)
(7) 倒相：f(t)→-f(t)
(8) 微分：f(t)→df (t) dt
(9) 积分：f(t)→t
f(τ) dτ
实验3 连续时间信号的时域基本运算 三、涉及的MATLAB
1. stepfun
实验3 连续时间信号的时域基本运算
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实验3 连续时间信号的时域基本运算
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实验3 连续时间信号的时域基本运算
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实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.8 信号及其积分
实验3 连续时间信号的时域基本运算
9)
已知信号f(t)=
1
t 2
×［ε(t+2)-ε(t-2)］，分别求
f(t+2)； f(t-2)； f(-t)； f(2t)； -f(t) MATLAB syms t f=sym(′(t/2+1)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2))′);
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.6 信号及其倒相
实验3 连续时间信号的时域基本运算
7) 微分
MATLAB clear all; t=-1：0.02：1; g=t.*t;
实验3 连续时间信号的时域基本运算
d=diff(g); subplot(211); plot(t，g，′-′); xlabel(′t′); ylabel(′g(t)′); title(′微分′); subplot(212) plot(d，′--′); xlabel(′t′); ylabel(′d(t)′); 信号及其微分结果如图3.7
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.2 两个连续信号的相乘结果
实验3 连续时间信号的时域基本运算
3) 实现连续信号的移位，即[WTBX]f(t-t 0)，或者f(t+t 0)，常数t 0＞0 [WTBZ] MATLAB
clear all; t=0：0.0001：2; y=sin(2*pi*(t)); y1=sin(2*pi*(t-0.2)) plot(t，y，′-′，t，y1，′--′) ylabel(′f(t)′); xlabel(′t′); title(′信号的移位′); 信号及其移位结果如图3.3
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.7 信号及其微分
实验3 连续时间信号的时域基本运算
8) 求信号f(t)在区间(-∞，t) MATLAB clear all; t=-1：0.2：1; syms t g=t*t; d=int(g);
实验3 连续时间信号的时域基本运算
subplot(211); ezplot(g); xlabel(′t′); ylabel(′g(t)′); title(′积分′); subplot(212) ezplot(d); xlabel(′t′); ylabel(′d(t)′); 信号及其积分结果如图3.8
实验3 连续时间信号的时域基本运算
for i=1：n u(i)=b*u(i)*(t(i)-t0);
end y=sin(2*pi*t); f=y.*u; plot(t，f) xlabel(′时间(t)′); ylabel(′幅值f(t)′); title(′连 续信号的相乘′); 两个连续信号的相乘结果如图3.2
实验3 连续时间信号的时域基本运算
(1) 加(减)： f(t)=f1(t)±f2(t) (2) 乘： f(t)=f1(t)·f2(t) (3) 延时或平移：f(t)→f(t-t0) 左移
t0＞0 时右移;
t0＜0 时
(4) 翻转： f(t)→f(-t)
(5) 尺度变换：f(t)→f(at)
|a|＞1 时尺度缩小; |a|＜1 时尺度放大;
实验3 连续时间信号的时域基本运算
1. 验证性实验(直接利用符号法进行编程) 1) 实现两个连续信号的相加，即f(t)=f1(t)+f2(t) MATLAB clear all; t=0：0.0001：3; b=3; t0=1; u=stepfun(t，t0);
实验3 连续时间信号的时域基本运算
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.5 信号及其尺度变换
实验3 连续时间信号的时域基本运算
6) 将信号f(t)以横轴为对称轴对折得到-f(t) MATLAB
clear all; t=-1：0.02：1; g1=3.*t.*t; g2=-3.*t.*t; grid on; plot(t，g1，′-′，t，g2，′--′); xlabel(′ t′); ylabel(′g(t)′); title(′倒相′); 信号及其倒相结果如图3.6
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.1 两个连续信号的相加
实验3 连续时间信号的时域基本运算
2) 实现两个连续信号的相乘，即f(t)=f1(t)×f2(t)
MATLAB clear all;
t=0：0.0001：5; b=3; t0=1; u=stepfun(t，t0); n=length(t);
clear all; t=0：0.001：1; a=2; y=sin(2*pi*t); y1=sin(2*a*pi*t);
实验3 连续时间信号的时域基本运算
subplot(211) plot(t，y); ylabel(′y(t)′); xlabel(′t′); title(′尺度变换′); subplot(212) plot(t，y1); ylabel(′y1(t)′); xlabel(′t′); 信号及其尺度变换结果如图3.5
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.3 信号及其移位
实验3 连续时间信号的时域基本运算
4) 信号的翻转就是将信号的波形以纵轴为对称轴翻转180°，将 信号f(t)中的自变量t替换为-t MATLAB clear all; t=0：0.02：1; t1=-1：0.02：0; g1=3*t; g2=3*(-t1); grid on;
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(2) 已知信号f(t)的波形如图3.10所示。试画出下列各函
数对时间t
(a) f(-t)
(d)
f(2t)
1 2
t
(e) f
(f) ddft(tf-2)12 t 1 (g) f
(h) t
(i) f(2-τ)dτ
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.10 信号f(t)的波形
n=length(t);
for i=1：n
u(i)=b*u(i)*(t(i)-t0);
end
%
y=sin(2*pi*t); %产生一个正弦信号
f=y+u;
%
plot(t，f) ;
xlabel(′时间(t)′); ylabel(′幅值f(t)′); title(′连
续信号的相加′);
两个连续信号的相加结果如图3.1所示。
实验3 连续时间信号的时域基本运算
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
实验3 连续时间信号的时域基本运算
一、实验目的 (1) 掌握连续时间信号时域运算的基本方法； (2) 掌握相关函数的调用格式及作用； (3)
信号的基本运算包括信号的相加(减)和相乘(除)。信号的 时域变换包括信号的平移、翻转、倒相以及尺度变换。这里要 介绍的信号处理之所以要强调“基本运算”，是为了与 后面将要介绍的信号的卷积、相关等复杂的处理方法相区别。
实验3 连续时间信号的时域基本运算
plot(t，g1，′--′，t1，g2); xlabel(′ t′); ylabel(′g(t)′); title(′信号的反折′); 信号及其反折结果如图3.4
实验3 连续时间信号的时域基本运算 图 3.4 信号及其反折
实验3 连续时间信号的时域基本运算
5) 将信号f(t)中的自变量t替换为at MATLAB
实验3 连续时间信号的时域基本运算
(1) 在计算机中输入程序，验证实验结果，并将实验结果 (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 (3) 在实验报告中写出完整的自编程序，并给出实验结果。
(1) (2) 能否将信号f(2t+2)先平移后尺度变换得到信号f(t)？
stepfun(t，t0) 其中，t是时间区间，在该区间内阶跃信号一定会产生; t0是信号发生从0到1跳跃的时刻。
实验3 连续时间信号的时域基本运算 2. diff函数
diff(f)：求函数f diff(f，′t′)：求函数f对独立变数t 3. int函数
int(f)：函数f int(f，′t′)：函数f对独立变数t