信号与系统实验报告

信号与系统实验

指导老师：

实验时间： 2015年6月

学校：海南大学

学院：信息科学技术学院

专业班级：

姓名：

学号：

《信号与系统实验》

实验一基本信号在MATLAB中的表示和运算

一、实验目的

1．学会用MATLAB表示常用连续信号的方法；

2．学会用MATLAB进行信号基本运算的方法；

二、实验原理

1．连续信号的MATLAB表示

MATLAB提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。

表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。数值法是定义某一时间范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形；符号法是利用MATLAB的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解析式，也可用绘图语句画出其波形图。

例1-1指数信号

如f (t) = Ae at，调用格式为ft=A*exp (a*t)

程序:

A=1;a=-0.4;

t=0:0.01:10;

ft=A*exp(a*t);

plot(t,ft);

grid on;

波形图：

例1-2 正弦信号

调用格式为ft=A*sin(w*t+phi)

程序：

A=1;w=2*pi;phi=pi/6;

t=0:0.01:8;

ft=A*sin(w*t+phi);

plot(t,ft);

grid on;

波形图：

例1-3 抽样信号

定义为Sa(t) = sin c(t /π )

程序：

t=-3*pi:pi/100:3*pi;

ft=sinc(t/pi);

plot(t,ft);

grid on;

axis([-10,10,-0.5,1.2]);

title('抽样信号')

波形图：

例1-4 三角信号

调用格式为ft=tripuls(t,width,skew)，产生幅度为1，宽度为width，且以0为中心左右各展开width/2大小，斜度为skew的三角波。width的默认值是1，skew的取值范围是-1~+1之间。一般最大幅度1出现在t=(width/2)*skew的横坐标位置。

程序：

t=-3:0.01:3;

ft=tripuls(t,4,0.5);

plot(t,ft);

grid on;

axis([-3,3,-0.5,1.5]);

波形图：

例1-5 虚指数信号调用格式是f=exp((j*w)*t)

程序：

t=0:0.01:15;

w=pi/4;

X=exp(j*w*t);

Xr=real(X);

Xi=imag(X);

Xa=abs(X);

Xn=angle(X);

subplot(2,2,1),plot(t,Xr),axis([0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5]),

title('实部');

subplot(2,2,3),plot(t,Xi),axis([0,15,-(max(Xa)+0.5),max(Xa)+0.5]),

title('虚部');

subplot(2,2,2),plot(t,Xa),axis([0,15,0,max(Xa)+1]),title('模');

subplot(2,2,4),plot(t,Xn),axis([0,15,-(max(Xn)+1),max(Xn)+1]),title('相角'); %subplot(m,n,i)

波形图：

例1-6 复指数信号调用格式是f=exp((a+j*b)*t)

程序：

t=0:0.01:3;

a=-1;b=10;

f=exp((a+j*b)*t);

subplot(2,2,1),plot(t,real(f)),title('实部') subplot(2,2,3),plot(t,imag(f)),title('虚部') subplot(2,2,2),plot(t,abs(f)),title('模') subplot(2,2,4),plot(t,angle(f)),title('相角') 波形图：

例1-7 矩形脉冲信号矩形脉冲信号可用rectpuls函数产生，

调用格式为y=rectpuls(t,width),幅度是1，宽度是width，以t=0为对称中心。程序：

t=-2:0.01;2;

width=1;

ft=2*rectpuls(t,width);

plot(t,ft);

grid on;

波形图：

例1-8 单位阶跃信号单位阶跃信号u(t)用“t>=0”产生，调用格式为ft=(t>=0) 程序：

t=-1:0.01:5;

ft=(t>=0);

plot(t,ft); grid on;

axis([-1,5,-0.5,1.5]);

波形图：

例1-9 正弦信号符号算法程序：

syms t

y=sin(pi/4*t)

ezplot(y,[-16,16])

波形图：

例1-10 单位阶跃信号MATTLAB符号数学函数Heaviside表示阶跃信号，但要画图需在工作目录创建Heaviside的M文件

文件Heaviside.m的程序

function f=Heaviside(t),

f=(t>0);

程序：

t=-1:0.01:3;

f=heaviside(t);

plot(t,f)

axis([-1,3,-0.2,1.2])

波形图: