信号的表示与信号的运算

信号的表示与信号的运算

班级：__________ 通信__________________

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指导教师：______________________________

完成日期：2016年6月22日______

实验四：信号的表示与信号的运算

一、实验目的

学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为信号分析和系统分析奠定基础。

二、相关知识点

1•连续信号的产生

2•离散信号的产生及基本运算

三、实验原理、方法和手段

MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。这些基本信号是信号处理的基础。

1 •连续信号的产生

(1)阶跃信号

产生阶跃信号的MATLAB程序如下：

t= -2: 0.02: 6;

x=(t>=0);

plot(t,x);

axis([-2,6,0,1.2]);

(2)指数信号

产生随时间衰减的指数信号的MATLAB程序如下：

t = 0: 0.001: 5;

x = 2*exp(-1*t);

plot(t,x);

(3)正弦信号

利用MATLAB提供的函数cos和sin可产生正弦和余弦信号。产生一个幅度为2,频率为4Hz,相位为二/6的正弦信号的MATLAB程序如下：

f0=4;

w0=2*pi*f0;

t = 0: 0.001: 1;

x = 2*si n(w0*t+ pi/6);

plot(t,x);

(4)矩形脉冲信号

函数rectpulse(t,w)可产生高度为1、宽度为w、关于t=0对称的矩形脉冲信号。产生高度为1、宽度为4、延时2秒的矩形脉冲信号的MATLAB 程序如下：

t=-2: 0.02: 6;

x=rectpuls(t-2,4);

plot(t,x);

(5)抽样信号

可使用函数sinc(x)计算抽样信号x(t)=sin(t)/t ,

函数sinc(x)的定义为sin c(x)=sin( n<)/ n产生的MATLAB程序如下：

t= -10:1/500:10;

x=s in c(t/pi);

plot(t,x);

2 •离散信号的产生

(1 )单位脉冲序列和单位阶跃序列

函数zeros(1,n)可以生成单位脉冲序列，产生1行n列的由0组成的矩阵。产生单位脉冲序列的MATLAB程序如下：

k= -4: 20;

x=[zeros(1,7),1,zeros(1,17)];

stem(k,x)

函数ones(1,n)可以生成单位阶跃序列，产生1行n列的由1组成的矩阵。产生单位阶跃序列的MATLAB程序如下：

k= -4:20;

x=[zeros(1,7),o nes(1,18)];

stem(k,x)

(2)指数序列

产生离散指数序列的MATLAB程序如下：

k = -5:15;

x = 0.3*(1/2).A k;

stem(k,x);

(3)正弦序列

产生正弦序列的MATLAB程序如下：

k=-10:10;

omega=pi/3;x = 0.5*s in(o mega*k+ pi/5);

stem(k,x);

(4)白噪声序列

白噪声序列在信号处理中是常用的序列。

函数rand可产生在［0，1］区间均匀分布的白噪声序列，

函数randn可产生均值为0，方差为1的高斯分布白噪声。

N=20;k=0:N-1;

x=rand (1,N)

stem(k,x);

3.离散序列的基本运算

信号的运算是数字信号处理的重要内容。对输入信号按指定的算法进行运算以提取有用信息，而这些算法可以分解为若干基本运算。离散信号的基本运算主要包括：信号的加、乘、移位、翻转、卷积、相关等。这些运算的MATLAB实现方法如下表：

四、实验条件

计算机一台，MATLAB软件

五、实验步骤及结果测试

1 •利用MATLAB产生下列信号并作图。

(1)错误！未找到引用源。，并完成x(t+5),x(-t),x(3t)的波形。

MATLAB 程序：

% x(t+5)

clc

t= -10:1/500:10;

x=si nc((t+5)/pi);

plot(t,x);

结果：

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□® x ® n ini To

抽样信号

MATLAB 程序:

% x(-t) clc

t= -10:1/500:10; x=s in c(t/pi); y=fliplr(x);

Plot(t,y);

抽样信号対叫

MATLAB 程序:

% % x(3t)

clc

t= -10:1/500:10; x=si nc(3*t/pi); plot(t,x);