信号与系统仿真作业
信号与系统仿真2
实验内容要求: 实验内容要求
.练习实验一的内容并保存实验结果以便检查. 课后练习实验一程序设计实验内容.
连续时间信号、 实验二 连续时间信号、离散信号卷积运算
卷积积分是信号与系统时域分析的基本手段， 主要用于求系统零状态响应. 运用卷积conv函数实现连续时间信号卷积运算、 离散信号卷积运算。
涉及的MATLAB函数 函数 涉及的
xlabel('时间(t)');ylabel('f1(t)');title('单位阶跃信号'); subplot(2,3,2) plot(t1,f2);
xlabel(' xlabel('时间(t)');ylabel('f2(t)');title('单位冲激信号'); (t)');ylabel('f2(t)');title(' '); y=conv(f1,f2);t=-10:1/a:10; subplot(2,3,3) plot(t,y);axis([-5,5,0,1.2]); xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('f1与f2的卷积');
f33=conv(f11,f22);t=-20:1/a:20; subplot(2,3,6) plot(t,f33); xlabel('时间(t)');ylabel('f33(t)');title('f11与f22的 卷积');
实验内容要求: 实验内容要求
.练习实验而的内容并保存实验结果以便检查. 课后练习实验二程序设计实验内容.
信号与系统仿真实验报告5
上机实验5连续采样信号采样与重构验证试验1_1clear all;clc;t=0:0.0005:1;f=13;xa=cos(2*pi*f*t);subplot(2,1,1);plot(t,xa);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x_{a}(t)'); axis([0 1 -1.2 1.2]);subplot(2,1,2);T=0.1;n=0:T:1;xs=cos(2*pi*f*n);k=0:length(n)-1;stem(k,xs);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x[n]');axis([0 (length(n)-1) -1.2 1.2]);1_2clear all;clc;t=0:0.005:10;xa=2*t.*exp(-t);subplot(2,2,1);plot(t,xa);grid;xlabel('时间，msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x_{a}(t)'); subplot(2,2,2);wa=0:10/511:10;ha=freqs(2,[1 2 1],wa);plot(wa/(2*pi),abs(ha));grid;xlabel('频率,kHz');ylabel('幅值')title('|X_{a}(j\Omega)|');axis([0 5/pi 0 2]);subplot(2,2,3);T=1;n=0:T:10;xs=2*n.*exp(-n);k=0:length(n)-1;stem(k,xs);grid;xlabel('时间n');ylabel('幅值');title('离散时间信号x[n]');subplot(2,2,4);wd=0:pi/255:pi;hd=freqz(xs,1,wd);plot(wd/(T*pi),T*abs(hd));grid;xlabel('频率,kHz');ylabel('幅值')title('|X(e^{j\Omega})|');axis([0 1/T 0 2]); 1_3clear all;clc;Fp=3500;Fs=4500;Wp=2*pi*Fp;Ws=2*pi*Fs;[N,Wn]=buttord(Wp,Ws,0.5,30,'s');[b,a]=butter(N,Wn,'s');wa=0:(3*Ws)/511:3*Ws;h=freqs(b,a,wa);plot(wa/(2*pi),20*log10(abs(h)));grid;xlabel('Frequency,Hz');ylabel('Gain,dB');title('gain response');axis([0 3*Fs -60 5]);1_4%离散信号的时域过采样n=0:50;x=sin(2*pi*0.12*n);y=zeros(1,3*length(x));y([1:3:length(y)])=x;subplot(2,1,1);stem(n,x);title('输入序列');subplot(2,1,2);stem(n,y(1:length(x)));title('输出序列'); 1_5%离散信号的时域欠采样clear all;clc;n=0:49;m=0:50*3-1;x=sin(2*pi*0.042*m);y=x([1:3:length(x)]);subplot(2,1,1);stem(n,x(1:50));axis([0 50 -1.2 1.2]);title('输入序列'); subplot(2,1,2);stem(n,y);axis([0 50 -1.2 1.2]);title('输出序列');1_6clear all;clc;freq=[0 0.45 0.5 1];mag=[0 1 0 0];x=fir2(99,freq,mag);[Xz,w]=freqz(x,1,512);subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(Xz));axis([0 1 0 1]);grid;title('输入谱'); subplot(2,1,2);L=input('过采样因子=');y=zeros(1,L*length(x));y([1:L:length(y)])=x;[Yz,w]=freqz(y,1,512);plot(w/pi,abs(Yz));axis([0 1 0 1]);grid;title('输出谱');%%%%%%所存储的图形为过采样因子=5的波形设计实验1_1clear all;clc;t=0:0.0005:1;f=150;xa=3*sin(2*pi*f*t);subplot(2,1,1);plot(t,xa);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x_{a}(t)'); axis([0 0.04 -3.2 3.2]);subplot(2,1,2);T=1/5120;n=0:T:1;xs=3*sin(2*pi*f*n);k=0:length(n)-1;stem(k,xs);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x[n]');axis([0 200 -3.2 3.2]);1_2clear all;clc;t=0:0.00000005:1;f=3000;xa=3*sin(2*pi*f*t);subplot(2,1,1);plot(t,xa);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x_{a}(t)'); axis([0 0.004 -3.2 3.2]);subplot(2,1,2);T=1/5120;n=0:T:1;xs=3*sin(2*pi*f*n);k=0:length(n)-1;stem(k,xs);grid;xlabel('时间,msec');ylabel('幅值');title('连续时间信号x[n]');axis([0 20 -3.2 3.2]);。
信号与系统
《信号与系统》仿真作业实验一：连续信号的表示及可视化：f(t)=δ(t); f(t)=ε(t); f(t)=e at(分别取a>0与a<0);f(t)=R(t); f(t)=Sa(wt); f(t)=sin(2πft);(分别画出不同周期个数的波形)解：（1）f(t)=δ(t)的matlab表示：程序清单如下：》t=-5:0.01:5;k=(0-(-5))/0.01+1;y=zeros(size(t));y(k)=1/(0.01-(-0.01));plot(t,y);title('冲击函数f(t)=δ(t)')画出冲击函数的图形如下：冲击函数f(t)=δ(t)t（2） f(t)=ε(t )的matlab 表示及图形： 程序清单如下： 》t=-5:0.01:5; y=heaviside(t) plot(t,y)画出阶跃函数的图形如下：(3) f(t)=e at 的matlab 表示及图形： 程序清单如下： 》t=-10:0.01:10;y1=exp(0.1*t); y2=exp(-0.1*t); plot(t,y1,'r',t,y2,'b') 画出指数函数的图形如下：tf (t )=ε(t )(4) f(t)=R(t)的matlab 表示及图形： 程序清单如下： 》t=-5:0.01:5;y=heaviside(t+2)-heaviside(t-2); plot(t,y,'b') 画出窗函数的图形如下：(5) f(t)=Sa(wt) 的matlab 表示及图形： 程序清单如下：》ezplot('sin(t)./t',[-20,20]) grid ontf (t )=e atty =R 9t )画出抽样函数的图形如下：sin(t)/tt（6）f(t)=sin(2πft)的matlab表示及图形：程序清单如下：》ezplot('sin(2*pi*50*t)',[-.02,.02])grid on画出正弦函数的图形如下：实验二：离散信号的表示及可视化：f(t)=δ(n ); f(t)=ε(n ); f(t)=e an (分别取a>0与a<0); f(t)=R N (n ); f(t)=Sa(nw); f(t)=sin(nw );(分别取不同的w 值) 解：（1） 冲击序列f(n)=δ(n )的matlab 实现： 程序清单如下： 》n0=0; ns=-10; nf=10; n=[ns:nf];y=[zeros(1,n0-ns),1,zeros(1,nf-n0)];-0.02-0.015-0.01-0.00500.0050.010.0150.02-1-0.50.51tsin(2 50 t)stem(n,y);title('冲击序列f(n)=δ(n)')画出冲击序列的图形如下：冲击序列f(n)=δ(n)n（2）阶跃序列f(n)=ε(n)的matlab实现：程序清单如下：》n0=0;ns=-10;nf=10;n=[ns:nf];y=[zeros(1,n0-ns),ones(1,nf-n0+1)];stem(n,y);title('阶跃序列f(n)=ε(n)')阶跃序列的图形如下：（3） 指数序列f(t)=e an (分别取a>0与a<0)的matlab 实现： 程序清单如下： 》n=-10:10; y1=exp(0.1*n); y2=exp(-0.1*n); plot(n,y1,'ro',n,y2,'bo') 指数序列的图形如下：（4） 门序列f(n)=R N (n )的matlab 实现：程序清单如下： 》n1=-3;n2=3;ns=-15;nf=15;阶跃序列f(n)=ε(n)nnf (t )=e a nn=[ns:nf];y=[zeros(1,n1-ns),ones(1,n2-n1+1),zeros(1,nf-n2)]; stem(n,y);title('窗序列f(n)=R N (n )') 窗序列的图形如下：（5） 抽样序列f(t)=Sa(nw)的matlab 实现： 》n=-20:0.5:20; y=sin(n)./n; plot(n,y,'o'); title('f(t)=Sa(nw)')窗函数f(n)=R N (n)n抽样序列的图形如下：（6） 正弦序列f(t)=sin(nw )(分别取不同的w 值)的matlab 实现： 》n=-0.1:0.002:0.1 w=100 y=sin(w*n) plot(n,y,'o') grid on正弦序列的图形如下：f (t)=Sa(nw)nny =s i n (w *n )实验三：系统的时域求解1、设h(n)=(0.9)n u(n),x(n)=u(n)-u(n-10),求：y(n)=x(n)*h(n),并画出x(n),h(n),y(n)波形。
信号与系统仿真作业
nGDOU-B—11—112广东海洋大学学生实验报告书（学生用表）课程名称课程号学院（系)信息学院专业班级学生姓名学号实验地点04002 实验日期实验一连时间信号的MATLAB表示和连续时间LTI系统的时域分析一、实验目的1．掌握MA TLAB产生常用连续时间信号的编程方法，并熟悉常用连续时间信号的波形和特性；2．运用MATLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应；3．运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应;4．运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应；5．运用MATLAB卷积积分法求解系统的零状态响应。
二、实验原理1. 连续信号MATLAB实现原理从严格意义上讲,MA TLAB数值计算的方法并不能处理连续时间信号.然而，可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号,即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB处理，并且能较好地近似表示连续信号.MATLAB提供了大量生成基本信号的函数.比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。
为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的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，最后画出其波形图.三、实验内容1．实例分析与验证根据以上典型信号的MA TLAB函数，分析与验证下列典型信号MA TLAB程序，并实现各信号波形图的显示，连续信号的图形显示使用连续二维图函数plot（).（1）正弦信号：用MA TLAB命令产生正弦信号2sin(2/4)ππ+，并会出时间0≤t≤3的波形图。
程序如下：K=2;w=2*pi ;phi=pi/4;t=0：0.01：3；ft=K*sin （w*t+phi ）；plot(t,ft ）,grid on ；axis （[0,3,-2。
2,2.2］)title （’正弦信号’)（2） 抽样信号：用MA TLAB 中的sinc(t)函数命令产生抽样信号Sa(t),并会出时间为66t ππ-≤≤的波形图。
实验0 信号与系统仿真MATLAB
（2）赋值语句 1． 变量名 = 表达式 如：T =0：pi/50：2*pi；（分号结束， T的结果不在屏幕显示） 2． [返回变量列表] = 函数或命令名 (输入变量列表) [m，p]=bode（a，b，c，d，e）
[返回变量列表] 函数或命令名 输入变量列表 （逗号或换行号结束，[m，p]的结果全部在屏幕显示） 若输入变量、返回变量不只1个 之间用逗号隔开。 注： 若输入变量、返回变量不只 个，之间用逗号隔开。 在MATLAB中“：”是个很有用的算子，经常用它生成向量。 如T =0 ：pi/50 ：2*pi 语句为生成一个从0到2*pi步长为pi/50 的行向量T。
绘制球面函数： sphere(n)----直接绘制一个圆心在原 点，半径为1的单位球面。参数n确定绘制球面的精 度，n越大球面越精确。 如输入： subplot(2,2,1),sphere(5) title('n=5'),axis equal subplot(2,2,2),sphere(10) title('n=10'),axis equal subplot(2,2,3),sphere(50) title('n=50'),axis equal subplot(2,2,4),sphere(100) title('n=100'),axis equal
（2）三维图形 三维曲线图命令 plot3 (x1, y1, z1, ’s1’, x2, y2, z2, ’s2’, x3, y3, z3, ’s3’) 三维曲面网线图绘制命令 mesh (x, y, z) 三维曲面绘图函数 surf (x, y, z) 绘制网格图形函数：z=peaks(n) 取Z为一个n*n 的高斯分布矩阵 输入：x=0:pi/50:10*pi; plot3(sin(x),cos(x),x); grid on;
《信号与系统》matlab仿真实验
《信号与系统》matlab仿真实验综合实验一《信号与系统》的MAＴＬAＢ仿真实验一.实验目的1.熟悉ＭA TLAB软件平台、工具箱、高效的数值计算及符号计算功能。
2.熟悉MATLＡB软件的信号处理编程方法和结果的可视化3.了解数字信号处理的计算机仿真方法4.进一步加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解。
二．实验软件MATＬＡＢ 6.5 界面三．实验内容1.基本信号的表示及可视化2.连续信号的时域运算与时域变换3.线性系统的时域分析及Ｍatlab实现4.连续时间信号的频域分析及Ｍatlab实现四．实验原理方法及相关MAＴＬAB函数1.基本信号的表示及可视化1.1 连续时间信号(1)表示出连续信号f（t)=Sa(t)＝sin(ｔ)/tMaｔｌab命令如下：t＝－10:1.5:10；%向量ｔ时间范围t=t1:p:t2，p为时间间隔f=ｓiｎ(t)．／t；plot（t，f); %显示该信号的时域波形ｔitle(‘f(t）=Ｓa(ｔ)’）；ｘlaｂeｌ(‘ｔ’）axiｓ([-1０,10,－0.4,１．1]）注：改变p可使信号波形更平滑,同学们可以试一试。
(2）单位阶跃信号定义阶跃函数functiｏn f=Ｈeaｖｉｓｉｄe(t)ｆ=(t>0)调用阶跃函数ｔ=-1:0.01:３;ｆ=Heaviside（t)pｌot(t,ｆ);axiｓ(［-1,3,-０．2,１.2])；(2)单位冲击信号 (ｔ)定义冲击函数ｆunｃtiｏｎｃｈongjｉ(t1,t2,t0)ｄt=0.01；t=t1:ｄｔ:t2；n＝lengtｈ(t);x＝zｅros(１,ｎ);x(1，（-t0-t1）/dｔ+１)＝1/ｄｔ;stairs（t，x）;axｉｓ([t1，t2,０，1.2/dt])title(＇单位冲击信号δ(t)'）调用的是cｈoｎgji（－1,５,0）;可以试着给别的t1,t２,ｔ0.1.2离散时间信号（1）单位阶跃序列ε(k)定义阶跃序列fｕｎｃtion jｙxulｉe(k1,k2,ｋ0）k=k1:-ｋ0-1;kk=－k0:k２；ｎ=ｌｅnｇth(k);nn=lｅngth（kk）;u=ｚeｒos(1,n); %k０前信号赋值为零ｕu=oｎｅs(1,nn)；%ｋ０后信号赋值为一stｅm(ｋｋ,uu,’ｆilled’)hｏｌd oｎstem（k,u,’filｌeｄ’)holｄｏfftiｔlｅ(‘单位阶跃序列’)aｘis(［k1 k20 1.5］)调用阶跃序列函数ｊｙｘuｌiｅ(-2,６,0)(3)单位序列δ（k)定义单位序列函数ｆuncｔｉonｄwxuliｅ（k1,k2,k0)k=k1：k2;n=lenｇｔｈ(k);ｆ=zeros（１，n);f(1，-k０-k1+1)=1；steｍ(k，f,’fiｌled’）ａxiｓ([k1,k2,0,1.5])titｌe（‘单位序列δ(k)’）调用单位序列函数dｗxｕlie(-3,5,0）２.连续信号的时域运算与时域变换运算、变换的符号运算方法:相加、相乘、移位、反折、尺度变换、倒相已知信号)]2()2([)21()(--+⨯+=ttttfεε,用matlaｂ求f(ｔ＋2),f(t-2)，f(-t),f（2t),-f(t）,并绘出时域波形。
信号与系统仿真 模板
《信号与系统》仿真实验报告姓名：学号：班级：实验一信号的产生与运算一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数。
2、掌握连续时间和离散时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种信号的波形。
二、实验原理1.1连续时间信号的仿真（1）Program1.1clear,close all,dt=0.01;t=-2:dt:2;x=sin(2*pi*t);plot(t,x)title('Sinusoidal signal x(t)')xlabel('Time t (sec)')-2-1.5-1-0.50.511.5-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Time t (sec)（2）单位阶跃信号u （t ）和单位冲激信号δ（t ）的定义function y=dalta(t); dt=0.01;y=(u(t)-u(t-dt))/dt;function y=u(t); y=(t>=0);1.2离散时间信号的仿真 Program1_2clear, close all , n=-10:10; x=sin(0.2*pi*n); stem(n,x)title('Sinusoidal signal x[n]') xlabel('Time index n')-10-8-6-4-20246810Time index nProgram1_3clear,close all,n=-5:5;x=[0,0,0,0,0.1,1.1,-1.2,0,1.3,0,0];stem(n,x,'.')grid on,title('A discrete-time sequence x[n]')xlabel('Time index n')-5-4-3-2-1012345Time index nProgram3实现了一个离散序列的产生的功能。
信号与系统大作业模板
《信号与系统分析》大作业报告题目：基于Matlab的信号与系统分析仿真学号：课号：指导教师：2020 年12月26日一、设计思路：1.编写程序（函数），利用Matlab画出波形，并利用自变量替换方式实现信号的尺度变换、翻转和平移等运算；2.利用Matlab的impluse函数和step函数分别求解连续系统的冲激响应和阶跃响应，绘图并与理论值比较,利用卷积和函数conv计算连续时间信号的卷积，并绘图表示；3.利用函数quad和quadl求傅里叶变换，画出对应频谱，进行比较，验证尺度变换、时移、频移、卷积定理、对称性等性质；4.画出波形，利用quad函数或quadv函数求波形傅里叶级数，绘制单边幅度谱和单边相位谱，然后合成波形。
二、项目实现：1.信号的运算(1)编写程序（函数），画出图（a）所示波形f（t）(2)利用（1）中建立的函数，通过自变量替换的方式依次画出图（b）、（c）、（d）即f（2t）、f（-t）、f（t+5）的波形。
源代码：% Program ch1_1% f(t)t=-4:0.01:4;y=tripuls(t,6,0.8);subplot(211);plot(t,y);title('f(t)');xlabel('(a)');box off;% f(2t)y1=tripuls(2*t,6,0.8);subplot(234);plot(t,y1);title('f(2t)');xlabel('(b)');box off;% f(-t)t1=-t;y2=tripuls(-1*t1,6,0.8);subplot(235);plot(t1,y2);title('f(-t)');xlabel('(c)');box off;% f(t+5)t2=t-5;y3=tripuls(5+t2,6,0.8);subplot(236);plot(t2,y3);title('f(t+5)');xlabel('(d)');box off ;由图可知，Matlab 计算结果与理论值一致2.系统分析(1)已知一个因果LTI 系统的微分方程为y ”(t)+3y ’(t)+2y(t)=f(t),求系统的冲激响应和阶跃响应，绘图并与理论值比较。
实验一信号与系统仿真实验
实验一 信号与系统仿真实验希望同学们根据实验任务要求事先做好预习，上机实验完成后应写出相应的实验报告(要求附程序与仿真结果)。
实验目的了解MA TLAB 的基本使用方法和编程技术，以及Simulink 平台的建模与动态仿真方法 ，进一步加深对课程所学内容的理解。
实验项目1．信号的分解与合成，观察Gibbs 现象。
2．信号与系统的时域分析，即卷积分、卷积和的运算与仿真。
3．信号的频谱分析，观察信号的频谱波形。
4．系统函数的形式转换。
5．用Simulink 平台对系统进行建模和动态仿真。
实验仪器计算机一人一台；安装Matlab/Simulink 数值仿真软件平台。
实验内容1、以周期为T ，脉冲宽度为12T 的周期性矩形脉冲为例研究Gibbs 现象。
提示：已知周期方波信号的傅里叶级数系数ak 的表达式如下：πωπωωk T k a T T a T e a t x k m mk t jk k )sin(22)(101000====∑-= 试画出x(t)的波形图（分别取m 等于1，3，7，19，79，T=4T1），观察Gibbs 现象，通过对不同m 取值的合成波形观察，体会有限项合成信号与原信号的不同，同时，理解函数能量大部分集中在傅里叶级数系数ak 的第一对零点之内的道理2、求卷积并画图 （1）已知：)2()1()(1---=t u t u t x ，)3()2()(2---=t u t u t x求：)()()(21t x t x t y *==？并画出其波形。
（2）已知某离散系统的输入和冲激响应分别为：]5,3,2,1,5,3,4,1[][=n x ，]2,4,0,4,2,4[][=n h 。
求系统的零状态响应，并绘制出系统的响应图。
提示：求卷积可用),(21x x conv ；画图可用subplot 、plot 和stem 。
3、求频谱并画图（1） 门函数脉冲信号)5.0()5.0()(1--+=t u t u t x（2） 三角脉冲信号⎪⎩⎪⎨⎧>≤-=1011)(2t t t t x （3） 单边指数函数)()(3t u e t x t -=（4） 高斯信号2)(4t e t x -=提示：求频谱可用fourier ，画图可用ezplot4、求系统函数转换（1） 零极点形式转换成多项式形式。
信号与系统仿真实验报告(原创)
信号与系统仿真实验报告实验一信号的产生与运算一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种的波形。
二、实验原理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信号灯。
这些基本信号是信号处理的基础。
在MATLAB中，无论是连续时间信号还是离散时间信号，MATLAB都是用一个数字序列来表示信号，这个数字序列在MATLAB中叫做向量（VECTOR）。
通常的情况下，需要与时间变量相对应。
如前所述，MATLAB有很多内部数学函数可以用来产生这样的数字序列，例如sin()、cos()、exp()等函数可以直接产生一个按照正弦、余弦或指数规律变化的数学序列。
1．连续时间信号的仿真程序Program1_1 是用MATLAB对一个正弦信号进行仿真的程序，在计算机上运行，观察所得到的图形。
% Program1_1% This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear,close all,dt=0.01;t=-2:dt:2;x=sin(2*pi*t);plot(t,x)title('sinusoidal signal x(t)')xlabel('Time t(sec)')得到的仿真图形如下：sinusoidal signal x(t)Time t(sec)常用的图形控制函数：Axis（[xmin,xmax,ymin,ymax]）:图形显示区域控制函数，其中xmin为横轴的显示起点，xmax为横轴的显示终点，ymin为纵轴的显示起点，ymax为纵轴的显示终点。
信号与系统仿真实验修改版
目录第一章信号及其运算的MATLAB表示 (2)1.1连续信号的MATLAB表示 (2)1.2离散信号的MATLAB表示 (7)1.3信号运算的MATLAB实现 (9)第二章时域分析的MATLAB实现 (12)2.1连续时间系统的零状态响应 (12)2.2连续时间系统的冲激响应和阶跃响应 (13)2.3离散时间系统的零状态响应 (13)2.4离散时间系统的冲激响应和阶跃响应 (15)2.5卷积的计算 (16)第三章频域分析的MATLAB实现 (18)3.1周期信号的频域分析 (18)3.2非周期信号的频域分析 (21)3.3系统的频率特性分析 (25)3.4连续时间系统的S域分析 (27)3.5离散时间系统的Z域分析 (33)实验一连续系统时域分析的MATLAB实现 (38)实验二傅立叶变换MATLAB的实现及傅里叶变换性质的分析 (40)实验三连续系统频率响应特性分析及系统函数极零点分布特性 (42)实验四离散系统频率响应特性分析及系统函数极零点分布特性 (44)第一章 信号及其运算的MATLAB 表示1.1连续信号的MATLAB 表示MATLAB 提供了大量用以生成基本信号函数，比如最常用的指数信号、正弦信号等就是MATLAB 的内部函数，即不需要安装任何工具箱就可调用的函数。
1． 指数信号指数信号tAe α在MATLAB 中可用exp 函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t)例如图1-1所示指数衰减信号的MATLAB 源程序如下（取A=1，-0.4）:%program1-1Decaying exponential signal A=1;a=-0.4; t=0:0.01:10; ft=A*exp(a*t); plot(t,ft);grid on;2． 正弦信号正弦信号Acos(0ω*t+ϕ)和Asin(0ω+ϕ)分别用MATLAB 的内部函数cos 和sin 表示，其调用形式为： A*cos(0ω*t+phi)A*sin(0ω*t+phi)例如图1-2所示正弦信号的MATLAB 源程序如下（取A=1，0ω=2π，ϕ=π/6）：%program1-2Sinusoidal A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8; ft=A*sin(w0*t+phi); plot(t,ft);grid on;图1-1 单边指数衰减信号图1-2 正弦信号除了内部函数外，在信号处理工具箱（Signal Prossing Toolbox）中还提供了诸如抽样函数、矩形波、三角波、周期性矩形波和周期性三角波等在信号处理中常用的信号。
信号与系统大作业之通信系统仿真
信号与系统大作业之通信系统仿真【背景知识】复用是通信系统中出于提高信息传输的速率以及节约资源的考虑，用一条高速的信道来传递许多低速信道汇集的信息，从而实现多路信息同时传输，提高效率。
从发展的过程来看，通信系统主要经历了频分/时分/码分三个过程，开始是应用于模拟通信的FDM，后来由于出现了重要的PCM（脉冲编码调制）技术，TDM开始应用于数字通信，再到现在的CDM，以及光通信中的WDM，复用技术已经成为了通信领域不可缺少的一部分。
【仿真内容】FDMA部分【基本原理】FDMA的基本流程：信号→调制→信道→解调由于FDMA采用的是通过分配不同的频带来实现信号的多路传输，因而可以通过Flourier变换的频移性质来搬移频谱，这是线性调制的主要思想。
频移性质：其中F(·)代表Flourier变换。
FDM有很多种调制方法，如标准调幅（AM）、抑制载波双边带调制（DSB-SC）、单边带调制（SSB）和残留边带调制（VSB）等。
标准调幅的方法最简单，是用一个有直流分量（满足）的载波传递信号，解调时采用包络检波即可。
但是这样的载波本身就占用了一部分发射功率，是一种浪费。
同时由于调制后的信号有低频分量，从而为了防止频谱混叠，载波的频率必须高于二倍的调制信号频率。
抑制载波双边带调制的方法主要是使直流分量为0。
这样可以使调制后的信号在零频附近为0，而且不至于造成直流功率的浪费。
但是此时不能进行包络检波，所以只能采用同步解调的方法。
即再乘同频同相的载波信号，再通过低通滤波得到原信号的1/2倍。
这是由决定的。
单边带和残留边带的思想基本一致。
即信号调制后，上下边带是对称的，携带完全相同的信息，因而只要传输一个边带即可。
对于单频的信号，由将cos项称为同相分量，sin项称为正交分量，则只要有相移的网络即可产生单边带的信号。
类似可以证明，对于多频率分量的信号，只要有宽带的相移网络，对于正频率相移，负频率相移，即希尔伯特变换，也可以实现信号的单边带传输。
信号与系统仿真实验报告
>> k=k1:-k0-1;
>> kk=-k0:k2;
>> n=length(k);
>> nn=length(kk);
>> u=zeros(1,n);
>t; %f(1,-k0-k1+1)=1;
>> stem(kk,uu,'filled')
>> f=exp(a*k);
>> stem(k,f,'filled')
>> title('正指数序列')
图像如下：
4.负指数序列 = (a<0)
程序如下：
>> %lab2.3.2
>> k1=-5;k2=20;a=-0.2;
>> k=k1:k2;
>> f=exp(a*k);
>> stem(k,f,'filled')
>> k=k1:k2;
>> n=length(k);
>> f=zeros(1,n);
>> f(1,-k0-k1+1)=1;
>> stem(k,f,'filled')
>> axis([k1,k2,0,1.5])
>> title('单位冲激序列')
图像如下：
2.单位阶跃序列 =
程序如下：
>> %lab2.2
>> f=sin(w*k);
利用matlab设计仿真信号与系统作业
Q1-2：以Q1_2为文件名存盘，产生实门信号)(2t g 和信号t t g t f π10cos )()(2=。
要求在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在-2~2秒之间。
然后执行该程序，保存所的图形。
syms t;gt=sym(heaviside(t+1)-heaviside(t-1));ft=gt*cos(10*pi*t);ezplot(ft,[-2,2]);grid on;axis([-2,2,-2,2]);title('ft=gt*cos(10*pi*t),gt=u(t+2)-u(t-2)');xlabel('t');Q1-4：根据示例程序的编程方法，编写一个MATLAB 程序，以Q1_5为文件名存盘，由给定信号x(t) = e -0.5t u(t)求信号y(t) = x(1.5t+3)，并绘制出x(t) 和y(t)的图形。
编写的程序Q1_5如下：syms txt=exp((-0.5*t))*heaviside(t);yt=xt*(1.5*t+3);subplot(1,2,1),ezplot(xt,[-2,6]),title(' xt=exp((-0.5*t))*u(t)')subplot(1,2,2),ezplot(yt,[-2,6]),title(' yt=xt*(1.5*t+3)')信号x(t)的波形图 和 信号y(t) = x(1.5t+3) 的波形Q1-6编写程序Q1_8，用Matlab 的方法计算并绘制由如下微分方程表示系统的冲激响应和阶跃响应，并分为上下两个子图绘制在一个图中。
)()(5.0)(2)(3)('22t f t f t y dt t dy dtt y d +=++num=[0.5,1];den=[1,3,2];t=0:0.01:8;subplot(2,1,1) ,impulse(num,den,8) subplot(2,1,2) ,step(num,den,8)Q1-7：做如下总结：1、信号与系统分析，就是基于信号的分解，在时域中，信号主要分解成：连续时间信号和离散时间信号2、写出卷积的运算步骤，并谈谈你对卷积的一些基本性质的理解。
信号与系统Sinmulink仿真
信号
？
系统
响应
3.5
信号与系统的Sinmulink仿真
Simulink提供了一个建立模型方块图的 图形用户接口(GUI) ，建模过程只需单 击和拖动鼠标操作就能完成，而且用户 可以立即看到系统的仿真结果。本次实 验掌握用Sinmulink建立仿真模型，并完 成系统响应的仿真。
信号
？
系统
响应
1.Simulink 基本操作
信号
？
系统
响应
例3：
（6）运行仿真 双击各模块可对系统中各模块参数进 行设置，各模块参数进行正确设置后， 单击系统模型编辑器上的Play图标（黑 色三角）或选择Simulation菜单下的 Start便可以对系统进行仿真分析。仿真 结束后双击Scope模块以显示系统仿真的 输出结果，如图所示。
信号
？
系统
响应
3.设置仿真参数
用鼠标双击指定模块图标，打开模块对 话框，根据对话框栏目中提供的信息进 行参数设置或修改。例如双击模型窗口 的传递函数模块，弹出对话框，在对话 框中分别输入分子、分母多项式的系数， 点击OK键，完成该模型的设置。
信号
？
系统
响应
4. 模块文件的取名和保存
模块文件的取名和保存选择模型窗口菜 单FileSave as后弹出一个“Save as”对话框，填入模型文件名，按保存 即可。
(1)启动Simulink 点击工具栏中的彩色图标 或在MATLAB环 境下输入simulink命令，会弹出一个名 “simulink library browser”的浏览 器窗口，如图所示，
信号
？
系统
响应
信号与系统matlab仿真实验报告
题号
1、对于一般的正弦信号、复指数信号、指数信号能够画出其波形图，分析其有
无周期，有周期的给出周期值；
2、能够画出任意输入信号的时域波形图；
注：请区别CT和DT信号。
3、能够画出信号的频谱图，包括幅度谱和相位谱；
4、能够实现信号卷积，并画出卷积后信号的波形图；
1.我把前四个要求集成在了一个主面板里，通过面板platform调用四个不同的功能。
2.第一个分界面general_signal用于实现题目1，由用户选择信号类型并输入信号相关参数。
3.第二个分界面any_signal用于实现题目1、2，同时显示出信号的时域波形以及频谱图、相位图。
4.第三、四个界面signal_ct_conv、signal_dt_conv分别用于实现连续和离散的卷积，对应题目4。
信号与系统仿真实验报告(原创)
信号与系统仿真实验报告实验一信号的产生与运算一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种的波形。
二、实验原理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信号灯。
这些基本信号是信号处理的基础。
在MATLAB中，无论是连续时间信号还是离散时间信号，MATLAB都是用一个数字序列来表示信号，这个数字序列在MATLAB中叫做向量（VECTOR）。
通常的情况下，需要与时间变量相对应。
如前所述，MATLAB有很多内部数学函数可以用来产生这样的数字序列，例如sin()、cos()、exp()等函数可以直接产生一个按照正弦、余弦或指数规律变化的数学序列。
1．连续时间信号的仿真程序Program1_1 是用MATLAB对一个正弦信号进行仿真的程序，在计算机上运行，观察所得到的图形。
% Program1_1% This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear,close all,dt=0.01;t=-2:dt:2;x=sin(2*pi*t);plot(t,x)title('sinusoidal signal x(t)')xlabel('Time t(sec)')得到的仿真图形如下：sinusoidal signal x(t)Time t(sec)常用的图形控制函数：Axis（[xmin,xmax,ymin,ymax]）:图形显示区域控制函数，其中xmin为横轴的显示起点，xmax为横轴的显示终点，ymin为纵轴的显示起点，ymax为纵轴的显示终点。
通信信号处理仿真大作业
第五章计算机仿真大作业采用计算机编程实现图1中的自适应均衡器：()h n ()s n ()x n ⊕()noise n ()y n 自适应均衡器()z n图1 信号传输的系统模型图1中()s n 为频率为10Hz 、采样频率为1000Hz 的正弦序列，假设该信号通过一个具有码间干扰特性的信道，其单位抽样响应为()[0.005,0.009,0.024,h n =--0.854,0.218,0.049,0.0323]--，经过上述信道的输出信号()x n 与高斯白噪声()noise n 叠加后作为自适应均衡器的输入信号()y n ，()z n 为自适应均衡器的输出信号。
其中图1中所示的自适应均衡器为一N=31阶FIR 滤波器，抽头系数为(),0,1,,1in i N ω=-其结构如图2所示： 1z -()y n 0ω1ω∑∑++()()d n s n =+-()z n ()e n 1z -1N ω-自适应算法图2自适应均衡器结构图按要求分析回答下列问题，并给出分析结果和波形图： 1.在一个图中用子图的形式（subplot ）画出图1中： (1)()s n 信号；(2)()s n 经信道()h n 传输后的()x n 信号；(3)当()x n 加()noise n 的信噪比SNR(dB ）为20dB 时均衡器的输入序列()y n 的波形图； 对上述波形进行对照分析和说明。
01002003004005006007008009001000-101正弦信号s(n)01002003004005006007008009001000-101x(n)序列1002003004005006007008009001000-101y(n)序列分析说明：s(n)通过具有码间干扰特性的信道h(n)，由于信道存在一定的误差和码间干扰使系统的性能下降，x(n)的波形密度减小了，但整体波形没有发生变化。
加入噪声后，y （n ）的幅值没有变化，但整个波形由于受到噪声干扰浮现“毛刺”现象，波形不在平滑。
信号与系统仿真实验报告
信号与系统仿真实验报告班级：学号：姓名：学院：实验一一、实验者姓名： 二、实验时间： 三、实验地点：四、实验题目：求三阶系统8106)65(5)(232+++++=s s s s s s H 的单位阶跃响应，并绘制响应波形图。
五、解题分析：要知道求单位阶跃响应需知道所用函数，以及产生波形图所需要用到的函数。
六、试验程序：num=[5 25 30]; den=[1 6 10 8]; step(num,den,10);title(‘Step response ’)七、实验结果：实验所得波形图如下：八、实验心得体会：通过本次试验了解学会了一些新的函数的应用。
了解到了N 阶系统的单位阶跃响应的计算方法，和系统的响应波形图的函数应用和绘制方法。
为后面的实验打下基础，并对信号仿真和《信号与系统》这门课程之间的联系有所增加，对《信号与系统》这门课里的问题也有了更加深入地了解。
九、实验改进想法：无。
0123456789100.511.522.533.544.5Step responseTime (sec)A m p l i t u d e实验二一、实验者姓名： 二、实验时间： 三、实验地点：四、实验题目:一个因果线性移不变系统)2()()2(81.0)(--+-=n x n x n y n y ，求：（1）)(z H ；（2）冲激响应)(n h ；（3）单位阶跃响应)(n u ；（4）)(ωj e H ，并绘出幅频和相频特性。
五、解题分析：离散卷积是数字信号处理中的一个基本运算，MTLAB 提供的计算两个离散序列卷积的函数是conv ，其调用方式为 y=conv(x,h) 。
其中调用参数x,h 为卷积运算所需的两个序列，返回值y 是卷积结果。
MATLAB 函数conv 的返回值y 中只有卷积的结果，没有y 的取值范围。
由离散序列卷积的性质可知，当序列x 和h 的起始点都为k=0时，y 的取值范围为k=0至length(x)+length(h)-2。
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nGDOU-B-11-112广东海洋大学学生实验报告书（学生用表)课程名称课程号学院(系)信息学院专业班级学生姓名学号实验地点04002 实验日期实验一连时间信号的MATLAB表示和连续时间LTI系统的时域分析一、实验目的1．掌握MA TLAB产生常用连续时间信号的编程方法，并熟悉常用连续时间信号的波形和特性；2．运用MATLAB符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应；3．运用MATLAB数值求解连续系统的零状态响应；4．运用MATLAB求解连续系统的冲激响应和阶跃响应；5．运用MATLAB卷积积分法求解系统的零状态响应。
二、实验原理1. 连续信号MATLAB实现原理从严格意义上讲，MATLAB数值计算的方法并不能处理连续时间信号。
然而，可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB处理，并且能较好地近似表示连续信号。
MATLAB提供了大量生成基本信号的函数。
比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。
为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的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，最后画出其波形图。
三、实验内容1．实例分析与验证根据以上典型信号的MA TLAB函数，分析与验证下列典型信号MA TLAB程序，并实现各信号波形图的显示，连续信号的图形显示使用连续二维图函数plot()。
(1) 正弦信号：用MA TLAB命令产生正弦信号2sin(2/4)ππ+，并会出时间0≤t≤3的波形图。
程序如下：K=2;w=2*pi ;phi=pi/4;t=0:0.01:3;ft=K*sin(w*t+phi);plot(t,ft),grid on;axis([0,3,-2.2,2.2])title('正弦信号')(2) 抽样信号：用MA TLAB 中的sinc(t)函数命令产生抽样信号Sa(t)，并会出时间为66t ππ-≤≤的波形图。
程序如下：t=-6*pi:pi/100:6*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft),grid on;axis([-20,20,-0.5,1.2])title('抽样信号')(3) 矩形脉冲信号：用MA TLAB 中y=rectpuls(t,width)函数命令画出下列矩形脉冲信号的波形图2(01)()0(0,1)t f t t t ≤≤⎧=⎨<>⎩程序如下：t=-0.5:0.01:3;t0=0.5;width=1;ft=2*rectpuls(t-t0,width);plot(t,ft),grid on;axis([-0.5,3,-0.2,2.2])title('矩形脉冲信号')(4) 单位阶跃信号：用MA TLAB命令“y=(t>=0)”绘出-1≤t≤ 5单位阶跃信号ε(t)。
程序如下：t=-1:0.01:5;ft=(t>=0);plot(t,ft),grid on;网格axis([-1,5,-0.5,1.5]);title('单位阶跃信号')也可通过定义阶跃函数来实现，function f=uCT(t);f=(t>=0);保存为uCT.m 文件，上面实现阶跃信号的程序变为t=-1:0.01:5;ft=uCT(t);plot(t,ft),grid on;axis([-1,5,-0.5,1.5]);title('单位阶跃信号')(5) 连续时间系统零输入响应和零状态响应的符号求解试用MA TLAB 命令求解微分方程()3()2()()3()y t y t y t x t x t ''''++=+，当输入3()()t x t e t ε-=，起始条件为(0)1y -=、(0)2y -'=时系统的零输入响应、零状态响应及完全响应。
源程序为：eq='D2y+3*Dy+2*y=0';cond='y(0)=1,Dy(0)=2';yzi=dsolve(eq,cond);yzi=simplify(yzi)运行结果：yzi =-3*exp(-2*t)+4*exp(-t)eq1='D2y+3*Dy+2*y=Dx+3*x';eq2='x=exp(-3*t)*Heaviside(t)';cond='y(-0.001)=0,Dy(-0.001)=0';yzs=dsolve(eq1,eq2,cond);yzs=simplify(yzs.y)运行结果：yzs =heaviside(t)*(-exp(-2*t)+exp(-t))yt=simplify(yzi+yzs)运行结果：yt =-3*exp(-2*t)+4*exp(-t)-exp(-2*t)*heaviside(t)+exp(-t)*heaviside(t)subplot(311)ezplot(yzi,[0,8]);grid on;xlabel('t')title('零输入响应')subplot(312)ezplot(yzs,[0,8]);grid onxlabel('t')title('零状态响应')subplot(313)ezplot(yt,[0,8]);grid onxlabel('t')title('完全响应')(6) 连续时间系统零状态响应的数值求解试用MA TLAB 数值求解微分方程()3()2()()3()y t y t y t x t x t ''''++=+，当输入3()()t x t e t ε-=时系统的零状态响应。
源程序为：ts=0;te=8;dt=0.01;sys=tf([1,3],[1,3,2]);t=ts:dt:te;f=exp(-3*t).*uCT(t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y),grid on;axis([0 8 -0.02 0.27])xlabel('t(s)'),ylabel('y(t)')title('零状态响应')(7) 连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解已知某LTI 系统的微分方程()2()32()()16()y t y t y t f t f t ''''++=+，试用MA TLAB 命令绘出04t ≤≤范围内系统的冲激响应h (t )和阶跃响应s (t )。
源程序为：t=0:0.001:4;sys=tf([1,16],[1,2,32]);h=impulse(sys,t);s=step(sys,t);subplot(211);plot(t,h),grid onxlabel('t(s)'),ylabel('h(t)')title('冲激响应')subplot(212);plot(t,s),grid onxlabel('t(s)'),ylabel('s(t)')title('阶跃响应')(8) 利用卷积积分法求系统的零状态响应已知某LTI 系统的微分方程()2()32()()16()y t y t y t f t f t ''''++=+，其中，2()t f t e -=。
试用MA TLAB 卷积积分方法绘出系统零状态响应y (t )的波形图。
程序如下：dt=0.01;t1=0:dt:4;f1=exp(-2*t1);t2=t1;sys=tf([1,16],[1,2,32]);f2=impulse(sys,t2);[t,f]=ctsconv(f1,f2,t1,t2,dt);2. 实践编程(1) 复指数信号：用MA TLAB 命令画出0≤ t ≤ 3复指数信号( 1.510)()2j t f t e -+=的实部、虚部、模及相角随时间变化的曲线，并观察其时域特性。
程序：t=0:0.01:3;k=2;a=-1.5;b=10;ft=k*exp((a+i*b)*t);subplot(2,2,1);plot(t,real(ft));title('实部');axis([0,3,-2,2]);grid on;subplot(2,2,2);plot(t,imag(ft));title('虚部');axis([0,3,-2,2]);grid on;subplot(2,2,3);plot(t,abs(ft));title('模');axis([0,3,0,2]);grid on;subplot(2,2,4);plot(t,angle(ft));title('相角');axis([0,3,-4,4]);grid on;(2) 用MATLAB 中y=square(t,DUTY)产生频率为10Hz 、占空比为30%的周期方波信号。
程序：t=0:0.001:3;y=square(2*pi*10*t,30);plot(t,y);grid on;axis([0,0.3,-1.2,1.2]);title('周期方波信号')(3) 用上面定义的uCT 阶跃函数实现幅度为1、宽度为1的门函数()g t 。
程序：t=-1:0.01:1;ft=uCT(t+0.5)-uCT(t-0.5);plot(t,ft);grid on;axis([-1,1,-0.2,1.2])title('门函数')(4) 已知系统的微分方程和激励信号为()4()4()()3()y t y t y t f t f t ''''++=+，()()t f t e t ε-=，试用MA TLAB 命令绘出系统零状态响应的时域仿真波形图。
源程序：ts=0;te=8;dt=0.01;sys=tf([1,3],[1,4,4]);t=ts:dt:te;f=exp(-t).*uCT(t);y=lsim(sys,f,t);plot(t,y),grid on;xlabel('t(s)'),ylabel('y(t)')title('零状态响应')(5) 已知系统的微分方程为()3()2()()y t y t y t f t '''++=，试用MA TLAB 命令求系统冲激响应和阶跃响应的数值解，并绘出冲激响应和阶跃响应的时域仿真波形图。