基于MATLAB的信号与系统实验教程

基于matlab的《信号与系统》课程实验设计
《信号与系统》课程实验设计是一个基于matlab的实验，旨在让学生在实践中深入了解信号与系统的基本概念，掌握matlab工具的使用和信号与系统的分析方法。

该实验设计分为两部分，第一部分是信号的基本分析和处理。

学生需要用matlab工具生成各种不同类型的信号，如正弦波、方波、矩形波等，并对信号进行采样、量化等处理。

同时，学生还需要使用matlab中的FFT工具对信号进行频域分析，并绘制出对应的频谱图。

第二部分是系统的分析和实现。

在该部分中，学生需要对系统进行分析，并使用matlab中的系统函数对系统进行设计和实现。

学生需要掌握系统的时域分析、频域分析、单位脉冲响应、单位阶跃响应等基本概念，并能够通过matlab工具实现对系统的分析和实现。

通过该实验设计，学生不仅能够理解信号与系统的基本概念和分析方法，还能够掌握matlab工具的使用和信号与系统的实际应用。

该实验设计的实践意义非常重要，在不断改善和完善信号与系统的基础上，也在不断提高学生的综合能力和实际应用能力。

基于matlab的信号与系统、数字信号处理实验体系教学实践1、实验体系简介信号与系统、数字信号处理是现代通信领域的重要基础课程，对学生的思维能力和分析能力有着很高的要求。

建立一个完善的实验体系对于学生的学习起到了很重要的作用。

本文介绍了基于MATLAB的信号与系统、数字信号处理实验体系的教学实践。

2、实验方案设计为了达到教学目的，我们设计了一系列的实验方案，包括信号的采集、信号的处理、信号的重构和数字信号滤波等四个方面。

其中，通过采集各类信号，包括正弦信号、方波信号等，让学生对由各种信号构成的复合信号加深了解。

通过信号的处理、重构过程让学生了解到各种信号的基本性质和特点。

最后，通过数字信号滤波实验，让学生掌握信号处理中的数字滤波方法。

3、实验内容介绍3.1 信号的采集信号的采集是整个实验的基础，我们利用MATLAB自带的数据采集工具箱进行信号的采集。

在采集前需要选择采集模块、采样率、量程等。

通过对正弦波、方波信号的采集，让学生了解了各种信号的周期、频率等基本特征。

3.2 信号的处理信号的处理包括信号的变换和分析，其中离散傅里叶变换（DFT）和离散余弦变换（DCT）是常用的变换方法。

通过对信号进行变换，让学生从频率域分析信号，更直观地了解各种信号形态。

并且利用MATLAB的各种图形显示工具，让学生对信号的变换特性有了更进一步的掌握。

3.3 信号的重构信号的重构可以使学生更好地了解各种信号的基本性质和特点，我们通过MATLAB自带的信号重构工具箱对信号进行了多次重构的实验，让学生熟悉了各种信号形态。

3.4 数字信号滤波数字信号滤波也是信号处理中的一个重要部分，常用的数字滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

我们通过MATLAB中数字滤波器的工具箱，让学生掌握滤波器的设计和实现方法。

4、教学效果分析经过一段时间的实验教学，我们发现，学生的实验能力得到了很大的提升。

通过实验，学生充分了解了各种信号的基本特性，并对无穷小量的操作、傅里叶变换等理论知识有了更深入的理解。

信号与系统MATLAB综合实验一、实验目的：1、学习MATLAB语言的编程方法及熟悉MATLAB指令。

2、掌握连续时间信号的卷积运算方式，分析建立信号波形间的联系。

3、通过使用MATLAB函数研究线性时不变离散时间系统的时域特性，以加深对线性时不变离散时间系统的时不变性的理解。

二、实验仪器1、计算机2、MATLAB 软件三、实验原理一个离散时间系统是将输入序列变换成输出序列的一种运算。

若以T[•]表示这种运算，则一个离散时间系统可由图1-1来表示，即→∙→(1-1)x n T y n()[]()图1-1 离散时间系统离散时间系统中最重要的、最常用的是“线性时不变系统”。

时不变系统系统的运算关系T[•]在整个运算过程中不随时间（也不随序列的先后）而变化，这种系统称为时不变系统（或称移不变系统）。

这个性质可用以下关系表示：若输入)(ny，则将输入序列移动任意位后，其输出序列除了跟着x的输出为)(n移位外，数值应保持不变，即若)ynm[mT--(m为任意整数)=(xn(()]()][nT=，则)yxn满足以上关系的系统就称为时不变系统。

四、实验内容及结论1、连续时间系统的时域分析已知微分方程: )(2)(3)(2)(3)(t f t f t y t y t y +'=+'+''，1)0(-='-y ， 2)0(=-y 若激励信号为)()(t u t f =，利用阶跃响应函数step(sys,t) 求解画波形；利用零状态响应函数lsim 求解画波形；利用卷积函数求解画波形；比较结果。

程序如下：dt=0.001;t1=0:dt:10;f1=-1*exp(-t1)+4*exp(-2*t1);t2=t1;f2=u(t2);f=conv(f1,f2);f=f*dt;t3=0:dt:20;subplot(311)plot(t3,f);xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('零状态响应(卷积法)');b=[3 2];a=[1 3 2];sys=tf(b,a);t=0:0.01:10;x=stepfun(t,0);y=lsim(sys,x,t);subplot(312)plot(t,y);xlabel('时间(t)');ylabel('y(t)');title('零状态响应(阶跃函数求法)');sys=tf(b,a);t=0:0.1:10;y=step(sys,t);subplot(313)plot(t,y);xlabel('时间t)');ylabel('y(t)');title('阶跃响应');结论：上述三种方法求得的都是输入为阶跃函数时候的零状态响应，也为阶跃响应，通过图形我们可以看出，利用卷积法求出的零状态和另外两种方法求出的零状态响应图形有一点差别，三者在0到10区间上响应都一致，而利用卷积法求的响应却在下面的区间内发生了变化，我试图修改程序，无论怎么改，发现只要调用了卷积函数，求得的图形就像上述的卷积法求的图形一样，不得解。

信号与系统实验教程目录实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------61、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------62、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------73、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------284、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------491、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------492、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------503、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四：调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------591、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------592、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------623、信号重建--------------------- ----------------------------------------------------------624、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------645、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------66三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------66四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------75 实验五：连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------76一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------76二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------761、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------762、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------773、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------784、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------795、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------806、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------81三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------82四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------87 附录：授课方式和考核办法-----------------------------------------------------------------88实验一信号与系统的时域分析一、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MA TLAB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、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。

信号与系统实验指导书及实验报告册班级：姓名：学号：目录实验一、基本信号在MATLAB中的表示和运算实验二、离散信号与系统的时域分析实验三、连续时间LTI系统的时域分析实验四、傅里叶变换、系统的频域分析实验五、信号抽样与恢复实验六、信号与系统复频域分析实验一基本信号在MATLAB中的表示和运算一、实验目的1．学会用MA TLAB表示常用连续信号的方法；2．学会用MA TLAB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 指数信号在MATLAB 中用exp 函数表示。

如atAe t f =)(，调用格式为 ft=A*exp(a*t) 程序是A=1; a=-0.4;t=0:0.01:10; %定义时间点ft=A*exp(a*t); %计算这些点的函数值plot(t,ft); %画图命令，用直线段连接函数值表示曲线grid on; %在图上画方格例1-2 正弦信号 正弦信号在MATLAB 中用 sin 函数表示。

调用格式为 ft=A*sin(w*t+phi)A=1; w=2*pi; phi=pi/6;t=0:0.01:8; %定义时间点ft=A*sin(w*t+phi); %计算这些点的函数值plot(t,ft); %画图命令grid on; %在图上画方格例1-3 抽样信号 抽样信号Sa(t)=sin(t)/t 在MA TLAB 中用 sinc 函数表示。

定义为 )/(sin )(πt c t Sa =t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;axis([-10,10,-0.5,1.2]); %定义画图范围，横轴，纵轴title('抽样信号') %定义图的标题名字例1-4 三角信号 三角信号在MATLAB 中用 tripuls 函数表示。

信号与系统实验实验一 常见信号的MATLAB 表示及运算一、实验目的1．熟悉常见信号的意义、特性及波形2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法二、实验原理信号一般是随时间而变化的某些物理量。

按照自变量的取值是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用()f t 和()f k 来表示。

若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很困难，且难以精确。

MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能，为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。

根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB 中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。

在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后，就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。

下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法。

1.连续时间信号所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。

从严格意义上讲，MATLAB 并不能处理连续信号。

在MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。

在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。

⑴ 向量表示法对于连续时间信号()f t ，可以用两个行向量f 和t 来表示，其中向量t 是用形如12::t t p t =的命令定义的时间范围向量，其中，1t 为信号起始时间，2t 为终止时间，p 为时间间隔。

向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。

例如：对于连续信号sin()()()t f t Sa t t== ，我们可以将它表示成行向量形式，同时用绘图命令plot()函数绘制其波形。

信号与系统实验指导书（MATLAB仿真）目录实验一MATLAB 基本应用 (2)实验二信号的时域表示 (7)实验三连续信号卷积 (11)实验四典型周期信号的频谱表示 (18)实验五傅立叶变换性质研究 (23)实验六离散信号分析 (26)实验七离散系统的Z域分析 (29)Matlab相关符号及函数说明 (37)实验一MATLAB 基本应用一、实验目的：学习MATLAB的基本用法，了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。

二、实验内容：例一已知x的取值范围，画出y=sin(x)的图型。

参考程序：x=0:0.05:4*pi;y=sin(x);plot(y)例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)例三已知z 取值范围，x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。

z=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z)xlabel('x')ylabel('y')zlabel('z')例四已知x的取值范围，用subplot函数绘图。

参考程序：x=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')连续信号的MATLAB表示1、指数信号：指数信号Ae at在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t) (例取A=1,a=-0.4)参考程序：A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;注：grid on是一个函数，表示在画图的时候添加网格线。

信号与系统实验报告-2246810-2000200k y (k )迭代法246810-20020k h (k )dimpulse246810-10010kg (k )dstep数值法求解微分方程2、(a)求解微分方程''4'3'3y y y f f ++=+，初始条件为：y(0+ )=y'(0+)=1，()()f t t ε=。

理论计算全响应，用ezplot 绘结果图。

范围为区间[0,4]。

(b)用数值法求解需先化为差分方程。

化出对应的差分方程。

步长取T=0.1。

(c)确定此差分方程的初始条件。

(d)迭代法计算机求解。

请编写程序，运行调试。

比较数值解的准确程度。

(a) 解：求连续系统冲激、阶跃响应、零状态响应求解H(s)= =g(t)↔H(s)/s =(1-ɛ(t) (0+)=0 =1 (0+)=1 =0指令： Num=[1 4 3]; Den=[1 3];subplot(2,1,1);impulse(Den,Num);;Xlabel('t');Ylabel('h(t)');title('冲激响应');grid on; subplot(2,1,2);step(Den,Num);Xlabel('t');Ylabel('g(t)');title('阶跃响应');grid on;12345600.20.40.60.81冲激响应t (sec)h (t )12345600.20.40.60.81阶跃响应t (sec)g (t )用Simulink 搭建上述系统求零状态响应e(t)simoutTo WorkspaceScope1s Int21s Int13Gain24Gain13Gaindu/dtDerivativeClock246810121416182000.10.20.30.40.50.60.70.80.91ty最大值 t=20y=1求连续系统的零输入响应 理论：(t)=(1.5-0.5)ɛ(t)指令：clear r=[1 4 3]; p=roots(r);V=rot90(vander(p)); y0=[1;0]; C=V\y0;t=linspace(0,10,101); for k=1:length(p) y_ji(k,:)=exp(p(k)*t); endyzit=C.'*y_ji;subplot(2,1,1);plot(t,yzit,'k');Xlabel('t');Ylabel('yzi(t)');title('零输入响应(程序求解)');grid on;subplot(2,1,2);ezplot('1.5*exp(-t)-0.5*exp(-3*t)',[0,10]);Xlabel('t');Ylabel('y(t)');title('零输入响应');grid on;1234567891000.20.40.60.81ty z i (t )零输入响应（程序求解）1234567891000.20.40.60.81t零输入响应y (t )全响应：（1+0.5-0.5）ɛ(t)(b)把微分方程转化为差分方程： 求解系数函数：function X=qjz(a1,b1,c1,a2,b2,c2,Ts)X=[c1+b1/Ts+a1/Ts^2,-b1/Ts-2*a1/Ts^2,a1/Ts^2;c2+b2/Ts+a2/Ts^2,-b2/Ts-2*a2/Ts^2,a2/Ts^2]; 指令：qjz(1,4,3,0,1,3,0.1)ans =143.0000 -240.0000 100.0000 13.0000 -10.0000 0差分方程为：143y(k)-240y(k-1)+100y(k-2)=13f(k)-10f(k-1)(c) 初始条件:y(0)=y(0+)=1;y(1)=Ts*y’(0+)+y(0)=1.1;(d) 迭代法计算机求解 指令： ticTs=0.1;n=1:4/Ts+1; %坐标1，2为初始条件坐标0，1 F(n)=1;F(1)=0; %激励信号初始条件 Y(1)=1;Y(2)=1.1; for k=3:length(n)Y(k)=(13*F(k)-10*F(k-1)-100*Y(k-2)+240*Y(k-1))/143; endt=(n-1)*Ts;。

基于MATLAB的信号与系统实验教程MATLAB是一种功能强大的数学软件，广泛应用于信号与系统领域的实验教学中。

本文将介绍一些基于MATLAB的信号与系统实验教程。

一、实验1：MATLAB入门本实验旨在帮助学生快速熟悉MATLAB的基本操作和函数。

学生将学习如何在MATLAB中创建信号、绘制信号波形，并学会使用基本的MATLAB函数和命令对信号进行处理和分析。

二、实验2：连续时间信号的时域分析本实验旨在介绍连续时间信号的时域分析方法，包括信号的平均功率、能量、自相关函数和互相关函数等。

学生将使用MATLAB对具体信号进行时域分析，并观察结果。

三、实验3：离散时间信号的时域分析本实验旨在介绍离散时间信号的时域分析方法，包括离散时间信号的能量、平均功率、自相关函数和互相关函数等。

学生将使用MATLAB对具体信号进行时域分析，并观察结果。

四、实验4：连续时间信号的频域分析本实验旨在介绍连续时间信号的频域分析方法，包括信号的频谱分析、频谱密度估计和滤波器设计等。

学生将使用MATLAB对具体信号进行频域分析，并观察结果。

五、实验5：离散时间信号的频域分析本实验旨在介绍离散时间信号的频域分析方法，包括离散时间信号的频谱分析、频谱密度估计和滤波器设计等。

学生将使用MATLAB对具体信号进行频域分析，并观察结果。

六、实验6：系统的时域分析本实验旨在介绍连续时间系统和离散时间系统的时域分析方法，包括冲击响应、步响应和频率响应等。

学生将使用MATLAB对具体系统进行时域分析，并观察结果。

七、实验7：系统的频域分析本实验旨在介绍连续时间系统和离散时间系统的频域分析方法，包括系统的幅频特性、相频特性和群延迟等。

学生将使用MATLAB对具体系统进行频域分析，并观察结果。

八、实验8：信号滤波器设计本实验旨在介绍连续时间信号滤波器和离散时间信号滤波器的设计方法，包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

学生将使用MATLAB对具体信号进行滤波器设计，并观察结果。

《信号与系统》MATLAB仿真实验讲义（第二版）肖尚辉编写宜宾学院电信系电子信息教研室《信号与系统》课程2004年3月 宜宾使用对象：电子专业02级3/4班（本科）实验一 产生信号波形的仿真实验一、实验目的：熟悉MATLAB软件的使用，并学会信号的表示和以及用MATLAB来产生信号并实现信号的可视化。

二、实验时数：3学时+3学时（即两次实验内容）三、实验内容：信号按照自变量的取值是否连续可分为连续时间信号和离散时间信号。

对信号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出来。

对于简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信号波形显得十分困难，且难以绘制精确的曲线。

在MATLAB中通常用三种方法来产生并表示信号，即（1）用MATLAB软件的funtool符合计算方法（图示化函数计算器）来产生并表示信号；（2）用MATLAB软件的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来产生并表示信号；（3）用MATLAB软件的仿真工具箱Simulink中的信号源模块。

（一） 用MATLAB软件的funtool符合计算方法（图示化函数计算器）来产生并表示信号在MATLAB环境下输入指令funtool，则回产生三个视窗。

即figure No.1：可轮流激活，显示figure No.3的计算结果。

figure No.2：可轮流激活，显示figure No.3的计算结果。

figure No.3：函数运算器，其功能有：f，g可输入函数表达式；x是自变量，在缺省时在[－2pi，2pi]的范围内；自由参数是a；在分别输入完毕后，按下面四排的任一运算操作键，则可在figure No.1或figure No.2产生相应的波形。

学生实验内容：产生以下信号波形3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1－2abs(x)/a、sqrt(a*x)（二） 用MATLAB软件的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来产生并表示信号一种是用向量来表示信号，另一种则是用符合运算的方法来表示信号。

实验报告理学院物理1203班Q1-1：修改程序Program1_1，将dt 改为0.2，再执行该程序，保存图形，看看所得图形的效果如何？dt = 0.01时的信号波形 dt = 0.2时的信号波形这两幅图形有什么区别，哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？答：第一幅图看起来更加圆滑，第一幅的与实际信号更像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。

t=-2:0.01:2;y=g(t).*cos(10*pi*t); plot(t,y) grid on ;axis([-2,2,-2,2])title ('y=g(t).*cos(10*pi*t)')Q1-3：将实验原理中所给的单位冲激信号和单位阶跃信号的函数文件在MATLAB 文件编辑器中编写好，并分别以以文件名delta 和Heaviside 存入work 文件夹中以便于使用。

抄写函数文件delta 如下： 抄写函数文件u 如下：,0)(1)(≠==⎰∞-∞=t t dt t t δδ ⎩⎨⎧<≥=0,00,1][n n n uQ1-4：仿照前面的示例程序的编写方法，编写一个MATLAB 程序，以Q1_4为文件名存盘，使之能够在同一个图形窗口中的两个子图中分别绘制信号x[n]=0.5|n| 和x(t)=cos(2πt)[u(t)-u(t-3)]。

要求选择的时间窗能够表现出信号的主要部分（或特征）。

编写的程序Q1_4如下：n= -5:0.01:5;x = 0.5.^abs(n); t= -5:0.01:5;y = cos(2*pi*t).*(u(t)-u(t-3)); subplot(121)plot(n,x)grid on,title ('x(n) = 0.5.^abs(n)')subplot(122)plot(n,y)grid on,title ('x(t) = cos(2*pi*t)(u(t)-u(t-3))')信号x[n]=0.5|n| 的波形图和信号x(t)=cos(2πt)[u(t)-u(t-3)]的波形图Q1-5：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。

实验篇 信号与系统实验指导实验一、MATLAB 编程基础及典型实例一、实验目的(1) 熟悉MATLAB 软件平台的使用； (2) 熟悉MATLAB 编程方法及常用语句； (3) 掌握MATLAB 的可视化绘图技术；(4) 结合《信号与系统》的特点，编程实现常用信号及其运算。

二、实验原理连续信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干个不连续点以外，信号都有确定的值与之对应。

严格来说，MATLAB 并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。

当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。

矩阵是MATLAB 进行数据处理的基本单元，矩阵运算是MATLAB 最重要的运算。

通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB 系统中是作为1×1的矩阵来处理的，而向量实际上是仅有一行或者一列的矩阵。

通常用向量表示信号的时间取值范围，如n = -5:5，但信号x(n)、向量n 本身的下标都是从1开始的，因此必须用一个与向量x 等长的定位时间变量n ，以及向量x ，才能完整地表示序列x(n)。

这一点详情可参考预备篇示例7的程序说明。

三、实验内容与步骤(1) 新建一个文件夹，以自己的汉语名字命名，以后就用该文件夹专门存放自己所编制的M 文件和产生的图形；将该文件夹设置成当前工作目录。

(2) 绘制信号t)32sin(e x(t)t 2-=的曲线，t 的范围在0 ~ 30s ，取样时间间隔为0.1s.(3) 在n = [-10:10] 范围产生离散序列：⎩⎨⎧≤≤-=其余n0,3n 32n,x(n) ，并绘图。

四、实验报告要求整理并给出“实验内容与步骤”（2）、（3）的程序代码与产生的图形；并回答下面的问题。

(1) 在调用某一函数文件时，该文件中除了输入、输出变量外的其它变量在调用函数结束后是否还存在？这些变量是全局还是局部变量？(2) 设n = －10:0.2:20，你可以通过哪些方法查看向量n 的维数？经过关系运算y = (n >= 3)以后，y 的维数是多少？y 又等于什么？(3) 通过MATLAB 的帮助系统，学习fliplr 函数的功能和使用方法。

信号与系统——MATLAB基本实验《信号与系统MATLAB实践》第一次上机作业实验一、熟悉MATLAB基本操作三、基本序列运算1.数组的加减乘除和乘方运算A=[1 2 3];B=[4 5 6];C=A+B;D=A-B;E=A.*B;F=A./B;G=A.^B;subplot(2,4,1);stem(A)subplot(2,4,2);stem(B)subplot(2,4,3);stem(C)subplot(2,4,4);stem(D)subplot(2,4,5);stem(E)subplot(2,4,6);stem(F)subplot(2,4,7);stem(G)（2）t=0:0.001:10x=5*exp(-t)+3*exp(-2*t);plot(t,x)ylabel('f(t)');xlabel('t');title('(2)');（3）t=0:0.001:3x=exp(-t).*sin(2*pi*t); plot(t,x)ylabel('f(t)');xlabel('t');title('(3)');（4）t=0:0.001:3 x=sin(3*t)./(3*t); plot(t,x)ylabel('f(t)'); xlabel('t');title('(4)');（5）k=1:1:6 x=(-2).^(-k); stem(k) xlabel('k'); ylabel('f(k)'); title('(5)');（6）k=0:1:4 x=exp(k); stem(k) xlabel('k'); ylabel('f(k)'); title('(6)');（7）k=1:1:99 x=k;stem(k) xlabel('k'); ylabel('f(k)'); title('(7)');四、利用MATLAB求解线性方程组。

《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。

基于Matlab 的信号与系统实验指导实验一 连续时间信号在Matlab 中的表示一、实验目的1、学会运用Matlab 表示常用连续时间信号的方法2、观察并熟悉这些信号的波形和特性二、实验原理及实例分析1、信号的定义与分类2、如何表示连续信号？连续信号的表示方法有两种；符号推理法和数值法。

从严格意义上讲，Matlab 数值计算的方法不能处理连续时间信号。

然而，可利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，这些离散样值能被Matlab 处理，并且能较好地近似表示连续信号。

3、Matlab 提供了大量生成基本信号的函数。

如：（1）指数信号：K*exp(a*t)（2）正弦信号：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi)（3）复指数信号：K*exp((a+i*b)*t)（4）抽样信号：sin(t*pi)注意：在Matlab 中用与Sa(t)类似的sinc(t)函数表示，定义为：)t /()t (sin )t (sinc ππ=（5）矩形脉冲信号：rectpuls(t,width)（6）周期矩形脉冲信号：square(t,DUTY)，其中DUTY 参数表示信号的占空比DUTY%，即在一个周期脉冲宽度（正值部分）与脉冲周期的比值。

占空比默认为0.5。

（7）三角波脉冲信号：tripuls(t, width, skew)，其中skew 取值范围在-1~+1之间。

（8）周期三角波信号：sawtooth(t, width)（9）单位阶跃信号：y=(t>=0)三、实验内容1、验证实验内容直流及上述9个信号2、程序设计实验内容（1）利用Matlab 命令画出下列连续信号的波形图。

（a ）)4/3t (2cos π+（b ）)t (u )e 2(t -- （c ）)]2()(u )][t (cos 1[--+t u t π（2）利用Matlab 命令画出复信号)4/t (j 2e)t (f π+=的实部、虚部、模和辐角。