matlab程序--模拟震荡衰减周期信号

一、概述脉冲信号是指在一段时间内突然发生的信号，其幅度瞬间上升并在短时间内保持恒定。

脉冲信号在工程领域中有着广泛的应用，比如在雷达系统、通信系统和生物医学工程中经常会用到脉冲信号。

而MATLAB作为一种强大的数学软件工具，可以用来快速、方便地生成和分析各种信号，包括脉冲信号。

本文将介绍如何使用MATLAB编写程序来输出脉冲信号。

二、MATLAB中的脉冲信号表示在MATLAB中，脉冲信号可以用一个突变的方波来表示。

这个方波的宽度非常窄，幅度非常高，代表了脉冲信号的特点。

通过控制方波的宽度和幅度，我们可以生成不同特征的脉冲信号。

三、MATLAB程序实现下面是一个简单的MATLAB程序，用来生成一个持续时间为0.1秒的脉冲信号。

```matlab设置脉冲信号的参数pulseWidth = 0.001; 脉冲宽度为0.001秒pulseAmplitude = 10; 脉冲幅度为10生成时间向量t = 0:0.0001:0.1; 时间范围为0到0.1秒，时间步长为0.0001秒生成脉冲信号pulseSignal = (t<=pulseWidth) * pulseAmplitude;绘制脉冲信号图像plot(t, pulseSignal);xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');title('Pulse Signal');```上述程序首先设置了脉冲信号的参数，包括脉冲宽度和脉冲幅度。

然后生成了一个时间向量，并利用MATLAB中的逻辑运算生成了脉冲信号。

利用plot函数绘制了脉冲信号的图像。

四、程序运行结果运行上述程序后，我们可以得到一个如图所示的脉冲信号图像。

图中可以清晰地看到脉冲信号在0.001秒内瞬间达到了幅度为10的峰值，并在接下来的时间内保持恒定。

五、扩展除了简单的脉冲信号外，我们还可以利用MATLAB编写程序来生成更复杂的脉冲信号。

熟悉MATLAB软件的相关函数的使⽤⽅法、各种信号的时域波形实验⽬的：熟悉MA TLAB 软件的相关函数的使⽤⽅法、各种信号的时域波形。

实验内容：1、⽤MA TLAB 软件绘制各类典型信号的时域波形并且给出程序源代码。

（1）指数信号、指数序列；（2）单位阶跃函数、单位阶跃序列；（3）单位脉冲信号；单位抽样序列；（4）矩形信号，矩形序列信号，矩形宽度⾃定；（5）正弦信号、正弦序列，其中振幅和频率⾃选； 2、假设存在⼀个单边离散指数序列][n s ，参数⾃选； ][n d 为随机噪声，⽅差和均值⾃选；绘制][n s ，][n d 和][][][n d n s n x +=的图形3、绘制你所采集的电信号的时域波形（部分即可），进⾏必要的说明和分析4、选作提⾼：编写⼀个程序，运⾏后可以在键盘上依次任意输⼊两个序列，计算两个序列的线性卷积，并输出计算结果。

（相关函数：input ， conv ）实现⽅案：（1）指数信号、指数序列1、指数信号分为实指数信号和复指数信号，其中实指数信号的基本形式为 atKe =f(t)。

其中，K 、a 为实数。

当a>0时，实指数信号随时间按指数式增长；当a<0时，实指数信号随时间按指数式衰减；当a=0时，实指数信号不随时间变化，转化为直流信号。

MATLAB 中⽤exp 函数来表⽰实指数信号，语句表⽰为 y=K*exp(a*t).下⾯⽤MA TLAB 命令产⽣单边递增指数信号)(32t u e t ，当0<=t<=5的波形图。

MATLAB 源程序为：K=3;a=2; t=0:0.01:5; y=K*exp(a*t); plot(t,y),grid on程序运⾏后，产⽣如下图所⽰的波形。

2、复指数信号复指数信号的基本形式为)sin()cos()()(t jKe t Ke Ke Ke t f t t j st ωωσσωσ+===+其中，ωσj s += 是复变量；σ、ω为实数。

已知序列xn=[1,1,1,1],试用MATLAB编写程序，计算该序列的离散付里叶变换及逆离散付里叶变换。

（1）MATLAB程序：function xk=dft(xn,N) %dftn=[0:1:N-1];k=n;WN=exp(-j*2*pi/N); %旋转因子nk=n'*k;WNnk=WN.^nk;xk=xn*WNnk;function xn=idft(xk,N) %idftn=[0:1:N-1];k=n;WN=exp(-j*2*pi/N);nk=n'*k;WNnk=WN.^(-nk);xn=xk*WNnk/N;xn=[1,1,1,1]; %计算dftN=4;xk=dft(xn,N)'xk=[4,0,0,0]; %计算idftN=4;xn=idft(xk,N)'仿真结果：DFT:（2）MATLAB程序：xn=[1,1,1,1];N=length(xn);n=0:N-1;k=0:N-1;Xk=xn*exp(-j*2*pi/N).^(n'*k); %计算DFTx=(Xk*exp(j*2*pi/N).^(n'*k))/N; %计算IDFTsubplot(1,2,2);stem(k,abs(Xk));title('|X(k)|'); %画图axis([-1,N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]); %加坐标subplot(1,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');axis([-1,N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]);仿真结果：图3-1 序列x(n)及其DFT变换（3）MATLAB程序：xn=[1,1,1,1];N=length(xn);n=0:N-1;subplot(2,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');k=0:N-1;Xk=fft(xn,N); %计算Xksubplot(2,1,2);stem(k,abs(Xk));title('Xk=DFT(xn)');xn1=ifft(Xk,N); %计算xnsubplot(2,2,2);stem(n,xn1);title('x(n)=IDFT(Xk)');仿真结果：图3-2 序列的正逆离散傅里叶变换取一个周期的正弦信号，作8点采样，求它的连续频谱。

MATLAB信号与系统实验报告19472[五篇范文]第一篇：MATLAB信号与系统实验报告19472信号与系统实验陈诉（5）MATLAB 综合实验项目二连续系统的频域阐发目的：周期信号输入连续系统的响应可用傅里叶级数阐发。

由于盘算历程啰嗦，最适适用MATLAB 盘算。

通过编程实现对输入信号、输出信号的频谱和时域响应的盘算，认识盘算机在系统阐发中的作用。

任务：线性连续系统的系统函数为11)(+=ωωjj H，输入信号为周期矩形波如图 1 所示，用MATLAB 阐发系统的输入频谱、输出频谱以及系统的时域响应。

-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)图 1要领：1、确定周期信号 f(t)的频谱nF&。

基波频率Ω。

2、确定系统函数 )(Ω jn H。

3、盘算输出信号的频谱n nF jn H Y&&)(Ω=4、系统的时域响应∑∞-∞=Ω=nt jnn eY t y&)（MATLAB 盘算为y=Y_n*exp(j*w0*n“*t);要求（画出 3 幅图）：1、在一幅图中画输入信号f(t)和输入信号幅度频谱|F(jω)|。

用两个子图画出。

2、画出系统函数的幅度频谱|H(jω)|。

3、在一幅图中画输出信号y(t)和输出信号幅度频谱|Y(jω)|。

用两个子图画出。

解:(1)阐发盘算：输入信号的频谱为(n)输入信号最小周期为=2，脉冲宽度，基波频率Ω=2π/ =π，所以(n)系统函数为因此输出信号的频谱为系统响应为(2)步伐：t=linspace(-3,3,300);tau_T=1/4;%n0=-20;n1=20;n=n0:n1;%盘算谐波次数20F_n=tau_T*Sa(tau_T*pi*n);f=2*(rectpuls(t+1.75,0.5)+rectpuls(t-0.25,0.5)+rectpuls(t-2.25,0.5));figure(1),subplot(2,1,1),line(t,f,”linewidth“,2);%输入信号的波形 axis([-3,3,-0.1,2.1]);grid onxlabel(”Time(sec)“,”fontsize“,8),title(”输入信号“,”fontweight“,”bold“)%设定字体巨细，文本字符的粗细text(-0.4,0.8,”f(t)“)subplot(2,1,2),stem(n,abs(F_n),”.“);%输入信号的幅度频谱xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”输入信号的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-4.0,0.2,”|Fn|“)H_n=1./(i*n*pi+1);figure(2),stem(n,abs(H_n),”.“);%系统函数的幅度频谱xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”系统函数的幅度频谱“,”fontweight“,”bold“)text(-2.5,0.5,”|Hn|“)Y_n=H_n.*F_n;y=Y_n*exp(i*pi*n”*t);figure(3),subplot(2,1,1),line(t,y,“linewidth”,2);%输出信号的波形 axis([-3,3,0,0.5]);grid onxlabel(“Time(sec)”,“fontsize”,8),title(“输出信号”,“fontweight”,“bold”)text(-0.4,0.3,“y(t)”)subplot(2,1,2),stem(n,abs(Y_n),“.”);%输出信号的幅度频谱xlabel(“n”,“fontsize”,8),title(“输出信号的幅度频谱”,“fontweight”,“bold”)text(-4.0,0.2,“|Yn|”)(3)波形：-3-2-1 0 1 2 300.511.52Time(sec)输入信号f(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输入信号的幅度频谱|Fn|-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.40.50.60.70.80.91n系统函数的幅度频谱|Hn|-3-2-1 0 1 2 300.10.20.30.4Time(sec)输出信号y(t)-20-15-10-5 0 5 10 15 2000.10.20.30.4n输出信号的幅度频谱|Yn| 项目三连续系统的复频域阐发目的：周期信号输入连续系统的响应也可用拉氏变更阐发。

一、研究背景在数据分析和信号处理的领域中，拟合分析是一项重要的工作。

在实际应用中，我们常常需要对数据进行拟合，以求得数据的规律性和特征。

在使用MATLAB进行数据拟合时，三指数衰减项拟合是一种常见的方法，能够用于描述一些信号或数据的规律性。

掌握MATLAB中三指数衰减项拟合的方法对于数据分析和信号处理领域的工作者来说是十分重要的。

二、三指数衰减项拟合的原理三指数衰减项拟合是利用三个指数函数的线性组合来拟合数据的一种方法。

其数学表达式可以表示为：y = ae^(-bx) + ce^(-dx) + fe^(-gx)其中，a，b，c，d，f，g为拟合参数，x为自变量，y为因变量。

利用三指数衰减项拟合可以较好地拟合一些非线性、复杂的信号或数据，从而找到其规律性和特征。

三、 MATLAB中的三指数衰减项拟合方法1. 导入数据在MATLAB中进行三指数衰减项拟合前，首先需要将待拟合的数据导入MATLAB环境中。

可以通过readtable等函数将数据导入为MATLAB的数据表类型，以便后续处理。

2. 构建拟合模型在MATLAB中，可以使用fittype函数来构建三指数衰减项拟合的模型。

对于上文中的数学表达式，可以使用fittype('a*exp(-b*x) +c*exp(-d*x) + f*exp(-g*x)','independent','x','dependent','y','coefficients',{'a','b','c','d','f', 'g'})来构建拟合模型。

3. 进行拟合利用fit函数可以对数据进行三指数衰减项拟合。

通过将待拟合的数据表和拟合模型作为fit函数的输入参数，可以得到拟合参数a，b，c，d，f，g的数值，从而完成拟合分析。

信号与系统——实验指导实验一 常见信号的表示及运算一、实验目的1．熟悉常见信号的意义、特性及波形2. 掌握用matlab软件产生基本信号的方法.3. 应用matlab软件实现信号的加、减、乘、反褶、移位、尺度变换及卷积运算。

二、实验原理1. 信号的表示方法● 常用信号：连续函数()θω+=t t f sin )(, at Ae t f =)(，ttt Sa sin )(= 离散信号()n n f 0sin )(ω=，njw e n f 0)(=，)()(n u a n f n =● 奇异信号：连续函数：冲激函数)(t δ，阶跃函数)(t u ，斜坡函数)(t R 离散信号：冲激函数)(n δ，阶跃函数)(n u ，斜坡函数)(n R2．卷积连续函数的卷积：⎰∞∞--=τττd t f f t g )()()(21离散函数的卷积：∑∞-∞=-=m m n fm f n g )()()(21三、实验要求1.预习实验原理;2.对实验内容编写程序(M文件),上机运行;3.绘出运算或变换后信号的波形.四．实验内容1. 熟悉matlab 工作环境（1） 运行matlab.exe ，进入matlab 工作环境，如图（1）所示。

图1 matlab工作环境（2） matlab工作环境由Command Window（命令窗口）、Current Direcroty（当前目录）、workspace（工作空间）、command History（历史命令）和Editor（文件编辑器）5部分组成。

其中所有文件的编辑和调试、运行在Editor编辑窗口下进行。

程序的运行也可以在命令窗口进行。

程序调试的信息显示在命令窗口。

（3） 程序文件的产生：点击菜单file下的New下的M_files，进入编辑器界面，如图2。

图2 M文件编辑器（4） 在m文件编辑器下键入程序代码，保存程序文件（命名规则同C语言）。

如果所定义的是函数文件，则要求函数名为M文件名。

一、引言时域信号是表示信号随时间变化的波形，它通常是连续的，并且可以使用各种数学方法进行分析和处理。

在信号处理领域中，功率密度谱是对时域信号进行频域分析的重要工具，它可以帮助我们理解信号的频率成分和能量分布情况。

在matlab中，可以使用一些内置的函数和工具来生成时域信号的功率密度谱，这对于研究和分析信号具有重要意义。

二、时域信号的生成1. 在matlab中，可以使用一系列函数来生成各种类型的时域信号，如正弦信号、方波信号、三角波信号等。

其中，最常用的函数是sin()、square()和sawtooth()函数。

可以使用sin()函数生成一个频率为100Hz，幅值为1的正弦信号：```matlabfs = 1000; % 采样频率t = 0:1/fs:1-1/fs; % 时间向量x = sin(2*pi*100*t); % 生成正弦信号```2. 还可以使用randn()函数生成高斯白噪声信号：```matlabx = randn(1, 1000); % 生成包含1000个样本的高斯白噪声信号```三、功率密度谱的生成1. 一般来说，使用fft()函数可以将时域信号转换为频域信号，然后通过对频域信号取模平方即可得到功率谱密度。

```matlabN = length(x); % 信号长度X = fft(x, N); % 进行傅里叶变换Pxx = X.*conj(X)/(N*fs); % 计算功率谱密度f = (0:N-1)*(fs/N); % 频率向量plot(f,Pxx) % 作图显示xlabel('Frequency (Hz)')ylabel('Power')```四、功率密度谱的解释和应用1. 通过生成的功率密度谱，可以直观地看到信号在不同频率下的能量分布情况。

对于正弦信号，功率密度谱会在对应的频率点上有明显的峰值，并且能量几乎全部集中在该频率附近；而对于白噪声信号，功率密度谱则会在各个频率上都有一定的能量分布，没有明显的峰值。

山东建筑大学课程设计说明书题目：基于MATLAB的信号分析与处理课程：数字信号处理课程设计院（部）：信息与电气工程学院专业：通信工程班级：通信学生姓名：学号：指导教师：完成日期：目录目录 (1)摘要 (2)正文 (3)1设计目的和要求 (3)2设计原理 (3)3设计内容 (4)3.1源程序代码 (4)3.2程序执行的结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (7)3.3调试分析过程描述 (12)3.4结果分析 ................................... 错误！未定义书签。

总结与致谢 (14)参考文献 (15)摘要随着科学技术的飞速发展，人们对信号的要求越来越高。

然而，学好《数字信号处理》这门课程是我们处理信号的基础。

MATLAB是一个处理信号的软件，我们必须熟悉它的使用。

本次课程设计利用MATLAB软件首先产生成低频、中频、高频三种频率信号，然后将三种信号合成为连续信号，对连续周期信号抽样、频谱分析，并设计低通、带通、高通三种滤波器对信号滤波，观察滤出的信号与原信号的关系，并分析了误差的产生，通对数字信号处理课程的理论知识的综合运用。

从实践上初步实现对数字信号的处理。

关键词：MATLAB；连续信号；采样定理；滤波器；频谱分析；正文1设计目的和要求（1）、产生一个连续信号，该信号中包含有低频、中频、高频分量，对其进行采样，用MATLAB绘制它们的时域波形和频域波形，对其进行频谱分析；（2）、根据信号频谱分析的结果，分别设计合适的低通、带通、高通滤波器，用MATLAB绘制其幅频及相频特性图；（3）、用所设计的滤波器对信号进行滤波处理，对滤波后的信号进行FFT 频谱分析，用MATLAB绘制处理过程中的各种波形及频谱图，比较滤波前后的时域波形及频谱，对所得结果和滤波器性能进行分析，阐明原因，得出结论；（4）学会使用MATLAB对信号进行分析和处理；2设计原理理论上信号的采样要符合奈奎斯特采样定律，就是采样频率要高一点，一般为被采信号最高频率的2倍，只有这样，才能保证频域不混叠，也就是采样出来数字信号中包含了被采信号的所有信息，而且没有引入干扰。

信号与系统实验报告桂林理工大学信息科学与工程学院 电子信息工程实验二 信号及其表示【实验目的】了解各种常用信号的表达方式掌握部分绘图函数【实验内容】一、绘出连续时间信号x(t)=t e 707.0 sin 32t 关于t 的曲线，t 的范围为 0~30s ，并以递增。

MATLAB 源程序为：t=0::30; %对时间变量赋值x=exp*t).*sin(2/3.*t); %计算变量所对应得函数值 plot(t,x);grid; %绘制函数曲线ylabel('x(t)');xlabel('Time(sec)')二、产生周期为的方波。

MATLAB源程序为：Fs=100000;t=0:1/Fs:1;x1=square(2*pi*50*t,20);x2=square(2*pi*50*t,80);subplot(2,1,1),plot(t,x1),axis([0,,,]); subplot(2,1,2),plot(t,x2),axis([0,,,]);三、产生sinc(x)函数波形。

MATLAB源程序为：x=linspace(-4,4);y=sinc(x);plot(x,y)四、绘制离散时间信号的棒状图。

其中x(-1)=-1,x(0)=1,x(1)=2,x(2)=1,x(3)=0,x(4)=-1,其他时间x(n)=0。

MATLAB源程序为：n=-3:5; %定位时间变量x=[0,0,-1,1,2,1,-1,0,0];stem(n,x);grid; %绘制棒状图line([-3,5],[0,0]); %画X轴线xlabel('n');ylabel('x[n]')五、单位脉冲序列δ（n-0n ）={00...1...0n n n n =≠直接实现：x=zeros(1,N);x(1,n0)=1;函数实现：利用单位脉冲序列)(0n n -δ的生成函数impseq,即 function[x,n]=impseq(n0,ns,nf)n=[ns:nf];x=[(n-n0)==0];plot(n,x);stem(n,x);输入参数：impseq(0,0,9)——连续图形012345678900.10.20.30.40.50.60.70.80.91输入参数：impseq(0,0,9)——离散图形六、单位阶跃序列ε（n-0n ）={00...1...0n n n n ≥<直接实现：n=[ns:nf];x=[(n-n0)>=0];函数实现：利用单位阶跃序列)(0n n -ε的生成函数stepseq ，即 Function[x,n]=stepseq(n0,ns,nf)n=[ns:nf];x=[(n-n0)>=0];plot(n,x);七、实指数序列=,∀)(x n∈,Ranna直接实现：n=[ns:nf]:x=a.^n;函数实现：利用实指数序列n a(的生成函数rexpseq,即n)x=Function[x,n]=rexpseq(a,ns,nf)n=[ns:nf];x=a,^n:八、复指数序列n e n x n j ∀=+,)()(ωδ直接实现：n=[ns:nf];x=exp((sigema+jw)*n);函数实现：利用复指数序列n j e n x )()(ωδ+=的生成函数cexpseq,即 Function[x,n]=cexpseq(sigema,w,ns,nf)n=[ns:nf];x=exp((sigema+j*w)*n);0123456789-3000-2000-1000100020003000400050006000九、正（余）弦序列n wn n x ∀+=),cos()(θ直接实现：n=[ns:nf];x=cos(w*n+sita);函数实现：利用正（余）弦序列x(n)=cos(wn+θ)的生成函数cosswq,即Function[x,n]=cosseq(w,ns,nf,sita)n=[ns:nf];x=cos(w*n+sita);输入参数：cosseq,0,9,30)——连续信号0123456789-0.2-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.2输入参数：cosseq,0,9,30)——离散信号0123456789实验三信号的运算【实验目的】了解信号处理的基本操作。

matlab filterdesigner设计阻带衰减-回复在Matlab中使用Filter Designer工具设计阻带衰减滤波器一、导入数据在使用Filter Designer工具之前，我们需要导入要进行滤波处理的数据。

Matlab提供了许多函数可以用来读取和导入不同格式的数据文件，例如xlsread、csvread或者audioread等。

根据数据文件的具体格式，我们可以选择合适的函数进行数据导入。

二、打开Filter Designer工具在Matlab命令窗口输入"filterDesigner"命令，可以打开Filter Designer工具界面。

三、选择滤波器类型在Filter Designer工具界面的"Filter Type"选项卡中，我们可以选择要设计的滤波器类型。

对于阻带衰减的滤波器，常用的有低通、高通、带通和带阻滤波器。

根据具体的应用需求，选择合适的滤波器类型。

四、配置滤波器参数在Filter Designer工具界面的"Specifications"选项卡中，我们可以配置滤波器的各种参数。

对于阻带衰减滤波器，主要包括截止频率、通带最大衰减、阻带最小衰减等。

1. 输入/输出数据格式：在"Input/Output"下拉菜单中，选择输入/输出数据的格式。

可以选择连续时间信号（Analog）、离散时间信号（Discrete）或数字信号（Digital）。

2. 采样频率：在"Sampling Frequency"编辑框中，输入数据的采样频率。

如果没有具体要求，可以保持默认的情况下。

3. 截止频率：在"Cutoff Frequency"编辑框中，输入滤波器的截止频率。

截止频率是指信号频率上限或下限，超过该频率的信号将被滤除。

4. 通带最大衰减：在"Passband Maximum Attenuation"编辑框中，输入通带的最大衰减。