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中南大学信号与系统matlab实验报告

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中南大学信号与系统matlab实验报告

Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】 实验一 基本信号的生成 1．实验目的  学会使用MATLAB产生各种常见的连续时间信号与离散时间信号；  通过MATLAB中的绘图工具对产生的信号进行观察，加深对常用信号的理解；  熟悉MATLAB的基本操作，以及一些基本函数的使用，为以后的实验奠定基础。 2．实验内容 ⑴ 运行以上九个例子程序，掌握一些常用基本信号的特点及其MATLAB实现方法；改变有关参数，进一步观察信号波形的变化。 ⑵ 在 k[10:10] 范围内产生并画出以下信号： a) 1f[k][k]； b) 2f[k][k+2]； c) 3f[k][k-4]； d) 4f[k]2[k+2][k-4]。 源程序： k=-10:10; f1k=[zeros(1,10),1,zeros(1,10)]; subplot(2,2,1) stem(k,f1k) title('f1[k]') f2k=[zeros(1,8),1,zeros(1,12)]; subplot(2,2,2) stem(k,f2k) title('f2[k]') f3k=[zeros(1,14),1,zeros(1,6)]; subplot(2,2,3) stem(k,f3k) title('f3[k]') f4k=2*f2k-f3k; subplot(2,2,4) stem(k,f4k) title('f4[k]')

⑶ 在 k[0:31]范围内产生并画出以下信号：

a) kk144f[k]sincos； b) 2k24f[k]cos； c) kk348f[k]sincos。 请问这三个信号的基波周期分别是多少

源程序： k=0:31; f1k=sin(pi/4*k).*cos(pi/4*k); subplot(3,1,1) stem(k,f1k) title('f1[k]') f2k=(cos(pi/4*k)).^2; subplot(3,1,2) stem(k,f2k) title('f2[k]') f3k=sin(pi/4*k).*cos(pi/8*k); subplot(3,1,3) stem(k,f3k) title('f3[k]')

其中f1[k]的基波周期是4, f2[k]的基波周期是4, f3[k]的基波周期是16。

实验二 信号的基本运算 1．实验目的  学会使用MATLAB完成信号的一些基本运算；  了解复杂信号由基本信号通过尺度变换、翻转、平移、相加、相乘、差分、求和、微分及积分等运算来表达的方法；  进一步熟悉MATLAB的基本操作与编程，掌握其在信号分析中的运用特点与使用方式。 2．实验内容 ⑴ 运行以上三个例题程序，掌握信号基本运算的MATLAB实现方法；改变有关参数，考察相应信号运算结果的变化特点与规律。 ⑵ 已知信号()ft如下图所示： a) 用MATLAB编程复现上图； %作业题2 a： t=-6::6; ft1=tripuls(t,6,; subplot(2,1,1) plot(t,ft1) title('f(t)') b) 画出(22)ft的波形； %b t=-6::6; ft1=tripuls(2*(1-t),6,; %subplot(1,1,1) plot(t,ft1) title('f(2*(1-t)') c) 画出df(t)dt的波形；

%c h=;t=-6:h:6; yt=tripuls(t,6,; y1=diff(yt)*1/h; plot(t(1:length(t)-1),y1) title('df(t)/dt') d) 画出tf()d



的波形。

%d t=-6::6; for x=1:length(t) y2(x)=quad('tripuls(t,6,',-3,t(x)); end plot(t,y2) title('integral of f(t)') 实验三 系统的时域分析

1．实验目的  学习并掌握连续时间系统的零状态响应、冲激响应和阶跃响应的MATLAB求解方法；  学习并掌握离散时间系统的零状态响应、冲激响应和阶跃响应的MATLAB求解方法；  进一步深刻理解连续时间系统和离散时间系统的系统函数零极点对系统特性的影响； 学习并掌握卷积的MATLAB计算方法。 2．实验内容 ⑴ 运行以上五个例题程序，掌握求解系统响应的MATLAB分析方法；改变模型参数，考察系统响应的变化特点与规律。 ⑵ 设离散系统可由下列差分方程表示： 计算[20:100]k时的系统冲激响应。 源程序： k=-20:100; a=[1 -1 ]; b=[1]; h=impz(b,a,k); stem(k,h); xlabel('Time(sec)') ylabel('y(t)')

⑶ 设[](0.9)()

khkuk，输入[][][10]fkukuk，求系统输出

[][][]ykfkhk。 （取[10:50]k） 源程序： k=-10:50; uk=[zeros(1,10),ones(1,51)]; u1k=[zeros(1,20),ones(1,41)]; hk=.^k.*uk; fk=uk-u1k; yk=conv(hk,fk); stem(0:length(yk)-1,yk);

⑷ 已知滤波器的传递函数：

输入信号为()2sin(0.05)(),()ftttt为随机信号。试绘出滤波器的输出信号波形。（取[0:100]t） 源程序： R=101; d=rand(1,R); t=0:100; s=2*sin*pi*t); f=s+d; subplot(2,1,1); plot(t,d,'g-.',t,s,'b--',t,f,'r-'); xlabel('Time index t'); legend('d[t]','s[t]','f[t]');

title('处理前的波形') b=[ 0];a=[1 ]; y=filter(b,a,f); subplot(2,1,2); plot(t,s,'b--',t,y,'r-'); xlabel('Time index t'); legend('s[t]','y[t]');

title('滤波器输出波形')

实验四 周期信号的频域分析 1．实验目的  掌握周期信号傅立叶级数分解与合成的计算公式  掌握利用MATLAB实现周期信号傅立叶级数分解与综合方法  理解并掌握周期信号频谱特点 2.实验内容 1、仿照例程，实现下述周期信号的傅立叶级数分解与合成：

要求： （a）首先，推导出求解0a，na，nb的公式，计算出前10次系数； （b）利用MATLAB求解0a，na，nb的值，其中na，nb求解前10次系数，并给出利用这些系数合成的信号波形。 （a）设周期信号)(tf的周期为1T，角频率11122Tf，且满足狄里赫利条

件，则该周期信号可以展开成傅立叶级数。

（1）三角形式傅立叶级数 （2）指数形式傅立叶级数

（b）求解0a，na，nb及合成信号波形所用程序：

function [A_sym,B_sym]=CTFShchsym % 采用符号计算求一个周期内连续时间函数f的三角级数展开系数,再用这些

% 展开系数合成连续时间函数f.傅立叶级数 % 函数的输入输出都是数值量

1 -3 -4 5 4 1 O % Nf=6 谐波的阶数 % Nn 输出数据的准确位数 % A_sym 第1元素是直流项，其后元素依次是1,2,3...次谐波cos项展开系数 % B_sym 第2,3,4,...元素依次是1,2,3...次谐波sin项展开系数 % tao=1 tao/T= syms t n k x T=4; tao=T/4; a=; if nargin<4 Nf=10; end if nargin<5 Nn=32; end x=time_fun_x(t);

A0=int(x,t,a,T+a)/T; %求出三角函数展开系数A0

As=2/T*int(x*cos(2*pi*n*t/T),t,a,T+a); %求出三角函数展开系数As Bs=2/T*int(x*sin(2*pi*n*t/T),t,a,T+a); %求出三角函数展开系数Bs A_sym(1)=double(vpa(A0,Nn)); %获取串数组A0所对应的ASC2码数值数组 for k=1:Nf A_sym(k+1)=double(vpa(subs(As,n,k),Nn)); %获取串数组A所对应的ASC2码数

值数组 B_sym(k+1)=double(vpa(subs(Bs,n,k),Nn)); %获取串数组B所对应的ASC2码数值数组 end ; if nargout==0 c=A_sym;

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matlab软件仿真实验（信号与系统）（1）

matlab软件仿真实验（信号与系统）（1）

matlab软件仿真实验（信号与系统）（1）《信号与系统实验报告》学院：信息科学与⼯程学院专业：物联⽹⼯程姓名：学号：⽬录实验⼀、MATLAB 基本应⽤实验⼆信号的时域表⽰实验三、连续信号卷积实验四、典型周期信号的频谱表⽰实验五、傅⽴叶变换性质研究实验六、抽样定理与信号恢复实验⼀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。

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;2、正弦信号：正弦信号Acos(w0t+?)和Asin(w0t+?)分别由函数cos和sin表⽰，其调⽤形式为：A*cos(w0t+phi) ;A*sin(w0t+phi) (例取A=1，w0=2π，?=π/6) 参考程序：A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft);grid on ;3、抽样函数：抽样函数Sa(t)在MATLAB中⽤sinc函数表⽰，其定义为：sinc(t)=sin(πt)/( πt)其调⽤形式为：y=sinc(t)参考程序：t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;4、矩形脉冲信号：在MATLAB中⽤rectpuls函数来表⽰，其调⽤形式为：y=rectpuls(t,width),⽤以产⽣⼀个幅值为1，宽度为width,相对于t=0点左右对称的矩形波信号，该函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中⼼向左右各展开width/2的范围，width的默认值为1。

matlab信号实验报告

matlab信号实验报告

den=[1,0,1];
num=[1];
sys=tf(num,den);
subplot(2,2,4)
impulse(sys);
grid on;
title('图4')
xlabel('t');
ylabel('单位冲击');
实验六
一、实验目的
1．掌握连续时间系统零极点的求解
2．分析系统零极点对系统幅频特性的影响
高通滤波模块、低通滤波模块和带通滤波模块运用频域滤波理论实现对语音信号的滤波处理功能
处理后的语音存档模块实现信号保存功能
低通滤波器代码：
1.低通滤波器设计：
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%原始信号%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%低通滤波器%%%%%%%%%%%%
一、实验目的
1建立系统的概念
2掌握连续时间系统的单位冲激响应的求解
3掌握连续时间系统单位阶跃响应的求解
4介绍常用信号处理的MATLAB工具箱
二、习题
1）实现卷积 ，其中：
程序代码：
clear
t1=0:0.01:2;
t2=0:0.01:10;
f1=(t1>0);
f2=exp(-t2).*(t2>0);
36.figure(2);
37.subplot(311);
38.plot(t,y);
39.title('加噪声波形');
40.subplot(312);
41.plot(f,abs(Y));
42.title('加噪后幅度谱');
MATLAB实验报告(1-4)

MATLAB实验报告(1-4)

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂，并在MATLAB软件中练习例题，最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算：算数运算向量运算：1.向量元素要用”[ ]”括起来，元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量，用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值，step表示步长或者增量，xn 为结束值。

矩阵运算：1.矩阵”[ ]”括起来；矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开；矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例：计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算：定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语：>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序：例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像，p表示第p个区域，表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围：axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母：xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前：title(‘……’)6).输出：grid on举例1：举例2：3.matlab程序流程控制1).for循环：for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构：while 逻辑表达式循环体End3).If分支：(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号：y=k*exp(a*t)举例：2).正弦信号：y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号：举例：4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号：y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间，若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算：语句格式：d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数，variable:求导运算的独立变量，n：求导阶数2).连续时间信号的积分运算：语句格式：int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件，并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图，也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

《信号与系统》课程实验报告

《信号与系统》课程实验报告

《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2．符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示，则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。

上例可用下面的命令来实现（在命令窗口中输入，每行结束按回车键）。

t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下：图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。

三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。

用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮，进入图1-3。

图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。

界面的主体分为两部分：1) 两个轴组成的坐标平面（横轴是时间，纵轴是信号值）；2) 界面右侧的控制框。

控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮，点击各波形选择按钮可选择波形，点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。

图1-4 峰值为8V，频率为0.5Hz，相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。

在这个界面内提供了三个滑动条，改变滑块的位置，滑块上方实时显示滑块位置代表的数值，对应正弦波的三个参数：幅度、频率、相位；坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。

在七种信号中，除抽样函数信号外，对其它六种波形均提供了参数设置。

矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5～图1-10所示。

图1-5 峰值为8V，频率为1Hz，占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V，滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V，频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中，通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位，观察波形的变化。