哈工大信号与系统实验电气学院Word格式.docx
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5实验要求
(1)在MATLAB中输入程序,验证实验结果,并将实验结果存入指定存储区。
(2)要求通过对验证性实验的练习,自行编制完整的程序,实现以下几种信号的模拟,并得出实验结果。
(1)
(2)
(3)(4)
(5)
(3)在实验报告中写出完整的自编程序,并给出实验结果。
6实验结果
(1)t=-1:
0.01:
10;
程序和输出如下
y=heaviside(t);
plot(t,y);
axis([-1,10,-0.1,1.2])
(3)
A=5;
a=-1;
b=-2;
t=0:
0.001:
ft=A*exp(a*t)-A*exp(b*t);
plot(t,ft)
(4)
A=100;
B=2000;
0.2;
ft=cos(A*t)+cos(B*t);
实验二常用LTI系统的频域分析
1.实验目的
(1)掌握连续时间信号傅里叶变换和傅里叶反变换的实现方法以及傅里叶变换的特性实现方法;
(2)了解傅立叶变换的特点及其应用;
(3)掌握MATLAB相关函数的调用格式及作用;
(4)掌握傅里叶变化的数值计算方法以及绘制信号频谱图的方法;
(5)能够应用MATLAB对系统进行频域分析。
2.实验原理
(1)傅里叶级数的三角函数形式
(2)傅立叶级数的指数形式
(3)非周期信号的傅里叶变换
3.涉及的MATLAB函数
(1)fourier函数;
(2)ifourier函数;
(3)quad8函数;
(4)quad1函数;
(5)freds函数;
4.实验内容与方法
周期信号的傅里叶级数MATLAB实现;
利用MATLAB画出下图所示的周期三角波信号的频谱。
5.实验要求
(1)在MATLAB中输入程序,验证实验结果,并将实验结果存入指定存储区。
(2)在实验报告中写出完整的自编程序,并给出实验结果。
6.实验结果
实验程序如下
%三角波脉冲信号的傅里叶级数实现
N=10;
n1=-N:
-1;
c1=-4*j*sin(n1*pi/2)/pi^2./n1.^2;
c0=0;
n2=1:
N;
c2=-4*j*sin(n2*pi/2)/pi^2./n2.^2;
cn=[c1c0c2];
n=-N:
subplot211;
stem(n,abs(cn));
ylabel('
Cn的幅度'
);
subplot212;
stem(n,angle(cn));
Cn的相位'
xlabel('
\omega/\omega_0'
)
输出频谱如下
实验三连续LTI系统的复频域分析
(1)掌握连续时间信号拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换的实现方法以及拉普拉斯变换的特性实现方法;
(2)了解拉普拉斯变换的特点及其应用;
(3)掌握MATLAB相关函数的调用格式及作用;
(4)能够应用MATLAB对系统进行复频域分析。
(1)拉普拉斯变换
(2)拉普拉斯的收敛域
(3)拉普拉斯反变换计算方法
(4)微分方程的拉普拉斯变换解法
(5)系统函数H(s)
3.涉及的MATLAB函数
(1)residue函数
(2)laplace函数
(3)ilaplace函数
(4)ezplot函数
(5)roots函数
已知连续时间信号,求出该信号的拉普拉斯变换,并用MATLAB绘制拉普拉斯变换的曲面图。
程序如下
%绘制单边正弦信号拉普拉斯变换曲面图程序
clf;
a=-0.5:
0.08:
0.5;
b=-1.99:
1.99;
[a,b]=meshgrid(a,b);
d=ones(size(a));
c=a+i*b;
c=c.*c;
c=c+d;
c=1./c;
c=abs(c);
mesh(a,b,c);
surf(a,b,c);
axis([-0.5,0.5,-2,2,0,15]);
title('
单边正弦信号拉普拉斯变换曲面图'
colormap(hsv);
输出结果如下
实验四离散时间信号的卷积和
(1)熟悉离散时间信号卷积的定义和表示以及卷积的结果;
(2)掌握利用计算机进行离散时间信号卷积运算的原理和方法;
(3)熟悉离散时间信号的相关计算方法;
(4)熟悉离散时间信号卷积运算函数dconv的应用。
(1)卷积的定义;
(2)卷积计算的几何解法;
(3)卷积积分的应用。
(1)dconv函数;
(2)conv函数。
(1)用MATLAB计算两个离散序列的卷积和,并绘制它们的时域波形;
(2)用MATLAB图解法计算两个离散序列的卷积和。
(1)在MATLAB中输入程序,验证实验结果,并将实验结果存入指定存储区域。
(2)要求通过对验证性实验的练习,自行编制完整的程序,实现以下几种情况的模拟,并得出实验结果。
已知序列1为,序列2为,分别计算和绘出下列信号的图形:
;
1.计算法
①
f1=[012345];
k1=[012345];
f2=[111111];
k2=[012345];
f=conv(f1,f2)
k0=k1
(1)+k2
(1);
k3=length(f1)+length(f2)-2;
k=k0:
k0+k3
subplot221
stem(k1,f1)
f1(k)'
k'
subplot222
stem(k2,f2)
f2(k)'
subplot223
stem(k,f)
f(k)=f1(k)*f2(k)'
f(k)'
h=get(gca,'
position'
h(3)=2.3*h(3);
set(gca,'
h)
f=
0136101515141295
k=
012345678910
②
k1=[-5-4-3-2-10];
-5-4-3-2-1012345
2.图解法
n=[-10:
10];
x=[000000000001234500000]
h=[000000000011111100000]
subplot321;
stem(n,x,'
*k'
subplot322;
stem(n,h,'
n1=fliplr(-n);
h1=fliplr(h);
subplot323;
holdon;
stem(n1,h1,'
h2=[0,h1];
h2(length(h2))=[];
n2=n1;
subplot324;
stem(n2,h2,'
h3=[0,h2];
h3(length(h3))=[];
n3=n2;
subplot325;
stem(n3,h3,'
n4=-n;
nmin=min(n1)-max(n4);
nmax=max(n1)-min(n4);
n=nmin:
nmax;
y=conv(x,h)
subplot326;
stem(n,y,'
.k'
x=[000000123450000000000]
实验五常用LTI系统的频域分析
(1)熟悉离散LTI系统在典型激励信号
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