6.1基本信号的时域表示及分析
一.实验目的
(1)掌握利用MATLAB表示基本连续系统与离散信号的方法
(2)掌握利用MATLAB对信号进行时域分析的方法。
(3)熟悉常用的MATLAB指令使用方法。
二.实验原理
(1)基本信号的MATLAB函数
①符号函数
用sign()函数产生,sign(x)=x./abs(x)。
②阶跃函数
用heaviside()产生,严格来说不能算是函数。
③指数函数
自然指数用exp()函数产生。
④矩形脉冲函数
矩形脉冲信号用rectpuls(x,width)函数产生,它是以x=0为对称轴,宽为width的信号。
周期性脉冲信号用square(t,duty)产生,周期为2π,幅度正负1,占空比duty%。
(2)离散时间信号与连续时间信号的MATLAB表示
连续信号一般用plot ( )进行绘图,离散信号用stem()进行绘图。
(3)信号基本运算的MATLAB实现
①平移、翻转和尺度变换
尺度变换x(at),翻转x(-t),平移通过自变量家一个常数实现。
②微分与积分
连续信号的微分用diff()表示,连续信号的定积分用quad()表示。
③差分与累加
查分可用diff()函数计算,累加用cumsum()函数计算。
三.实验仪器及教材
MATLAB7.0,《信号与系统的MATLAB实现》
四.实验内容与结果
(1)6.1(2)的程序及其波形
clear all;
close all;
clc;
t=-3:0.01:3;
xt=exp(t);
subplot(2,1,1);
plot(t,xt);grid on;
axis([-3,3,0,5]);
title('指数信号')
xlabel('t');
ylabel('xt');
n=-5:0.001:5;duty=50;
xn=square(n,duty);
subplot(2,1,2);
plot(n,xn);grid on;
axis([-5,5,-2,2]);
title('周期性矩形脉冲信号')
xlabel('n');
ylabel('xn');
(2)6.1(3)的程序及其波形
clear all;
close all;
clc;
t=-25:0.0001:5;
xt=exp(-2*t-1);
subplot(4,1,1);
plot(t,xt);grid on;
axis([-8,2,0,10]);
title('xt');
xt1=exp(-2*(-t-2)-1);
subplot(4,1,2);
plot(t,xt1);grid on;
axis([-8,2,0,10]);
title('x(-t-2)');
xt2=exp(-2*(t/5+2)-1);
subplot(4,1,3);
plot(t,xt2);grid on;
axis([-25,5,0,10]);
title('x(t/5+2)');
xt3=5*exp(-2*(3*t+2)-1);
subplot(4,1,4);
plot(t,xt3);grid on;
axis([-8,2,0,10]);
title('5x(3t+2)');
(3)6.1(4)的程序及其波形
clear all;
close all;
clc;
k=-8:1:8;
xk=(-1.*(k<-2)+k.*(-2<=k&k<=1)+1./k.*(k>1));
subplot(4,1,1);
stem(k,xk);grid on;
title('x[k]');
xlabel('k');
ylabel('x[k]');
subplot(4,1,2);
stem(-k,xk);grid on;
diff函数title('x[-k]');
xlabel('k');
ylabel('x[-k]');
subplot(4,1,3);
stem(2*k+2,xk);grid on;
title('x[2k+2]');
xlabel('k');
ylabel('x[2k+2]');
subplot(4,1,4);
stem(k/2,xk);grid on;
title('x[k/2]');
xlabel('k');
ylabel('x[k/2]');
四.实验收获与体会
通过本次试验,我对matlab有了初步的认识。这一次主要是学习用基础函数来输出图形,同时我感觉到matlab作图的简便之处。本次实验给我留下最深刻印象的是那个分段函数的编写,通过一些资料,我懂得了如何用简便的方法实现复杂的分段过程。同时,还可以通过改编自变量的值实现其他函数的图形的输出,这一招挺好用的。我希望我在以后的课程中有更多的收获。
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