通信07信号与系统实验指导书

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1、《信号与系统》实验指导书黄剑航编莆出学院电子信息工程学系2009年8月目录实验1连续时间信号在MATLAB中的表示1实验2连续吋间信号在MATLAB中的运算7实验3傅里叶变换及其性质13实验4信号抽样及抽样定理（综合性实验）19实验5连续时间LTI系统的时域分析25MATLAB是矩阵实验室(MatrixLaboratory)的简称，它是美国MathWorks公司出詁的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包描MATLAB和Simulink两

2、大部分。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程屮常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并11MathWorks公司也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号

3、运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算，而MATLAB借助符号数学工具箱提供的符号运算功能，能基本满足信号与系统课程的需要。例如解微分方程、傅立叶正反变换、拉普拉斯正反变换和Z正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另一主要应用是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲激响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解信号与系统的理论知识，并为将来使用MATLAB进行信号处理领域的各种分析和实际应用打下基础。实

4、验报告要求如下：1.貝体格式参照“电了信息工程系实验报告”格式。2.注意实验报告要求分析组织冇条理，截图美观，结论正确。实验1连续时间信号在MATLAB中的表示1.实验目的学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法；观察并熟悉这些信号的波形和特性。2.实验原理在某一时间区间内，除若干个不连续点外，如果任意时刻都可以给出确定的函数值，则称该信号为连续时间信号，简称为连续信号。从严格意义上讲，MATLAB数值计算的方法并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

5、信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB处理，并口能较好地近似表示连续信号。MATLAB提供了大量生成基本信号的函数。比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。为了表示连续时间信号，需定义某一时间或口变量的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，最后画出具波形图。3.实例分析3.1典型信号的MATLAB表示(1)实指数信号实指数信号的基本形式为f^=Keat.式中，K,q为实数。当a>0时，实指数信号随时间按指数式增当QVO时，实指数信号随时间

6、按指数式衰减；当Q=0时候，则转化为直流信号。MATLAB屮用exp函数来表示实指数信号，其语句格式为：y=K*exp(d*f)例1用MATLAB命令产生单边衰减指数信号2严叫心，并绘出吋间0GW3的波形图。解：MATLAB源程序为：clear;clc;K=2;a=-1.5;t=0:0.01:3;ft=K*exp(a*t);plot(t,ft);gridonaxis([0,3,0,2.2]);title('单边指数衰减信号);(1)正弦信号正弦信号的基本形式为/(f)=KsinS+0)或者/(/)

7、二Kcos(m+°)。其中K是振幅；0是角频率；0是初相位。这三个参数称为正弦信号的三要索。MATLAB中可用sin或者cos函数来表示止弦信号，其语句格式为：K*sin(0*/+phi)K*cos(q*/+phi)例2用MATLAB命令产生正弦信号2sin(2加+兀/4),并绘出时间0

8、,-2.2,2.2]);title(止弦信号);(1)抽样信号抽样信号的基本形式为Sa(t)=sin(r)〃,在MATLAB中用与Sa(r)类似的sinc(r)函数表示，定义为sinc(f)=sin(刃)/(加)。解：MATLAB源程序为:可以看出，SW)函数与sinc(r)没有本质的区别，只是在时间尺度上不同而已。例3用MATLAB命令产生抽样信号Sa(t),并绘出时间为-6龙「56龙的波形图。clearjclc;t=-6*pi:pi/100:6*pi;ft=sinc(t/pi)