《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37合肥师范学院物理与电子工程系2011年8月目录实验一熟悉MATLAB软件3实验二连续时间信号的运算8实验三连续LTI系统的时域分析11实验四连续系统的频域分析17实验五信号抽样与恢复25实验六信号的复频域分析28实验七连续时间系统的复频域分析3137实验一熟悉MATLAB软件一、实验目的(1)熟悉MATLAB主界面,并学会简单的菜单操作。(2)学会简单的矩阵输入与信号输入(3)掌握用MATLAB常用函数来产生信号并实现信号的可视化方法。二、实验原理1.直接输入法创建矩阵从键盘直接输入矩阵时,按矩阵行的顺序输入矩阵各元素,输入过程必

2、须遵循以下规则:a.矩阵的所有元素必须放在方括号“[]”内:b.矩阵元素之间必须用逗号“,”或空格格开;c.矩阵行与行之间必须用分号“;”或回车符格开。2.向量的生成a.利用冒号“:”运算生成向量,其语句格式有两种:A=m:nB=m:p:n第一种格式用于生成步长为1的均匀等分向量,m和n分别代表向量的起始值和终止值,n>m。第二种格式用于生成步长为p的均匀等分的向量。b.利用函数linspace()生成向量,linspace()的调用格式为:A=linspace(m,n)B=linspace(m,n,s)第一种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的线性等

3、分的100元素的行向量。第二种格式生成从起始值m开始到终止值n之间的s个线性等分点的行向量。3.二维曲线的绘制plot()函数plot()函数是将各个数据点通过连折线的方式来绘制二维图形的,其命令格式有以下几种:a.plot(y)当y为向量时,以y的序号作为X轴,按向量y的值绘制曲线。b.plot(x,y)x,y均为向量时,以x向量作为X轴,向量y作为Y轴绘制曲线。c.plot(x,y1,’option1’,x,y2,’option2’,……)以公共的x向量作为X轴,分别以向量y1,y2……的数据绘制多条曲线,每条曲线的属性由相应的‘option’来确定

4、。Option选项可以是表示曲线颜色的字符、表示线型格式的符号和表示数据点的标记,各个选项有的可以连在一起使用。d.plot(x1,y1,’option1’,x2,y2,’option2’,……)分别以向量x1,x2,……作为X轴,以37y1,y2,……的数据绘制多条曲线,每条曲线的属性由相应的选项‘option’来确定。符号颜色符号线型符号标记符号标记‘b’ 蓝色‘-’实线‘.’点‘d’◇‘g’绿色‘:’虚线‘o’圆圈‘ˇ’▽‘m’品红-.点画线‘x’叉号‘^’△‘c’青色‘--’双画线‘+’加号‘<’左三角‘k’黑色‘none’无线‘*’星号‘>’右

5、三角‘r’红色‘s’□‘p’五角星‘y’黄色‘h’六角星表1plot函数中option选项的取值和含义三、实验内容1.熟悉简单的矩阵和向量输入1)从屏幕上输入矩阵A=[123;456;789]或A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]观察输出结果。2)从屏幕上输入向量x=0:0.1:1和y=linspace(0,1,10)观察输出结果,注意区别。3)再试着输入一些矩阵,矩阵中的元素可为任意数值表达式,但注意矩阵中各行各列的元素个数需分别相等,否则会给出出错信息。2.基本矩阵运算1)矩阵加减乘除和乘方运算a.输入A=[123;456],B=[246;12

6、3],C=[2;3;4],求X=A+B,Y=A-B,Z=A*C观察结果。b.输入A=[111;222;333],求A^2。c.解线性方程组,输入A=[231;1-22;3-1-3],B=[11;3;8],计算C=AB,D=B’/A’。2)数组乘除和乘方运算输入A=[123;456],B=[246;123]求C=A.*B,D=A./B,E=A.B,F=A.^B。再输入一些数组,进行类似运算。3.验证下列程序MATLAB提供了许多函数用于常用函数的产生,如阶跃信号,脉冲信号,指数信号、正弦信号和周期方波等,这些函数都是信号处理的基础。从严格意义上讲,MA

7、TLAB并不能处理连续信号。在MATLAB中是用连续信号在等间隔时间的样值来近似表示连续信号的。当取样时间间隔足够小时,这些离散的样点就能够狠好地近似出连续信号。37表示连续时间信号有两种方法,一是数值法,二是符号法。数值法是定义某一时间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,得到两组数值矢量,可用绘图语句画出其波形;符号法是利用MATLAB的符号运算功能,需定义符号变量和符号函数,运算结果是符号表达的解析式,也可用绘图语句画出其波形图。例1-1指数信号指数信号在MATLAB中用exp函数表示。如,调用格式为ft=A*exp(a*t)程序是

8、A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;%定义时间点ft=A*exp(a*

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