实验三常见连续信号的matlab表示

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1、实验三常见连续信号的MATLAB表示一、实验目的1、熟悉常见连续时间信号的意义、特性及波形；2、学会使用MATLAB表示连续时间信号的方法；3、学会使用MATLAB绘制连续时间信号的波形。二、实验原理信号一般是随时间而变化的某些物理量。按照A变量的取伉是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用和/GO来表示。若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很W难，且难以精确。MATLAB强大的图形处理功能及符号运算功能，为我们实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。根据MATLAB的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB屮，信号有两种表示方法

2、，一种是用向量來表示，另一种则是用符号运算的方法。在采用适当的MATLAB语句表示出信号后，就可以利用MATLAB中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。下而我们将介绍连续时间信号的MATLAB表示及其波形绘制方法。所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变fi的取值，信号都有确定的值与之对应。从严格意义上讲，MATLAB并不能处理连续信号。在MATLAB中，是用连续信号在等吋间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。在MATLAB屮连续信号可川向量或符号运算功能來表示。1、向量表示法对于连续时间信号/⑷

3、，可以用两个行向量/和Z来表示，其中向量f是用形如Z=~:/?:/2的命令定义的时间范围向呈，其中，~为信号起始时间，/2为终止时间，p为时间间隔。向量/为连续信号/~)在向量/所定义的时间点上的样值。例1对于连续信号/(Z)=S£Z(f)=^^,将它表示成行向量形式，同时用绘图命令plot()t函数绘制其波形。MATLAB程序如下：tl=-10:0.5:10;%定义时间t的取值范围及取样间隔(p=0.5),则tl是一个％维数为41的行向釐fl=sin(tl)./tl;°/。定义信号表达式，求出对应采样点上的样伉%同时生成与向量tl维数相同的行向量flfigured)%打开图形窗口1plot(

4、tl，fl)%以tl为横坐称，fl为纵坐标绘制fl的波形xlabelC収样间隔p=0.5.);title(’f(t)=Sa(t)=sm(t)/f);t2=-10:0.1:10;%定义时间t的取值范闱及取样间隔(p=0.1),则t2是一个％维数为201的行向量f2=sin(t2)./t2;%定义信号表达式，求出对应采样点上的样值%同时生成与向量t2维数相同的行向量f2figure(2)%打开图形窗门2plot(t2,f2)%以t2为横坐标，f2为纵坐标绘制f2的波形xlabelf取样间隔p=0.r);title('f(t)=Sa(t)=sin(t)/t');图3-1图3-2【说明】♦plot是常

5、用的绘制连续信号波形的函数。♦严格说来，MATLAB不能表示连续信号，所以，在用plot()命令绘制波形时，要对自变量t进行取值，MATLAB会分别计算对应点上的函数值，然后将各个数据点通过折线连接起来绘制图形，从而形成连续的曲线。因此，绘制的只是近似波形，而且，其精度取决于f的取样间隔。Z的取样间隔越小，即点与点之间的距离越小，则近似程度越好，曲线越光滑。例如：阁3-1是在取样间隔为p=0.5时绘制的波形，而阁3-2是在取样间隔p=0.1时绘制的波形，两相对照，可以看出图3-2要比图3-1光滑得多。♦在上而的『=8111(1)./1语句屮，必须用点除符号，以表示是两个函数对应点上的值相除。2

6、、符号运算表示法如果一个信号或函数可以川符号表达式來表示，那么我们就可以川前面介绍的符号函数专用绘图命令eZplot()等函数來绘出信号的波形。例2对于连续信号=用符号表达式来表示它，同吋用ezpk)t()命令绘山t其波形。MATLAB程序如下：symst%符号变量说明f=sin(t)/t;%定义函数表达式ezplot(f，［-10，101)%绘制波形，并且设置坐标轴显示范围运行结果如下：图3-3【说明】ezplot()命令用来画三维图或平而图。3、常见信号的MATLAB表示对于普通的信号，应用以上介绍的两种方法即可完成计算函数伉或绘制波形，但是对于一些比较特殊的信号，比如单位阶跃信号w(Z)

7、、符号函数sgn(Z)等，在MATLAB中这些信号都有专门的表示方法。(1)单位阶跃信号单位阶跃信号的定义为：>0Z<0单位阶跃信号是信号分析的基本信号之一，在信号与系统分析中有着非常重要的作用，通常，我们用它来表示信号的定义域，简化信号的时域表示形式。例如：可以用两个不同延时的单位阶跃信号来表示一个矩形门信号，即：G20=^+l)-w(/-l)在MATLAB中，有一个专门用于表示单位阶跃信号的函