基于matlab的信号与系统仿真实验new

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1、广东白云学院学报第16卷第4期Vol.16No.42009年10月JournalofGuangdongBaiyunUniversityOct.2009基于MATLAB的信号与系统仿真实验杨新盛（广东白云学院电子信息工程系，广东广州510450）摘要：本文介绍了基于MATLAB软件在《信号与系统》课程教学中的仿真实验，通过抽样信号的表征、周期方波信号的傅立叶级数分解与合成、余弦信号的相加与相乘、RLC带通滤波器的频率特性等仿真实验，说明了将MATLAB应用于教学实践中的重要作用和意义。关键词：MATLAB；信号与系统；仿真中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：粤O-11011(

2、2009)04-0052-04《信号与系统》是电气信息类专业的重要专分析、自动控制、信号处理、信息通信、工程建筑、业基础课，其理论性较强,概念抽象而难以理解，金融分析及图像处理等众多领域，是目前国际上公式推导复杂、计算繁琐，系统分析时的时域图公认的最具影响力的科技应用软件，深受工程技和频谱图都较难绘制。该课程传统教学一直采用术人员及科研工作者的欢迎。目前，国内外很多黑板式的单一教学方式，大量的数学计算使课堂高等院校已将MATLAB列为本科生、研究生必须教学枯燥沉闷，学生依靠做大量习题来巩固和理掌握的基础工具软件之一。它的主要特点包括:解教学内容，对课程中众多的应用性较强的内容（1）

3、高效的数值计算及符号计算功能，使用不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约户摆脱了繁杂的数学运算分析；了教学效果，直接造成理论教学课时不够，实践（2）完备的图形处理功能，实现计算结果和教学环节薄弱，学生学习负担加重的不良后果。编程的可视化；针对《信号与系统》课程内容的特点，利用（3）友好的用户界面及接近数学表达式的MATLAB的信号处理工具箱和图形处理及数据自然化语言，易于学习和掌握，编程效率极高；可视化，将结论直接用图形来演示，具有让学生（4）开放性好，能与多种平台工具软件兼直观地认识抽象的概念、定理、结论，深入理解重容；要概念的作用。（5）功能丰富的应用工具箱，具有广泛解决

4、〔1〕各学科专业领域内复杂问题的能力。一、MATLAB简介二、MATLAB仿真实验应用美国MathWorks公司于1984年推出一款面向工程和科学运算的MATLAB（MatrixLaboratoryMATLAB强大的符号运算功能与图形处理――矩阵实验室)高性能软件，被广泛应用于数值功能，为实现信号的可视化及系统分析提供了强收稿日期：2009-09-19作者简介：杨新盛（1977-），男，辽宁鞍山人，广东白云学院电子信息工程系教师，控制理论与控制工程专业硕士，研究方向为控制理论与应用.第4期杨新盛：基于MATLAB的信号与系统仿真实验·53·有力的工具。工具箱函数可以分析连续信号、连

5、t=-6*pi:pi/100:6*pi;续系统、离散信号、离散系统等，并可对信号进行Sat=sinc(t/pi);时域和频域的各种计算、分解和变换，如相加、相plot(t,Sat),gridon乘、移位、反折、傅立叶变换、拉氏变换、Z变换和xlabel('t'),ylabel('Sa(t)')频谱分析等多种计算功能。axis([-20,20,-0.3,1.1])下面以抽样信号的实现、周期方波信号傅立title('抽样信号')叶级数分解、两个余弦周期信号的相加与相乘、从图1中看出，Sa（t）为偶函数，是非周期的RLC带通滤波器的频谱特性等仿真实例说明振荡衰减信号，当，当t=0时，MA

6、TLAB仿真在信号与系统教学中的应用。峰值Sa（t）=1，（±kπ）=0，（k为整数），当1.抽样信号的实现t＞2π后，衰减幅度减小。在信号与系统中，信号的表征是进行系统分2.周期方波信号傅立叶级数分解与合成析与设计的基础。信号的表征是写出它的数学表在系统时域分析中，以正弦函数为基本信达式，该式是关于时间或者频率的函数。而常用号，分析工程上常用的周期信号的一些基本特性的时间信号有：正弦型信号、冲激信号、阶跃信以及信号在系统中的传输问题。周期信号到正弦号、门信号、衰减型指数信号和抽样信号等。信号的分解是利用傅里叶级数，系统的响应可看抽样信号的基本数学形式定义为：作各不同频率正弦信号产

7、生响应的叠加。sin（t）设周期信号为，周期为T，角频率Sa（t）=t〔2〕，则傅立叶级数的三角展开式为：而在MATLAB中用与类似的函数来表示：sin（πt）Sa（t）=πt而两个函数没有本质上的区别，仅是时间尺其中，积分区间取，,n=1,2,…则各度上不同。项系数为：程序中的时间区间，仿真波形如图1所示。公式表明，任何满足狄利赫利条件的周期信号都可以分解成不同频率的正弦分量和余弦分量的叠加。n=0时为直流分量，n=1时为一次谐波分量，以此类推。可见，周期信号可分解