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1、第2部分信号与系统实验实验1连续时间信号的产生与运算一、实验目的(1)熟悉MATLAB软件的使用。(2)掌握连续时间信号表示方法与基本运算的实现。(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、实验原理时域信号是指将信号表示成时间的函数f()t，信号的时间特性是指信号的波形出现的先后、持续时间的长短、随时间变化的快慢等。信号按照特性的不同，分为确定信号、周期信号、能量信号等。常用的连续信号有直流信号、正弦信号、单位阶跃信号、单位门信号、单位冲激信号、符号函数、单位斜坡函数、单边衰减指
2、数信号、采样信号、随机信号等。信号的运算包括：信号的基本运算，包括加、减、乘、除等；信号的时域变换，包括信号的平移、翻转、尺度变换等；两个信号的卷积运算等。三、实验内容与方法从严格意义上讲，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很好地近似出连续信号。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。1.连续信号的生成与可视化
3、1)直流信号f(t)=AMATLAB程序如下：t=-10:0.01:10;%样本的时间间隔为0.01a1=6;plot(t,a1,'b');%绘制二维蓝色曲线title('直流信号');xlabel('时间(t)');ylabel('幅度(f)');·34·信号处理MATLAB实验教程生成的直流信号如图2.1.1所示。图2.1.1生成的直流信号2)正弦交流信号ft()sin(=+ωtφ)实现f()sin(2)tt=π，MATLAB程序如下：t=-0:0.001:1;y=sin(2*pi*t);plot(t
4、,y,'k');xlabel('时间(t)');ylabel('幅值(f)');title('正弦交流信号');生成的正弦交流信号如图2.1.2所示。图2.1.2生成的正弦交流信号3)单位阶跃信号f()tt=ε()MATLAB程序如下：t=-2:0.01:6;u=(t>=0);plot(t,u);axis([-2,6,0,1.2]);xlabel('时间(t)');ylabel('幅值(f)');title('单位阶跃信号');生成的单位阶跃信号如图2.1.3所示。·34·第2部分信号与系统实验·35·图
5、2.1.3生成的单位阶跃信号4)单位冲激信号f()tt=δ()MATLAB程序如下：Functionchongjit0=0;t1=-1;t2=3;dt=0.001;t=t1:dt:t2;n=length(t);%时间样本的长度k1=floor((t0-t1)/dt);%浮点数表示k1x=zeros(1,n);%各样本点信号的赋值为零x(k1)=1/dt;%在第k1点给出的样本值赋为1/dt，近似于无穷大的表示stairs(t,x);%绘图axis([-1,3,0,22]);xlabel('时间(t)');
6、ylabel('幅值(f)');title('单位冲激信号');生成的单位冲激信号如图2.1.4所示。图2.1.4生成的单位冲激信号·35··36·信号处理MATLAB实验教程5)符号信号f()sign()tt=MATLAB程序如下：clear;t1=-1;t2=5;dt=0.01;%可将精度调高，即d=0.01或0.001t=t1:dt:t2;n=sign(t);%直接调用符号函数plot(t,n);axis([t1,t2,-1.5,1.5]);xlabel('时间(t)');ylabel('幅值(f)
7、');title('符号信号');生成的符号函数信号如图2.1.5所示。图2.1.5生成的符号函数信号6)斜坡信号f()ttt=ε()MATLAB程序如下：clear;t1=0;t2=5;dt=0.1;t=t1:dt:t2;n=2*t;plot(t,n);axis([t1,t2,-1.5,12]);%横坐标及纵坐标的范围xlabel('时间(t)');ylabel('幅值(f)');title('斜坡信号');生成的斜坡信号如图2.1.6所示。−αt7)单边衰减指数信号f()ett=ε()MATLAB程序
8、如下：clear;t1=-1;t2=10;dt=0.1;t=t1:dt:t2;A1=1;%斜率a1=0.5;%斜率n=A1*exp(-a1*t);plot(t,n);·36·第2部分信号与系统实验·37·axis([t1,t2,-1,2]);xlabel('时间(t)');ylabel('幅值(f)');title('单边衰减指数信号');图2.1.6生成的斜坡信号生成的单边衰减指数信号如图2.1.7所示。图2.1.7生成的单
