信号与系统MATLAB仿真实验讲义

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1、《信号与系统》MATLAB仿真实验讲义（第二版）肖尚辉编写宜宾学院电信系电子信息教研室《信号与系统》课程2004年3月宜宾使用对象：电子专业02级3/4班（本科）实验一产生信号波形的仿真实验一、实验目的：熟悉MATLAB软件的使用，并学会信号的表示和以及用MATLAB来产生信号并实现信号的可视化。二、实验时数：3学时+3学时（即两次实验内容）三、实验内容：信号按照自变量的取值是否连续可分为连续时间信号和离散时间信号。对信号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出来。对于简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信

2、号波形显得十分困难，且难以绘制精确的曲线。在MATLAB中通常用三种方法来产生并表示信号，即（1）用MATLAB软件的funtool符合计算方法（图示化函数计算器）来产生并表示信号；（2）用MATLAB软件的信号处理工具箱（SignalProcessingToolbox）来产生并表示信号；（3）用MATLAB软件的仿真工具箱Simulink中的信号源模块。（一）用MATLAB软件的funtool符合计算方法（图示化函数计算器）来产生并表示信号在MATLAB环境下输入指令funtool，则回产生三个视窗。即figureNo.1：可轮流激活，显示fig

3、ureNo.3的计算结果。figureNo.2：可轮流激活，显示figureNo.3的计算结果。figureNo.3：函数运算器，其功能有：f，g可输入函数表达式；x是自变量，在缺省时在[－2pi，2pi]的范围内；自由参数是a；在分别输入完毕后，按下面四排的任一运算操作键，则可在figureNo.1或figureNo.2产生相应的波形。¾学生实验内容：产生以下信号波形3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1－2abs(x)/a、sqrt(a*x)（二）用MATLAB软件的信号处理工具箱（SignalProcessingToolbox

4、）来产生并表示信号一种是用向量来表示信号，另一种则是用符合运算的方法来表示信号。用适当的MATLAB语句表示信号后，可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号波形。1．向量表示法对于连续时间信号f(t)，可以用两个行向量f和t来表示，其中向量t是形如t=t1:p:t2的MATLAB命令定义的时间范围向量，t1为信号起始时间，t2为信号终止时间，p为时间间隔。向量f为连续信号f(t)在向量t所定义的时间点上的样值。下面分析连续时间信号f(t)＝Sa(t)=sin(t)/t，可用如下的两个变量表示：t=-10:1.5:10f=sin(t)./t命令

5、运行结果为：2t=Columns1through8-10.0000-8.5000-7.0000-5.5000-4.0000-2.5000-1.00000.5000Columns9through142.00003.50005.00006.50008.00009.5000f=Columns1through8-0.05440.09390.0939-0.1283-0.18920.23940.84150.9589Columns9through140.4546-0.1002-0.19180.03310.1237-0.0079用上述向量对连续信号进行表示后，就可

6、以用plot命令来绘制出信号的时域波形。plot命令可将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的波形就成了光滑的曲线。MATLAB命令如下：plot(t,f);title(‘f(t)=Sa(t)’);xlabel(‘t’);axis([-10,10,-0.4,1.1]);绘出的信号波形如图1所示（左图）。当把时间间隔p取得更小（例如为0.02）时，就可得到Sa(t)较好的近似波形，如图1所示（右图）。如图1Sa(t)的近似波形¾用以下程序可产生正弦波：t=0:0.001:50;y=sin(2*pi*50*t);plot(t(1:50),y

7、(1:50));¾用以下程序可产生加入随机噪声的正弦波：t=0:0.001:50;y=sin(2*pi*50*t);s=y+randn(size(t));plot(t(1:50),s(1:50));¾用以下程序可产生周期方波：t=0:0.001:2.5;y=square(2*pi*30*t);plot(t(1:50),y(1:50));3¾用以下程序可产生周期锯齿波：t=0:0.001:2.5;y=sawtooth(2*pi*30*t);plot(t,y);axis([00.2–11])；¾用以下程序可产生sinc函数：x=linspace(-5,

8、5);y=sinc(x);plot(x,y);¾用以下程序可产生Dirichlet函数：x=linspace(0,4*pi