《信号、系统及系统响应》实验指导

《《信号、系统及系统响应》实验指导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验一：信号.系统及系统响应第一部分：信号及其频谱的MATLAB实现、图形表示第一步：体验MATLAB是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统。进入windowsXP工作环境，双击MATLAB图标，在菜单view中选中commandwindows,在此窗口小输入x=0:0.5:5后回车，指令执行结果为：x=00.50001.00001.50002.00002.50003.00003.50004.00004.50005.0000感受此指令的意义和MATLAB的草稿纸工作环境。为实现上述指令的通用性，

2、用対条指令Dt=0.5x=0:Dt:5來实现x=0:0.5:5的功能，程序的通用性增强。思考：指令:y=-2:l:10的执行结果为:y=第二步：利用上述方法产生不同的函数。如h利用指令Dt=0.0005t=0:Dt:0.05x=exp(-1OOO*abs(t))产生指数信号(函数)x=^_100°M在不同时刻t的函数值思考：上述指令执行后匸x=第三步：利用MATLAB内部函数创建图形窗口，画出上述两数的波形并注释坐标轴含义指令：figure(1)；创建名为figure1的图形窗口plot(t,x)

3、;在坐标系中生成顺序连接顶点(t(i),x(i))i=l,2,・・・,n的折(曲)线，这种调用被用来牛成参数方程的图形xlabel(4tinsecond')；标注x轴的含义ylabel(

4、0个点)思考：k=♦利用傅里叶变换的定义求上述函数X的频谱：X=x*exp(-j*t,*w)*Dt,其屮：x为时域信号，t‘为上述t的转值，w为角频率取值数组，DF为时域収样间距♦求频谱的幅度谱X=abs(X)；第五步：再创图形窗口并绘制上述频谱波形指令：figure(2)plot(w/(2*pi*1000),1000*X)xlabel(4FrequencyinkHz')ylabel(T000*X(jf)')请仿照第四步在上述每条指令后加注释，思考图2中横坐标轴的物理意义及单位第六步：从上图频谱中

5、观察出信号的上限频率，由釆样定理确定过采样、欠采样频率。♦过采样频率：fs=4000♦采样周期：T=l/fs;tl=-0.02:T:0.02;♦釆样所得信号：xn1=exp(-l000*abs(t1));♦定义频谱函数自变量的范围，Wmax=2*pi*8000;♦限定角频率的取值数组K=500;k=-K:l:K;wl=k*Wmax/K♦利用离散傅里叶变换的定义求抽样信号的频谱：Xjl=xnl*exp(-j*tl*wl)♦求频谱的幅度谱Xjl=abs(Xjl)第七步：再创图形窗口并绘制抽样信号及抽样

6、信号的频谱波形指令:figure(3)subplot(2,l,l):stem(tl,xnl)xlabel(4n,)ylabel(4xnl=exp(・1000*abs(nT)')subplot(2,l,2):plot(w/(2*pi*1000),Xjl)xlabel('FrequencyinkHz')ylabelCX(jf)')第八步：根据上述步骤，对指导书要求的信号画出时域波形、利用预习知识预判频率范I韦I,确泄频谱函数自变量的取值范I韦I,求出频谱，并确定信号的最高频率fmax，调整抽样频率fs

7、=2fnux>fs>2fmax和彳$<2仏琢，观察时域波形变化，分析频域]00波形。根据时域、频域的变化验证时域抽样定理X(戶巧二丄龙(/-统)]第二部分：系统响应分析第一步：产生输入系列x(n)二Rio(n)和单位冲激响应系列h(n)=8(n)+2.58(n-l)+2.58(n-2)+5(n-3);指令：x(n)=ones(l,10);ones(m,n)产生m行n列的全1矩阵h(n)=(1,2.5,2.5,1)；第二步：利用MATLAB提供的求解两系列离散卷积函数conv(x,h)求两系列的离散

8、卷积；指令：y=conv(x,h);第三步：改变输入信号x(n)长度，打印输出y(n)图形并判断y(n)图形及其非零值序列长度是否与理论计算结果一致。指令：stem(y)；此时图形从n=l开始，为让图形从n=0始利用指令：n=0:12stem(n,y)；第四步：卷积定理的验证♦调用序列博里叶变换数值计算子程序，求输出y(n)的频率响应丫(』叭)，指令：n=0:12Wmax=2*piN=100;k=0:N;定义n从0到12,为卷积后的序列长度定义w的最大范围为2*piw=k*Wmax