信號與系統(tǒng)實驗報告

1、本文格式為word版，下載可任意編輯信號與系統(tǒng)實驗報告 高校 信號與系統(tǒng)試驗報告 姓名: 學(xué)號: 專業(yè)班級:自動化 試驗一 基本信號得生成 1. 試驗?zāi)康?l 學(xué)會使用 matlab 產(chǎn)生各種常見得連續(xù)時間信號與離散時間信號; l 通過atlab 中得繪圖工具對產(chǎn)生得信號進行觀看，加深對常用信號得理解; l 熟識 mtab 得基本操作,以及一些基本函數(shù)得使用,為以后得試驗奠定基礎(chǔ)。 2 2 。 試驗內(nèi)容 運行以上九個例子程序，把握一些常用基本信號得特點及其ab 實現(xiàn)方法；轉(zhuǎn)變有關(guān)參數(shù)，進一步觀看信號波形得變化. 在 范圍內(nèi)產(chǎn)生并畫出以下信號: a) ; b) ； c) ； d) . 源程序:

2、k= 0 0 ：1 1 ; ; f1k=ze os(1 ， 10 ）, , ,zer （1 1 ，1 1 ）; ; subplot （2 2 ， 2,1) stem( , , 1k ） title( f1k ） f2k=zer s s （ ,8), ，z z r r s s （1 1 ， 12 ）; ; su plot(2 ， 2,2 ） te （k k ， f2k ） titl ("f2 ） f3k zeros （ ,14 ）, , ， zer s s （1 1 ，6 6 ）; ; su t t （2 2 ，2 2 ， 3) st m( k,f k) ti le("f3k

3、" ） 4k= k k- - k; bpl (2 ，2 2 ， 4) s s em （ k,f4k) t t tle( 4k") 在 范圍內(nèi)產(chǎn)生并畫出以下信號: a) ; b) ; c) 。 請問這三個信號得基波周期分別就是多少？ 源程序: = = ： 31 ； 1 1 = = （ /4* ) ) 、 cos （ /4*k ）; ; lo (3,1, ) ) em(k ，1 1 ) ) itle( f1k " " ） k=(cos(pi/4*k) 、 ; ; subp ot(3, ,2) t t m m （， f2 ) ) i i e( k "

4、 " ） f3 =s n n （ pi ）、s s （ i/8 k k ）; ; sub lot （，1 1 ，） st m m （ ,f3k ） tit e e （ f3 k k ） 其中1k得基波周期就是, f2k得基波周期就是, k得基波周期就是 16 試驗 二 信號得基本運算 1 1 。 試驗?zāi)康?l 學(xué)會使用atla完成信號得一些基本運算; l 了解簡單信號由基本信號通過尺度變換、翻轉(zhuǎn)、平移、相加、相乘、差分、求與、微分及積分等運算來表達得方法; l 進一步熟識 mtlab 得基本操作與編程,把握其在信號分析中得運用特點與使用方式 。 試驗內(nèi)容 運行以上三個例題程序,把握信

5、號基本運算得ata實現(xiàn)方法;轉(zhuǎn)變有關(guān)參數(shù)，考察相應(yīng)信號運算結(jié)果得變化特點與規(guī)律。 已知信號如下圖所示： a) 用 malab 編程復(fù)現(xiàn)上圖; 作業(yè)題 a: t=-6:0 、1 ：6; ft1=t ip s(t, ,0 、）; sub ot( ,1,1 ） ot(t,ft1) it e( f(t) ) b) 畫出得波形; %b t= 6:0 、00 :6; t = ripuls(2 (1 t),6 ，0 、) ； %s bp ot(1,1,1 ） pl t(t ，t ) t t ( f （(1- ）") -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 400.811.21.4

6、1.61.82tf(t)給 定 信 號 f(t) c) 畫出得波形; %c h=0 、0 ；t= 6: :6; yt= ri u s( ,6,0 、5) ； y = iff(yt ）*1/h; plot(t( :lengt (t) 1 ），1 ） tit e( df(t ）/ t ) d) 畫出得波形。 d t6:、:6; for x=1:ngh(t) 2(x)=ud(ipus(,6，、5),3,t(x); end lot(,y2） tte("itga f f(t)"） 試驗 三 系統(tǒng)得時域分析 1 1 。 試驗?zāi)康?l 學(xué)習(xí)并把握連續(xù)時間系統(tǒng)得零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)與階躍響

7、應(yīng)得 matlab求解方法； l 學(xué)習(xí)并把握離散時間系統(tǒng)得零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)得 mtab 求解方法; l 進一步深刻理解連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)得系統(tǒng)函數(shù)零極點對系統(tǒng)特性得影響; 學(xué)習(xí)并把握卷積得 mtlab 計算方法。 2. 試驗內(nèi)容 運行以上五個例題程序,把握求解系統(tǒng)響應(yīng)得 mta分析方法;轉(zhuǎn)變模型參數(shù),考察系統(tǒng)響應(yīng)得變化特點與規(guī)律。 設(shè)離散系統(tǒng)可由下列差分方程表示： 計算時得系統(tǒng)沖激響應(yīng)。 源程序： 20:100 ； a= 1 1 - - 1 、 9 ； b=1; h= mpz （b b ，a a ，k k ）; ; stem （ k, ）; ; xla el(ti (se

8、c) y y el(y(t)") 設(shè),輸入，求系統(tǒng)輸出。 （?。?源程序: k=- -1 1 :50 ； u u = = z z ro （ 1,1 ), nes(1, ) ) ; ; 1k= er s( ， 20 ），o o es( , , ）; ; k=0 、9 9 、 k 、 *uk; fk=u - - u1k; yk=co o v v （ hk,f ) ) ； stem （ 0:length(yk ）- - ， yk ）; ; 已知濾波器得傳遞函數(shù)： 輸入信號為為隨機信號。試繪出濾波器得輸出信號波形.(取) 源程序: r=101 ； d=rand （ ,r ） 0 0 、; ;

9、 t=0:100 ； s=2 si (0 、 05*pi*t) ； f=s d d ； su lo (2,1,1); plot(t ， , - - 、，t t ， s,b- - ",t,f ， "r- - ); l l b b l l （" " i i e in ex t ）; ; legend （ "d t t "," " " ， "ft ）； tit t e e （" " 處理前得波形) ) b=0 、 22 ;a= 0 0 、 8; y=fi er(b ，) ) ； s

10、u p p ot （2 2 ， 1,2); pl t t （ ,s,"b - -" " ，t t ， y,r- - ) ； xl b b l( i i e i ex t"); leg nd("s t t , t ）; ; title （" " 濾波器輸出波形) ) 試驗 四 周期信號得頻域分析 . . 試驗?zāi)康?l 把握周期信號傅立葉級數(shù)分解與合成得計算公式 l 把握利用 mata實現(xiàn)周期信號傅立葉級數(shù)分解與綜合方法 l 理解并把握周期信號頻譜特點 、試驗內(nèi)容 1、仿按例程,實現(xiàn)下述周期信號得傅立葉級數(shù)分解與合成: 要求:

11、(）首先，推導(dǎo)出求解，,得公式，計算出前 10 次系數(shù)； (b)利用tab 求解，,得值,其中,求解前 10 次系數(shù),并給出利用這些系數(shù)合成得信號波形。 （)設(shè)周期信號得周期為,角頻率,且滿意狄里赫利條件,則該周期信號可以綻開成傅立葉級數(shù)。 （）三角形式傅立葉級數(shù) dt t n t ftbdt t n t ftadt t ftat n b t n a at b t a t b t a t b t a a t ftt ntt nttnnnnn n n nòòòå å-¥=¥=+ + =+ + + + + + + + =2211

12、221122101111 02 2 2 2 1 1 1 1 0111111sin ) (2cos ) (2) (1) sin( ) cos(. sin cos . sin cos sin cos ) (www ww w w w w w （）指數(shù)形式傅立葉級數(shù) （b）求解,及合成信號波形所用程序: fnction _sm,b_symtfshhsym 采納符號計算求一個周期內(nèi)連續(xù)時間函數(shù) f 得三角級數(shù)綻開系數(shù)，再用這些 % 綻開系數(shù)合成連續(xù)時間函數(shù)、傅立葉級數(shù) 量值數(shù)是就都出輸入輸?shù)脭?shù)函% 數(shù)階得波諧 6=fn% nn 數(shù)位確準(zhǔn)得據(jù)數(shù)出輸% 數(shù)系開展項 soc 波諧次、3,是就次依素元后其，項流

13、直是就素元 1 第my_a% b_sym 第 2，,、元素依次就是 1，2，3、次諧波 si項綻開系數(shù) % ta= to/t=0、2 ss t n k x t4; tao=t/4; =-1、; f arn4 nf=10； en if nrn5 =2; end 1 -3 -4 5 4 1 o xtimun_x（t); a0=it(x,t，a,+a）/； 求出三角函數(shù)綻開系數(shù)0 2/t*i（xco（2*pi*t/),t,a，t+)； 求出三角函數(shù)綻開系數(shù) as b=2/*n(x*sin（2*pnt/t)，t，a，t+)； %求出三角函數(shù)綻開系數(shù) bs sym(1)=oube（v(a0,n）)； 獵

14、取串?dāng)?shù)組 a0 所對應(yīng)得 asc2碼數(shù)值數(shù)組 fr k:nf asym(k1)ouble（p(sub(s，n，k）,nn)）; 獵取串?dāng)?shù)組所對應(yīng)得 asc2碼數(shù)值數(shù)組 b_sym（k+1)=ble(vpa（subs(s，k）,n）; %獵取串?dāng)?shù)組所對應(yīng)得 ac2 碼數(shù)值數(shù)組 end ； if nrgo=0 c=asy; disp(）; %輸出 c 為三角級數(shù)綻開系數(shù):第 1 元素就是直流項，其后元素依次就是 1,2,3、次諧波os 項綻開系數(shù) d=bym; disp(); %輸出 d 為三角級數(shù)綻開系數(shù)： 第 2,3，4,、元素依次就是 1,3、次諧波n 項綻開系數(shù) =3t:0、:3*t; 0

15、= (); %直流 1 c （ 2) 、 co （ 2* i* * /t) d(2 ）、 s n(2 pi* * /）； % 基波 2= ( ) 、 * o （ 2*pi 2 t/t)+d(3 ）、 *sin （ 2 pi 2* t）; % 2 次諧波 f3=(4）、os(2pi*3tt)+d(4)、sin(2*i*3t/t); % 3次諧波 f4=（)、cos（2*i*4t/t）+d（)、si(2*pi*t/); % 次諧波 f=c（6）、*os(2*i*5*/t）+d(6）、*n(2i*5*tt); % 次諧波 f6=c（7)、*c（*pi*6t/）+d()、*sin（2p*6*t/t)；

16、 6 次諧波 7=c(8 ）、 *cos(2*p *t/t ） +d(8 ）、 sin(2 7 t/t)； % 7 次諧波 f8=c(9)、os（2*i8*/t)+d(9）、*sin（2*i8t/t）; % 8次諧波 f9 (1 ) 、 c ( * i*9 /t)+d(10) 、 * in(2 i 9 t/t）; % 9 次諧波 f 0=c （ 11) 、 *co ( pi*10*t/t ） +d(1 ) 、 *s n(2*pi 1 t/t)； 1次諧波 1=f0+f+f2； % 直流+基波2 次諧波 f2=f11+f3; 直流+基波+2 次諧波+3 次諧波 f13f12f4+f5+f6； %

17、 直流基波+2 次諧波+次諧波+次諧波+5 次諧波+6 次 諧波 f14f13+f+f8+9+f0； %010 次 sublot(2,2，1) lt(t，f0f1）,ho n ytie_un(t); 調(diào)用連續(xù)時間函數(shù)周期矩形脈沖 po(t，y，"r："） tite（"直流+基波) axi(-，-0、，1、5) sbplo（,2,） plot(t,f1),hold o y=time_fun_e（t）; lot(t,y，r：） tile("13 次諧波+直流"） axis(8,8,-0、5,1、5） splo(,2,3) plo(t,f13），ho

18、d on yime_fune（t)； plot(,y,:） itle（"6 次諧波直流) axis(-8，8，0、,1、5) ubpot（,2，4) plt（t,14）,hol on y=tim_fun_e（t）; plo(t，y,"r:) ttl(10 次諧波+直流") axs（8，8,-0、5，1、5) hd off nd fntin y=time_fun_e(t) % 該函數(shù)就是 cfshhsym、m 得子函它由符號函數(shù)與表達式寫成 a1、5； t=； h； ta=/4; t=3*:0、0:3*t; 11/2+1/、sg(、to)； e22+1/、*sign

19、(t0、5to2)； y=h、(e1e2）; %連續(xù)時間函數(shù)周期矩形脈沖 funcion xti_fun（t） % 該函數(shù)就是 ctfscsym、得子函數(shù)。它由符號變量與表達式寫成. h=1; 1=sm("heaisid()")*h; xx1sym(heaisid（t-1）； 2、已知周期為=4 得三角波,在第一周期(-2t)內(nèi)表示成:，試用 mlb 求該信號得傅立葉級數(shù)，并繪制它得頻譜圖.將它得頻譜與方波得頻譜圖做比較。 functon asym,b_sym=ctfshbpsy(t，n) % 采納符號計算求，t內(nèi)時間函數(shù)得三角級數(shù)綻開系數(shù)。 % 函數(shù)得輸入輸出都就是數(shù)值量

20、 輸出數(shù)據(jù)得精確位數(shù) % mys_a 第元素就是直流項,其后元素依次就是,3、次諧波 co項綻開系數(shù) _y 數(shù)系開展項 nis 波諧次、,1 是就次依素元、,，3,2 第 t t=m*ta, 信號周期 n 諧波得階數(shù) m (m=t/tao)周期與脈沖寬度之比,如 m=4，8，16,1等 tao 脈寬：o/ ss t n i nagin3 n=inut（plse inut 所需綻開得最高諧波次數(shù):nf); end t=npu(leae iput 信號得周期 t"）; if nrn5 n=32; nd y=tie_un_s(t)； a02/int（,t，0,t2); s=2/i（y*cs

21、（2*pi*nt/）,0,t/2); b2/tit(*in(2pi*nt/）,t,2）; sym(1)=double(vpa(，）; for k=1：f _sym(k+)double(vpa（subs(s,n，k),nn）; bsym(k+1)=ouble(a(sbs(bs，n，k),n); end if nrgout=0 n=fllr(_sym)； %對 a_sym 陣左右對稱交換 an（，k+1）=a_sm(1); %sym 得 1*k 陣擴展為 1（k+1)陣 an=plr（a); %對擴展后得 s陣左右對稱交換回原位置 bnfilr（b_ym); %對 b_sym 陣左右對稱交換 n（1,+1)=0; %bs得 1k 陣擴展為*(k+)陣 bn=flilr（b); %對擴展后得 s陣左右對稱交換回原位置 fnr=a/2in/；