熟悉MATLAB軟件的相關函數(shù)的使用方法各種信號的時域波形

1、 .PAGE18 / NUMPAGES18實驗目的： 熟悉MATLAB軟件的相關函數(shù)的使用方法、各種信號的時域波形。實驗容：1、用MATLAB軟件繪制各類典型信號的時域波形并且給出程序源代碼。（1）指數(shù)信號、 指數(shù)序列；（2）單位階躍函數(shù)、 單位階躍序列；（3）單位脈沖信號； 單位抽樣序列；（4）矩形信號，矩形序列信號， 矩形寬度自定；（5）正弦信號、 正弦序列，其中振幅和頻率自選；2、 假設存在一個單邊離散指數(shù)序列， 參數(shù)自選； 為隨機噪聲，方差和均值自選； 繪制， 和 的圖形3、繪制你所采集的電信號的時域波形（部分即可）， 進行必要的說明和分析4、選作提高： 編寫一個程序， 運行后可以在鍵

2、盤上依次任意輸入兩個序列，計算兩個序列的線性卷積，并輸出計算結(jié)果。（相關函數(shù)：input ， conv）實現(xiàn)方案：指數(shù)信號、指數(shù)序列 1、指數(shù)信號分為實指數(shù)信號和復指數(shù)信號，其中實指數(shù)信號的基本形式為 。其中，K、a為實數(shù)。當a0時，實指數(shù)信號隨時間按指數(shù)式增長；當a0時，實指數(shù)信號隨時間按指數(shù)式衰減；當a=0時，實指數(shù)信號不隨時間變化，轉(zhuǎn)化為直流信號。MATLAB中用exp函數(shù)來表示實指數(shù)信號，語句表示為 y=K*exp(a*t).下面用MATLAB命令產(chǎn)生單邊遞增指數(shù)信號，當0=t=5的波形圖。MATLAB源程序為：K=3;a=2;t=0:0.01:5;y=K*exp(a*t);plot(

3、t,y),grid on程序運行后，產(chǎn)生如下圖所示的波形。復指數(shù)信號 復指數(shù)信號的基本形式為其中， 是復變量；、為實數(shù)。當 =0 時，為一個實指數(shù)信號；當 時， 的實部和虛部分別是按指數(shù)規(guī)律衰減的正弦振蕩；當 時，的實部和虛部均為等幅的正弦振蕩。 下面用MATLAB生成復指數(shù)信號，0=t0時，復指數(shù)序列x(n)的實部和虛部分別是按指數(shù)規(guī)律增長的正弦振蕩序列； 當a=0); plot(t,y),grid on; axis(-1 5 -0.5 1.5);2、單位階躍序列 單位階躍序列u(n)定義為: 單位階躍序列的源程序與波形圖如下： n=-30:30; un=zeros(1,30),ones(1

4、,31); stem(n,un)（3）單位脈沖信號、單位脈沖序列 1、單位脈沖信號的定義為 根據(jù)沖激函數(shù)的定義，可知沖激函數(shù)有如下性質(zhì)： (1) 如果函數(shù)f(t)在 處連續(xù)，其值為 ，則有 （2）篩選特性 若f(t)在t=0處連續(xù)，則有 （3）為偶函數(shù)，即 （4）沖激函數(shù)與階躍函數(shù)的關系為： 或 （5）尺度特性 用MATLAB繪制單位沖激函數(shù)的源程序與波形圖如下： x=-10:0.1:10; y=(x=0); plot(x,y) 2、單位抽樣序列單位抽樣序列也叫單位樣值信號或單位沖激序列，定義為： 用MATLAB繪制單位抽樣序列的源程序與波形如下： n=-3:3; y=(n=0); stem(

5、n,y),grid on矩形信號、矩形信號序列 矩形信號的定義為： 用MATLAB繪制矩形信號的源程序與波形圖如下： t=-3:0.01:3; width=1; y=rectpuls(t,width); stem(t,y)矩形序列的定義為： 矩形序列有一個重要參數(shù)，就是序列寬度N.與u(n)的關系為 =u(n)-u(n-N) 因此，用MATLAB表示矩形序列可以利用預先定義好的 uDT函數(shù)。定義函數(shù)的方法為在MATLAB中新建一個Editor編譯文件，在空白處輸入如下程序： Function y=uDT(n) Y=n=0; %表示當參數(shù)為非負的時候輸入1輸入完成后點保存，一般會在我的文檔MAT

6、LAB文件夾中生成一個文件名為uDT 的文件，接下來的編程就是要調(diào)用uDT函數(shù)編程。MATLAB源程序為： n=-3:8; x=uDT(n)-uDT(n-5); stem(n,x,fill),xlabel(n),grid on波形如下圖：正弦信號、正弦序列 正弦信號的的基本形式為，或。其中， K是振幅；是角頻率；是初相位。這三個參數(shù)稱為正弦信號的三要素。 下面我們利用MATLAB產(chǎn)生正弦信號，并繪制出0到3秒 的波形圖。MATLAB源程序為： K=2;w=2*pi;phi=pi/4; t=0:0.01:3; y=K*sin(w*t+phi); plot(t,y),grid on axis(0,

7、3,-2.2,2.2) 程序運行后，將產(chǎn)生如下波形： 2、正弦序列 正弦序列定義為： 其中，是正弦序列的數(shù)字域頻率； 為初相。與連續(xù)的正弦信號不同，正弦序列 的自變量n必須為整數(shù)?？梢宰C明只有當 為有理數(shù)時，正弦序列才具有周期性。 下面利用MATLAB繪制正弦序列 的波形圖。 MATLAB源程序為： n=0:39; x=sin(pi/6*n); stem(n,x,fill),xlabel(n),grid on title(正弦序列) axis(0,40,-1.5,1.5); 產(chǎn)生的波形圖如下圖： 假設單邊離散指數(shù)序列 ,其中n為正整數(shù)，下面用MATLAB繪制其 波形圖并給出源程序 n=0:10

8、; a=1.5; s=a.n; stem(n,s,fill),grid on 而隨機噪聲指的是在未來任一給定時刻，其瞬時值都不能精確預知的噪聲。常見的隨 機噪聲主要分三類：單頻噪聲、脈沖噪聲和起伏噪聲。在MATLAB中噪聲主要用 Randn函數(shù)實現(xiàn)。Randn是求正態(tài)分布的隨機數(shù)矩陣，下面我們用MATLAB生成一個 噪聲信號。源程序與波形如下： N=10; n=0:N-1; y=randn(1,N); plot(n,y),grid on 下面通過MATLAB編程，實現(xiàn)2個信號的疊加，源程序與波形如下： N=10; n=0:N-1; x1=1.5.n; x2=randn(1,N); x2=x2-

9、mean(x2); %改變均值x2=x2/std(x2); %改變方差a=0.2; b=sqrt(0.6); x2=a+b*x2; %高斯噪聲新的均值和方差x3=x1+x2; %求和subplot(2,2,1);stem(n,x1);title(sn);grid %繪圖1subplot(2,2,2);stem(n,x2);title(dn);grid %繪圖2subplot(2,1,2);stem(n,x3);title(sn+dn);grid %繪圖3mean(x2) %確認均值var(x2) %確認方差ans = 0.2000ans = 0.6000繪制你所采集的電信號的時域波形（部分即可

10、）， 進行必要的說明和分析 在做數(shù)字電子電路實驗時，已知我們采集到一個芯片某管腳的高低電平序列為 01011100，下面我們用MATLAB繪制出其波形，程序與波形如下：a=0 1 0 1 1 1 0 0;t=1:length(a);stairs(t-1,a);axis(0 length(a) min(a)-0.5 max(a)+0.5) 由波形可知，芯片管腳輸出電平信號剛好是 01011100, 與理論完全吻合，顯示出 MATLAB工具的強大作用。寫一個程序， 運行后可以在鍵盤上依次任意輸入兩個序列，計算兩個序列的線性卷積，并輸出計算結(jié)果。（相關函數(shù)：input ， conv） 先設定2個序列 X、H的長度分別為 N=5 M=6，卷積后的平移量L=M+N-1 源程序如下： N=5;M=6;L=N+M-1;x=input( );h=input( );y=conv(x,h);nx=0:N-1;nh=0:M-1;ny=0:L-1;subplot(231);stem(nx,x,.k);xlabel(n);ylabel(x(n);grid on;subplot(232);stem(nh,h,.k);xlabel(n);ylabel(h(n);grid on;subplot(233);stem(ny,y,.k);x