12-13-1信号与系统matlab实验指导书.doc

实验一 基本信号的波形 一、实验目的： 1.掌握matlab软件的基本操作。 2.熟悉matlab的基本命令的使用。 3.掌握用matlab绘出基本信号。 二、实验原理： 1. 信号的时域表示方法 1.1将信号表示成独立时间变量的函数 例如 x(t)=sin(ωt) 和 x[n]=n(0.5)nu[n] 分别表示一个连续时间信号和一个离散时间信号。在MATLAB中有许多内部函数，可以直接完成信号的这种表达，例如： sin()：正弦信号 cos()：余弦信号 exp()：指数信号 1.2用信号的波形图来描述信号 用函数曲线表示一个信号，图1.1就是一个连续时间信号和一个离散时间信号的波形图。 图1.1 连续时间信号与离散时间信号的波形图 1.3将信号用一个数据序列来表示 对于离散时间信号，还可以表示成一个数的序列，例如： x[n]={...., 0.1, 1.1, -1.2, 0, 1.3, ….} ↑n=0 在《信号与系统》和《数字信号处理》课程中，上述三种信号的描述方法是经常要使用的。 2 用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号 在MATLAB中，无论是连续时间信号还是离散时间信号，MATLAB都是用一个数字序列来表示信号，这个数字序列在MATLAB中叫做向量(vector)。通常的情况下，需要与时间变量相对应。 如前所述，MATLAB有很多内部数学函数可以用来产生这样的数字序列，例如sin()、cos()、exp()等函数可以直接产生一个按照正弦、余弦或指数规律变化的数字序列。 2.1连续时间信号的仿真 程序Program1_1是用MATLAB对一个正弦信号进行仿真的程序，请仔细阅读该程序，并在计算机上运行，观察所得图形。 % Program1_1 % This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear, % Clear all variables close all, % Close all figure windows dt = 0.01; % Specify the step of time variable t = -2:dt:2; % Specify the interval of time x = sin(2*pi*t); % Generate the signal plot(t,x) % Open a figure window and draw the plot of x(t) title(Sinusoidal signal x(t)) xlabel(Time t (sec)) 常用的图形控制函数 axis([xmin,xmax,ymin,ymax])：图型显示区域控制函数，其中xmin为横轴的显示起点，xmax为横轴的显示终点，ymin为纵轴的显示起点，ymax为纵轴的显示终点。 有时，为了使图形具有可读性，需要在所绘制的图形中，加上一些网格线来反映信号的幅度大小。MATLAB中的grid on/grid off可以实现在你的图形中加网格线。 grid on %在图形中加网格线。 grid off %取消图形中的网格线。 hold on %图形显示窗口原来的图像保持。 hold off %关闭图形保持功能。 figure %打开新的显示窗口。 x = input(‘Type in signal x(t) in closed form:’)%接收键盘输入。 在绘制信号的波形图时，有时我们需要将若干个图形绘制在图一个图形窗口中，这就需要使用MATLAB的图形分割函数subplot()，其用法是在绘图函数stem或plot之前，使用图形分割函数subplot(n1,n2,n3)，其中的参数n1，n2和n3的含义是，该函数将把一个图形窗口分割成n1×n2个子图，即将绘制的图形将绘制在第n3个子图中。 在《信号与系统》课程中，单位阶跃信号u(t) 和单位冲激信号δ(t) 是二个非常有用的信号。它们的定义如下 1.1(a) 1.1(b) 这里分别给出相应的简单的产生单位冲激信号和单位阶跃信号的扩展函数。产生单位冲激信号的扩展函数为： function y = delta(t) dt