信号与系统实验指导书_2013信号与系统实验指导书_2013.doc

信号与系统实验指导书 赵 磊 编写 昆明理工大学理学院电子信息实验室 2012年12月 目录 实验一 连续时间信号的时域表示 ３ 实验二 连续时间信号的时域分析 ６ 实验三 连续时间信号的卷积 ９ 实验四 连续时间系统的时域分析 １２ 实验五 连续时间信号的频域分析 １５ 实验六 连续时间系统的频域分析 ２０ 实验七 设计性实验 ２３ 实验八 连续时间系统的复频域分析 ２６ 连续时间信号的 一、实验目的： 1、连续时间信号的MATLAB； 2、掌握用MATLAB描绘二维图像的方法。 二、实验原理： 连续时间信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干不连续点以外，信号都有确定的值与之对应。严格来说，MATLAB并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似地表示连续信号。当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。在MATLAB中通常用向量来表示连续时间信号，向量需要与时间变量相对应。 对于连续时间信号x(t)，可用x、t两个行向量来表示。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为终止时间，p为时间间隔。向量x为连续信号x(t)在向量t所定义的时间点上的样值。如产生连续信号可用如下命令实现： t =-10:1.5:10; x=sin(t)./ t; 在命令窗口（Command Window）中可得到程序执行的结果即x、t的具体值。注意：在MATLAB程序调试过程中，有时程序执行不出结果或虽然出结果但存在一些问题，MATLAB 都会在Command窗口中给出错误说明，掌握利用Command窗口中的说明检查程序的方法。 用上述向量对连续信号进行表示后，就可以用plot命令绘制信号的时域波形。命令如下： plot(t,x) title(‘x(t)=Sa(t)’) xlabel(‘t’) axis([-10,10,-0.2,1.2]) 绘制的信号波形如图一所示，当把t改为：t =-10:0.5:10;则可得到图二。因为plot命令将点与点之间用直线连接，当点与点之间距离很小时，绘出的图形就成了光滑的曲线。但图二在t=0时，曲线是间断的。 图一 图二 应用plot函数时应确保自变量t和函数值x的个数相等；函数axis([x1,x2,y1,y2])用来对横纵坐标进行限定，以完善图形，其中x1和x2分别为横坐标的起始和截止位置，y1和y2分别为纵坐标的起始和截止位置； xlabel(‘’)、ylabel(‘’)和title(‘’)用于为该图添加横、纵坐标说明和标题；有时在一个程序中需要将几个图形绘制在一个窗口，利用subplot(m,n,k)函数可以将当前窗口分成m行n列个子窗口，并在第k个子窗口绘图，窗口的排列顺序为从左至右，从上至下分别为1,2,…m*n。 以上为几个常用绘图函数的基本用法，有关各函数的其他参数可参考MATLAB的帮助文件。 单位冲激信号((t) 和单位阶跃信号u(t)是信号处理中两个最基本的信号，它们的定义如下： 1.1 1.2 下面给出产生单位冲激信号和单位阶跃信号的两个函数，供参考。 产生单位冲激信号的程序为： function x=delta(t1,t2,t0) dt=0.01; %信号的时间间隔 t=t1:dt:t2; %信号时间样本点向量 n=length(t); %时间样本点向量长度 x=zeros(1,n); %各样本点函数值赋值为零 x(1,(t0-t1)/dt+1)=1/dt; %在时间t=-t0处，样本点赋值为1/dt stairs(t,x); 产生单位阶跃信号的程序为： function x=ut(t) x=(t0); %t0时x为1，否则为0 在调用该函数表示信号时，需要先定义向量t，如t=-1:0.01:3。 对于其他常用信号，可以直接调用MATLAB中的内部函数进行定义，例如：正弦信号：sin( )，余弦信号：cos( )，指数信号：exp( )，符号函数：sign( )；周期方波：square( )，周期锯齿波：sawtooth( )。复指数信号是时间t的复函数，需要用模和相角或实部和虚部来表示复指数信号随时间变化的规律，对应的函数分别为abs( )，angle( )，real( )，imag