《信号实验1.docxVIP

实验一 信号与系统的时域分析一、实验目的用示波器观察一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应。理解并掌握一阶电路各响应的物理意义。观察和测定RLC串联电路的阶跃响应和冲激响应，并研究电路参数对响应波形的影响。观察RLC并联谐振电路对高频脉冲激励的响应，并研究电路参数对响应波形的影响。5、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的Matlab函数；6、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；7、掌握Matlab描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用Matlab求解LTI系统响应，绘制相应曲线。二、原理说明（二）Matlab部分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。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1-3就是一个连续时间信号和一个离散时间信号的波形图。图1-3 连续时间信号与离散时间信号的波形图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。通常的情况下，需要与时间变量相对应。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。x = input(‘Type in signal x(t) in closed form:’)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) 是两个非常有用的信号。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=0.01;y =(u(t)-u(t-dt))/dt;产生单位阶跃信号的扩展函数为：% Unit step functionfunctiony =u(t)y =(t=0); % y =1 for t0, else y =0请将这两个Matlab函数分别以delta和u为文件名保存在work文件夹中，以后，就可以像教材中的方法使用单位冲激信号δ(t) 和单位阶跃信号u(t)。2.2离散时间信号的仿真程序Program1_2用来产生离散时间信号x[n]=sin(0.2πn)。% Program1_2% This program is used to generate a discrete-time sinusoidal signal and draw its plotclear, % Clear all variablesclose all, % Close all figure windowsn=-10:10; % Specify the interval of timex=sin(0.2*pi*n); % Generate the signalstem(n,x) % Open a figure window and draw the plot of x[n]title(Sinusoidal signal x[n])xlabel(Time index n)请仔细阅读该程序，比较程序Program1_1和Program1_2中的不同之处，以便自己编程时能够正确使用这种方法仿真连续时间信号和离散时间信号。2.3.1信号的时移信号的时移可用下面的数学表达式来描述：设一个连续时间信号为x(t)，它的时移y(t) 表示为：y(t) = x(t - t0) 1.3其中，t0为位移量。若t0为正数，则y(t)等于将x(t)右移t0秒之后的