实验二_信号、系及系统响应(实验课).ppt

Matlab及其应用 实验二 信号、系统及系统响应 一、实验目的 (1) 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变换关系，加深对时域采样定理的理解； (2) 熟悉时域离散系统的时域特性； (3) 利用卷积方法观察分析系统的时域特性； (4) 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅 里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分 析。 采样是连续信号数字处理的第一个关键环节。对采样过程的研究不仅 可以了解采样前后信号时域和频域特性发生的变化以及信号信息不丢失 的条件，而且可以加深对傅里叶变换、Z变换和序列傅里叶变换之间关系 式的理解。 三、实验内容及要求 (1) 认真复习采样理论、 离散信号与系统、 线性卷积、 序列的傅里 叶变换及性质等有关内容， 阅读本实验原理与方法。 (2) 编制实验所用主程序及相应子程序。 ① 信号产生子程序， 用于产生实验中要用到的下列信号序列： a.采样信号序列： 对连续信号： xa( t ) = A e-at sin(Ω0 t ) u( t ) 进行采样得到： xa ( n )=xa( nT ) = A e-a nT sin(Ω0 nT ) u( n ) , 0≤n50 其中A为幅度因子， a为衰减因子， Ω0是模拟角频率， T为采 样间隔。 这些参数都要在实验过程中由键盘输入, 产生不同的 xa( t ) 和 xa ( n )。 三、实验内容及要求 b. 单位脉冲序列： xb( n ) =δ( n ) c. 矩形序列： xc( n ) = RN ( n ), N = 10 ② 系统单位脉冲响应序列产生子程序。 本实验要用到两种系统: a. ha( n ) = R10 ( n ); b. hb( n ) =δ( n ) + 2.5δ(n-1) + 2.5δ(n-2) +δ(n-3) ③ 有限长序列线性卷积子程序， 用于完成两个给定长度的序列的卷积。 可以直接调用MATLAB语言中的卷积函数conv。 conv用于两个有限 长度序列的卷积， 它假定两个序列都从n=0 开始。 调用格式如下： y=conv (x, h) 三、实验内容及要求 (3) 调通并运行实验程序， 完成下述实验内容： ① 分析采样序列的特性。 三、实验内容及要求 ② 时域离散信号、 系统和系统响应分析。 a. 观察信号xb ( n )和系统 hb ( n )的时域和频域特性； 利用线性卷积求信号xb ( n )通过系统 hb ( n )的响应 y ( n ) ，比较所求响应 y ( n )和 hb ( n )的时域及频域特性， 注意它们之间有无差别，绘图说明并 用所学理论解释所得结果。 b. 观察系统hb ( n )对信号 xc ( n )的响应特性。 四、思考题 在分析理想采样序列特性的实验中， 采样频率不同时， 相应理想采 样序列的傅里叶变换频谱的数字频率度量是否都相同? 它们所对应的模 拟频率是否相同? 为什么? 五、实验报告要求 简述实验目的及实验原理。 按实验步骤附上实验过程中的信号序列、 系统单位脉冲响应及系统响应序列的时域和幅频特性曲线， 并对所得结果进行分析和解释。 总结实验中的主要结论。 简要回答思考题。 六、实验程序 ① 分析采样序列的特性。 七、相关程序： 程序： 改变采样频率 f s ， 观察|X (e jω)|的变化 ② 时域离散信号、系统和系统响应分析。 a. 观察信号xb ( n )和系统 hb ( n )的时域和频域特性； 利用线性卷积求信号xb ( n )通过系统 hb ( n )的响应 y ( n ) ，比较所求响 应 y( n )和 hb ( n )的时域及频域特性，注意它们之间有无差别，绘图说 明并用所学理论解释所得结果。 b. 观察系统hb ( n )对信号 xc ( n )的响应特性。 七、相关程序： 单位冲激信号序列的频率特性 y(n)