信号分析与处理MATLAB仿真实验报告

MATLAB仿真实验报告

2009.12.25

院系：电气工程学院

专业:  自动化

班级：

姓名：

学号：

实验7  离散时间序列的卷积

实验目的：学会用MATLAB实现对离散时间序列的卷积,掌握利用h(n)        与输入x(n)卷积来求系统零状态响应的方法。

实验要求：使用MATLAB中求卷积函数的conv(),并对结果分析总结。

实验内容：LTI系统的单位脉冲响应为h(n)=(0.9)ε(n),输入序列为x(n)=ε(n)- ε(n-10),求系统的输出y(n)。

程序

function [y,ny]=conv_m(x,nx,h,nh);

y=conv(x(5:45),h);

ny=nh;

y=y(1:41);

subplot(3,1,1);stem(nx,x,'filled');axis([-4,40,0,1]);title('x[n]');

subplot(3,1,2);stem(nh,h,'filled');axis([-4,40,0,1]);title('h[n]');

subplot(3,1,3);stem(ny,y,'filled');axis([-4,40,0,8]);title('y[n]');

实验结果：

结果分析：

改变参数以后的程序：

function [y,ny]=conv_m(x,nx,h,nh);

y=conv(x(5:45),h);

ny=nh;

y=y(1:41);

subplot(3,1,1);stem(nx,x,'filled');axis([-4,40,0,1]);title('x[n]');

subplot(3,1,2);stem(nh,h,'filled');axis([-4,40,0,1]);title('h[n]');

subplot(3,1,3);stem(ny,y,'filled');axis([-4,40,0,2]);title('y[n]');

输出结果：

实验8 连续时间信号的卷积

实验目的：学会用MATLAB实现对连续时间信号的卷积，掌握利用卷积的方法求系统零状态响应，并与离散系统比较。

实验要求：使用MATLAB中求卷积函数的conv()，并对结果分析总结。

实验内容：已知某连续系统的单位冲激响应h(t)=e-5t*ε(t),输入信号x(t)= ε(t)- ε（t-1）,求解系统的零状态响应y(t)

程序

p=0.01;

t=0:p:2;

x=heaviside(t)-heaviside(t-1);

x(1)=1;x(101)=1;

h=exp(-5*t);

hl=h*p;

y=conv(x,hl);

y=y(1:length(t));

subplot(3,1,1);plot(t,x);axis([-1,2,0,1.2]);title('x(t)');

subplot(3,1,2);plot(t,h);axis([0,2,0,1.2]);title('h(t)');

subplot(3,1,3);plot(t,y);axis([0,2,0,0.22]);title('y(t)');

实验结果

结果分析

改变参数后程序

p=0.01;

t=0:p:2;

x=heaviside(t)-heaviside(t-1);

x(1)=1;x(101)=1;

h=exp(-5*t);

hl=h*p;

y=conv(x,hl);

y=y(1:length(t));

subplot(3,1,1);plot(t,x);axis([-1,2,0,1.0]);title('x(t)');

subplot(3,1,2);plot(t,h);axis([0,2,0,1.0]);title('h(t)');

subplot(3,1,3);plot(t,y);axis([0,2,0,0.5]);title('y(t)');

输出图形

         实验18 周期信号的频谱分析

实验目的：学会用MATLAB绘制周期信号的频谱

实验要求：使用MATLAB中的符号积分函数int()

实验内容：对于周期矩形脉冲信号，若A=1，T=5s,г=T/4=1.25s,试求其傅里叶系数Xk，并绘制出频谱图。

程序

syms t k;

T=5;tao=1.25;A=1;

x0=int(A,t,-tao/2,tao/2)/T

x=A*exp(-j*k*2*pi/T*t);

xk=int(x,t,-tao/2,tao/2)/T;

xk=simple(xk)

t=[-2*T:0.01:2*T];

x1=rectpuls(t,tao);

subplot(1,2,1);plot(t,x1)

hold on

x1=rectpuls(t-5,tao);

plot(t,x1)

hold on

x1=rectpuls(t+5,tao);

plot(t,x1)

hold off

title('周期矩形脉冲(tao=T/4)')

xlabel('t')

axis([-8,8,0,1.2])

k=[-20:-1,eps,1:20];

xk=subs(xk,k,'k');

subplot(1,2,2);stem(k,xk,'filled')

line([-20,20],[0,0])

title('周期矩形脉冲的频谱')

xlabel('k')

ylabel('Xk')

实验结果

结果分析

减小脉冲的宽度，令tao=T/4=2.5

则输出图形为

       实验21 非周期信号的傅里叶变换

实验目的：学会用MATLAB求解非周期信号的傅里叶变换

实验要求：使用MATLAB中直接求傅里叶变换域逆变换的函数fourier()与ifourier()

实验内容：已知矩形脉冲信号x(t)= ε(t+1)- ε（t-1），将其乘以载波信号cos(10∏t),得到已调信号y(t)=x(t)cos(10∏t),试用MATLAB画出信号x(t),y(t)的波形及其频谱，并观察频谱搬移情况。

程序：

R=0.005;

t=-1.2:R:1.2;

x=Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1);

x(41)=1;x(441)=1;

y=x.*cos(10*pi*t);

subplot(2,2,1);plot(t,x)

axis([-2,2,0,1.2])

xlabel('t');ylabel('x(t)');

subplot(2,2,3);plot(t,y)

xlabel('t');ylabel('y(t)=x(t)*cos(10*pi*t)');

W1=40;

N=1000;

k=-N:N;

W=k*W1/N;

X=x*exp(-j*t'*W)*R;

X=real(X);

Y=y*exp(-j*t'*W)*R;

Y=real(Y);

subplot(2,2,2);plot(W,X)

xlabel('w');ylabel('X(w)');

subplot(2,2,4);plot(W,Y)

xlabel('w');ylabel('Y(w)');

输出结果

结果分析

修改采样点数后的输出结果W1=25

        实验22 离散时间信号的频谱分析

实验目的：学会用MATLAB求解离散时间福利叶变换

实验要求：已知序列x(n)=(-0.9),-5≤n≤5,求其离散时间傅里叶变换X（ejΩ）

程序

n=-5:5;

x=(-0.9).^n;

k=-200:200;

w=(pi/100)*k;

X=x*(exp(-j*pi/100)).^(n'*k);

magX=abs(X);

angX=angle(X);

subplot(2,1,1);plot(w/pi,magX);

axis([-2,2,0,15])

xlabel('\\Omega/(\\pi)');ylabel('幅度')

subplot(2,1,2);plot(w/pi,angX)/pi;

axis([-2,2,-4,4])

xlabel('\\Omega/(\\pi)');ylabel('相位/(\\pi)')

实验结果

结果分析

改变参数后的程序

n=-5:5;

x=(-0.9).^n;

k=-200:200;

w=(pi/100)*k;

X=x*(exp(-j*pi/100)).^(n'*k);

magX=abs(X);

angX=angle(X);

subplot(2,1,1);plot(w/pi,magX);

axis([-2,1,0,5])

xlabel('\\Omega/(\\pi)');ylabel('幅度')

subplot(2,1,2);plot(w/pi,angX)/pi;

axis([-2,1,-4,4])

xlabel('\\Omega/(\\pi)');ylabel('相位/(\\pi)')

输出结果