用Matlab进行信号与系统的时频域分析.doc

课程实验报告（ 2014 / 2015 学年 第 1 学期）实验名称：用Matlab进行信号与系统的时频域分析 专 业 电子信息工程 学 生 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 指 导 单 位 通信与信息工程学院 日 期 2014 年 11月 6 日 一、实验目的1.了解连续信号、离散信号的波形特点；2.掌握连续信号、离散信号的Matlab实现；3.熟悉Matlab中plot、stem等函数的应用；4.掌握利用matlab函数表示常见信号波形。二、实验任务1.用matlab软件画出连续时间信号的卷积的波形并修改其时间区间改成不同脉宽观察其卷积波形； 2.用matlab软件计算卷积结果并画出卷积波形；3.用matlab软件画出矩形脉冲频谱图并修改其时间常数和脉宽和幅度，观察比较实验结果。三、主要仪器设备硬件：微型计算机软件：Matlab四、实验内容（一）连续时间信号的卷积上机题1.已知两个信号和，试分别画出和卷积的波形。（上机原程序及所画出的波形图）T=0.01;t1=1;t2=2;t3=0;t4=1;t=0:T:t2+t4;x1=ones(size(t).*(tt1)-(tt2);x2=ones(size(t).*(tt3)-(tt4);y=conv(x1,x2)*T;subplot(3,1,1),plot(t,x1);ylabel(x1(t);subplot(3,1,2),plot(t,x2);ylabel(x2(t);subplot(3,1,3),plot(t,y(1:(t2+t4)/T+1);ylabel(y(t)=x1*x2);xlabel(-t/s);修改后T=0.01;t1=2;t2=4;t3=0;t4=1;t=0:T:t2+t4;x1=ones(size(t).*(tt1)-(tt2);x2=2*ones(size(t).*(tt3)-(tt4);y=conv(x1,x2)*T;subplot(2,5,1),plot(t,x1);ylabel(x1(t);subplot(2,5,2),plot(t,x2);ylabel(x2(t);subplot(2,5,3),plot(t,y(1:(t2+t4)/T+1);ylabel(y(t)=x1*x2);xlabel(-t/s);上机题2.已知两个信号和，试用数值计算法求卷积，并分别画出和卷积的波形。 （上机原程序及所画出的波形图）syms tao;t=sym( t,positive);xt=exp(-t);ht=t*exp(-t/2);xh_tao=subs(xt,t,tao)*subs(ht,t,t-tao);yt=int(xh_tao,tao,0,t)源程序及波形图t2=3;t4=11;T=0.01;t=0:T:t2+t4;x=exp(-t).*(t0)-(tt2);h=t.*exp(-t/2).*(t0)-(tt4);y=conv(x,h)*T;yt=4*exp(-t)+2*t.*exp(-1/2*t)-4*exp(-1/2*t);subplot(3,1,1),plot(t,x);ylabel(x(t);subplot(3,1,2),plot(t,h);ylabel(h(t);subplot(3,1,3),plot(t,y(1:(t2+t4)/T+1),t,yt,-r);legend(by numerical,Theoretical);ylabel(y=x*h);xlabel(-t/s);（二）信号的频域分析上机题3.求周期矩形脉冲信号的频谱图，已知a=1;tao=0.1;t=0.5;n0=t/tao;n=0:2*n0;fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n=0)./(n*pi*tao/t+eps*(n=0);fn_pabs=abs(fn_p);fn_pang=angle(fn_p);fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:11);fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:11);fnabs=fn_mabs fn_pabs;fnang=fn_mang fn_pang;subplot(2,1,1),stem(-2*n0:2*n0),fnabs);text(4,0.11,amplitude spectrum);subplot(2,1,2),stem(-2*n0:2*n0),fnang);text(-2,2,phase spectrum);xlabel(n);grid五、实验思考题对于上机题3，改变信号的周期，比较他们的计算结果。a=8;tao=0.2;t=0.8;n0=t/tao;n=0:2*n0;fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n=0)./(n*pi*tao/t+eps*(n=0);fn_pabs=abs(fn_p);fn_pang=angle(fn_p);fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:9);fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:9);fnabs=fn_mabs fn_pabs;fnang=fn_mang fn_pang;subplot(2,1,1),stem(-2*n0:2*n0),fnabs);text(4,0.11,amplitude spectrum);subplot(2,1,2),stem(-2*n0:2*n0),fnang);text(-2,2,phase spectrum);xlabel(n);grid六、实验小结 这次信号与系统实验用Matlab进行信号与系统的时频域分析，我再次熟悉了matlab软件的使用方法，并且通过此了解了连续信号、离散信号的波形特点，熟悉Matlab中plot、stem等函数的应用，掌握利用matlab函数表示常见信号波形。在这次实验中，我也遇到了一些困难，在解决这些困难的同时也加深了我对信号与系统课程中许多知识的理解