实验一 常见离散信号的MATLAB产生和图形显示.doc

实验一 常见离散信号的MATLAB产生和图形显示授课课时：2学时一、实验目的：（1）熟悉MATLAB应用环境，常用窗口的功能和使用方法。（2）掌握MATLAB在时域内产生常用离散时间信号的方法。（3）掌握离散信号的基本运算。（4）掌握简单的绘图命令。二、实验原理：（一）信号的表示和产生 单位抽样序列 如果在时间轴上延迟了k个单位，得到即： 参考程序：例1-1：clear alln1=-10;n2=20;n0=0;%在起点为n1,终点为n2的范围内，于n0处产生冲激。n=n1:n2;%生成离散信号的时间序列x=n=n0;%生成离散信号x(n)stem(n,x);%绘制脉冲杆图xlabel( n);ylabel(x(n);%横坐标和纵坐标的标注说明。title(Unit Sample Sequence);%图形上方标注图名axis(-10 20 0 1.2);%确定横坐标和纵坐标的取值范围 单位阶跃序列 例1-2：clear alln1=-2;n2=20;n0=0;n=n1:n2;%生成离散信号的时间序列x=n=n0;%生成离散信号x(n)stem(n,x,filled);xlabel(n);ylabel(x(n);title(Unit step Sequence);axis(-2 20 0 1.2); 正弦序列例1-3：一正弦信号的频率为1HZ，振幅值幅度A为1V，在窗口显示2个周期的信号波形，并对该信号的一个周期进行32点采样获得离散信号并显示该连续信号和离散信号的波形。参考程序：clearf=1;A=1;nt=2;N=32;T=1/f;%输入信号频率，振幅和显示周期数dt=T/N;%采样时间间隔n=0:nt*N-1;%建立离信号的时间序列tn=n*dt;%确定时间序列阳电在时间轴上的位置。x=A*sin(2*pi*f*tn);subplot(2,1,1);plot(tn,x);%显示原连续信号axis(0 nt*T 1.1*min(x) 1.1*max(x);%限定横坐标和纵坐标的显示范围ylabel(x(t);subplot(2,1,2);stem(tn,x);%显示经采样的信号axis(0 nt*T 1.1*min(x) 1.1*max(x);ylabel(x(n); 复指数序列例1-4;,求n1=30;a=-0.1;w=0.6;n=0:n1;x=exp(a+j*w)*n);stem(n,x);xlabel(n);ylabel(x(n);title(复指数序列); 指数序列例1-5： ，其中a为实数clearn1=-10;n2=10;a1=0.5;a2=2;na1=n1:0;x1=a1.na1;na2=0:n2;x2=a2.na2;subplot(2,2,1),plot(na1,x1);title(实指数信号（a1）);subplot(2,2,3),stem(na1,x1);title(实指数序列（a1）);subplot(2,2,4),stem(na2,x2);title(实指数序列（a1）);(2) 序列的基本运算对离散时间序列实行基本运算可得到新的序列，这些基本运算主要包括加、减、乘、除、移位、反折等。两个序列的加减乘除是对应离散样点值的加减乘除，因此，可通过MATLAB的点乘和点除、序列移位和反折来实现，与连续时间信号处理方法基本一样。a) 序列的相加与相乘设两离散序列x1(n),x2(n),序列相加为x(n)=x1(n)+x2(n),相乘为x(n)=x1(n).x2(n),实际上是对应的序列值相加或相乘。在MATLAB中可以用运算符“+”实现，但相加的两个序列必须有相同的长度，且应该保证它们是相同的采样位置相加或相乘，因此在计算时，必须格外注意序列下标的计算。例1-6：求clear alln1=0;n2=10;n01=2;n02=4;%赋初值n=n1:n2;x1=(n-n01)=0;x2=(n-n02)=0;x3=x1+x2;subplot(3,1,1);stem(n,x1); title(x1); subplot(3,1,2);stem(n,x2); title(x2); subplot(3,1,3);stem(n,x3);title(x3);例1-7： 求x1(n)+x2（n）clear alln1=-4:6;n01=-2;x1=(n1-n01)=0;%建立x1信号n2=-5:8;n02=4;x2=(n2-n02)=0;%建立x2信号n=min(n1,n2):max(n1,n2);%为x信号建立时间序列nN=length(n);%求出时间序列n的点数Ny1=zeros(1,N);y2=zeros(1,N);%新建一维N列y1、y2全零数组y1(find(n=min(n1)&(n=min(n2)&(n0时，原序列x(n)向右移m位，m0,原序列x(n)向左移m位。例1-8：序列x1 = 1 1 1 0 1，求x1(n),x1(n-1),x1(n+1)%shiftclear allx1 = 1 1 1 0 1;n1 = -3:1;%设定范围n = n1 + 1;%范围右移m = n1 -1;%左移x = x1;subplot(3,1,1);stem(n,x);%右移ylabel(x1(n-1);subplot(3,1,2);stem(n1,x);%原序列ylabel(x1(n);subplot(3,1,3);stem(m,x);%左移ylabel(x1(n+1)c)序列的反褶x(-n)Matlab提供了fliplr函数，可以实现序列的反褶。例1-9:将序列x1 =1 2 1 0 3，-3=n=1,求x1(-n)%fanzheclearx1 = 1 2 1 0 3;n1 = -3:1:1;subplot(1,2,1);stem(n1,x1);ylabel(x(n);xlabel(n);n = -fliplr(n1);x = fliplr(x1);subplot(1,2,2);stem(n,x);ylabel(x(-n);xlabel(n);d)序列的尺度变换原序列x(n),y(n)=x(mn)就是对原序列每隔m点取样形成的，相当于将时间轴压缩或扩展了m倍。 例1-10：clear alln = (0:20)/20;%归一化x =sin(2*pi*n);%x(n)x1 =sin(2*pi*n*2);%x(2n)x2 =sin(2*pi*n/2);%x(3n)subplot(3,1,1);stem(n,x);ylabel(x(n);subplot(3,1,2);stem(n,x1);ylabel(x(2n);subplot(3,1,3);stem(n,x2);ylabel(x(n/2);三、实验内容及步骤：（1）复习常用离散时间信号的有关内容，阅读并输入实验原理中介绍的例题程序，理解其语句含义。（2）编写程序，产生下列离散序列，并绘出其图形.a);b)c)(3).已知两序列如下：xn=-4 5 1 -2 -3 0 2, -4n4; yn=6 -3 -1 0 8 7 -2; -2n=min(n1)&（n=max(n1):在符合关系运算条件的范围内寻找非零元素的索引号。X1=fliplr(x):将x的行元素进行左右翻转，赋给变量x1.2. 用MATLAB生产离散信号须注意的问题1） 有关数组与下标MATLAB中处理的数组，将下标放在变量后面的小括号内，且约定从1开始递增，例如x=5,4,3,2,1,0,表示x(1)=5,x(2)=4,.,x(6)=0.若要表示一个下标不是由1开始的数字x(n),一般采用两个矢量，例如：n=-2:3;x=5,4,3,2,1,0;这表示了一个含6个采样点的矢量。n为一组时间矢量，对应x有：x(-2)=5,.x(3)=0.2) 信号的图形绘制 连续信号作图使用plot函数绘制线形图，离散信号作图使用stem函数绘制脉冲杆图。调