实验二、信号的表示和运算.doc

重庆三峡学院 信号与系统分析实验实验二、信号的表示和运算1实验目的1）学会利用MATLAB表示常用的信号，观察这些信号的波形和特性；2）学会利用MATLAB对简单信号进行相加、相乘、平移、反转和尺度变换等运算。2实验原理及实例分析2.1 MATLAB基础（具体内容见相关指导书）2.2信号在MATLAB中的表示例1：用MATLAB命令产生单边衰减指数信号，并绘出时间范围在的波形图。解：MATLAB程序如下，产生的图形如图1所示。t = 0: 0.01 : 3;ft = 2 * exp(-1.5 * t);plot(t,ft,Linewidth,2);grid;axis(0,3,0 2.5)xlabel(t(sec);title(单边指数衰减信号); 图1 例1程序产生的图形例2：用MATLAB命令产生正弦信号，并绘出时间范围在的波形图。解：MATLAB程序如下，产生的图形如图2所示。t = 0:0.01:3;ft = 2 * sin(2*pi*t + pi/4);plot(t,ft,Linewidth,2);axis(0 3 -2.5 2.5);gridtitle(正弦信号);xlabel(t(秒);图2 例2程序产生的正弦信号波形图例3：用MATLAB命令画出复指数信号的实部、虚部、模及相角随时间变化的曲线，并观察其时域特性。（时间范围：）解：MATLAB程序如下，产生的图形如图3所示。t = 0:0.01:3;ft = 2 * exp(-1.5 + j * 10) * t);subplot(221); plot(t,real(ft),Linewidth,2);title(实部);axis(0 3 -2 2);grid;subplot(222); plot(t,imag(ft),Linewidth,2);title(虚部);axis(0 3 -2 2);grid;subplot(223); plot(t,abs(ft),Linewidth,2);title(模);axis(0,3,0,2);grid;subplot(224); plot(t,angle(ft) / pi * 180,Linewidth,2);title(相角（度）);axis(0 3 -200 200);grid;图3 例3程序产生的图形例4：用MATLAB命令构建一个能够产生单位阶跃信号的函数，函数名为uCT.m，并绘出时间范围在内的阶跃信号波形图。解：先定义函数如下：function f = uCT(t)f = (t = 0);绘制阶跃信号波形图的程序如下，图形如图4所示。t = -1:0.001:5; ft = uCT(t);plot(t,ft,Linewidth,2); grid; axis(-1 5 -0.5 1.5);title(单位阶跃信号); xlabel(t(sec);图4 例4产生的单位阶跃信号波形图例5：用例4中构建的函数实现幅度为1、宽度为1的门函数。解：MATLAB程序为：t = -2:0.001:2;ft = uCT(t + 0.5) - uCT(t - 0.5);plot(t,ft,Linewidth,2); grid;axis(-1.5 1.5 -0.5 1.5); title(门函数);图5 例5程序产生的门函数2.3信号在MATLAB中的运算关于信号相加、相乘、平移、反转、尺度变换等运算的基本原理请参阅教材p.8-11。例6：已知，试用MATLAB命令绘出和的波形图，其中。（时间范围：）解：MATLAB程序如下，产生的图形如图6所示。close allclear allf = 1;t = 0:0.01:3;f1 = sin(2 * pi * f * t);f2 = sin(2 * pi * 8 * f * t);subplot(211); plot(t,f1,t,f1 + f2,Linewidth,2);grid;legend(f_1,f_1+f_2);title(f_1(t) + f_2(t);axis(0 3 -2 2);subplot(212);plot(t,f1,t,f1.*f2,Linewidth,2);grid;legend(f_1,f_1*f_2);title(f_1(t) * f_2(t);axis(0 3 -2 2);图6 例6产生的波形例7：已知信号的波形如图7所示，试用MATLAB命令画出、和的波形图。图7 信号的波形解：先建立函数：function f = funct1(t)f = uCT(t+2) - uCT(t) + (-t+1) .* (uCT(t) - uCT(t-1);调用上述函数来绘制所求信号的波形，程序如下。产生的图形如图8所示。close allclear allt = -2:0.001:4;ft1 = funct1(t - 2); ft2 = funct1(3 * t);ft3 = funct1(-t); ft4 = funct1(-3 * t - 2);subplot(221);plot(t,ft1,Linewidth,2);grid;title(f(t-2);axis(-2 4 -0.5 2);subplot(222);plot(t,ft2,Linewidth,2);gridtitle(f(3t);axis(-2 4 -0.5 2);subplot(223);plot(t,ft3,Linewidth,2);grid;title(f(-t);axis(-2 4 -0.5 2);subplot(224);plot(t,ft4,Linewidth,2);grid;title(f(-3t-2);axis(-2 4 -0.5 2);图8 例7产生的