离散时间信号与系统实验的matlab实现.doc

离散时间信号与系统实验目的1了解信号处理的基本操作2熟悉一些常用的序列及其应用实验原理我们所接触的信号大多为连续信号，为使之便于处理，往往要对其进行采样，对信号抽样并保证其能完全恢复，对抽样频率有一定的限制。基本的离散序列的定义如下：1单位采样序列 2单位阶跃序列 3实指数序列，； a为实数4复数指数序列 ，5正余弦序列，6周期序列，实验内容1用MATLAB实现函数impseq(n0,n1,n2)，使函数实现，。函数定义：function x,n=impseq(n0,n1,n2)if (n1n2|n0n2|n0n1) error(parameter error); end;if (n1n2|n0n2) error(parameter error);end;for n=1:n2-n1+1 if (n+n1-1n0) x(1,n)=n1+n-1; x(2,n)=0; else x(1,n)=n1+n-1; x(2,n)=1; end;end;运行结果：Stepseq(4,2,10)ans = 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 1 1 1 1 1 1 1注：与上同，上面一行是自变量，下面一行是函数值。3用MATLAB实现下列序列a. b. c. d. 将c中的扩展为，周期数为4函数定义：%函数实现序列function x,n=f1()for n=1:9 x(1,n)=n; x(2,n)=(0.9).(n);end;%实现序列函数function f2()for k=1:10 x=exp(2+3*j).*k); disp(x);end;%实现序列 的函数function f3()for k=0:10 x=3*cos(0.1*pi*k+pi/3)+2*sin(0.5*pi*k); disp(x);end;%实现序列d中要求的函数function f4(n) while (1) n=n-11; if (n0) break; end;end;n=n+11;disp(n);for k=0:10 x(1,k+1)=3*cos(0.1*pi*k+pi/3)+2*sin(0.5*pi*k);end;n=n+1;disp(x(1,n); A：产生 运行结果： f1ans =1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 0.9000 0.8100 0.7290 0.6561 0.5905 0.5314 0.4783 8.0000 9.00000.4305 0.3874B产生 运行结果：f2-7.3151 + 1.0427i 52.4235 -15.2556i -3.6758e+002 +1.6626e+002i2.5155e+003 -1.5995e+003i -1.6733e+004 +1.4324e+004i1.0747e+005 -1.2223e+005i -6.5870e+005 +1.0062e+006i3.7693e+006 -8.0471e+006i -1.9182e+007 +6.2796e+007i7.4837e+007 -4.7936e+008iC、产生x(n)=3cos(0.1n+/3)+2sin(0.5n) 0=n=n2) min=n2; max=n1;else min=n1; max=n2;end;for n=1:min y(n)=x1(n)+x2(n);end;if (max-min)1for n=min+1:max if n1n2 y(n)=x1(n); else y(n)=x2(n); end;end;end;运行结果： x1=1,2,3,4,5,6,7,8; x2=3,4,5,6,7,7,89,9,7,5,54;%生成两个相加的数组sigadd（x1,8,x2,11）ans = 4 6 8 10 12 13 96 17 7 5 545.与sigadd相仿，建立一个信号相乘sigmul函数 其定义如下： function y,n=sigmul(x1,x2)n1=length(x1);n2=length(x2); if(n1n2) min=n2; max=n1;else min=n1; max=n2;end; for n=1:min y(n)=x1(n)*x2(n);end;if (max-min1)for n=min+1:max y(n)=0;end;end;return;x1=1,2,3,4,5,6,7,8;x2=3,4,5,6,7,7,89,9,7,5,54;%生成两个相乘的数组运行结果：sigmul(x1,x2)ans = 3 8 15 24 35 42 623 72 0 0 06建立一个函数sigshift，实现，函数定义如下：function y,n=sigshift(x,m,n0)y=x;y(1,:)=x(1,:)+n0;运行结果：x=1,2,3,4,5;3,45,56,6,74;sigshift(x,0,5)ans = 6 7 8 9 10 3 45 56 6 747 建立一个函数sigfold，实现。MATLAB中，这一运算由fliplr(x)函数实现，而对采样位置则由-fliplr(n)得到。函数定义如下：function y,n=sigfold(x) for k=1:length(x) y(1,k)=-length(x)+k-1; d=fliplr(x); end;for k=1:length(x) y(2,k)=d(2,k); end; y=fliplr(y); 运行结果： x=1,2,3,4,5;3,45,56,6,74; sigfold(x)ans =-5 -4 -3 -2 -174 6 56 45 38用 MATLAB产生并画出（用stem 函数）下列序列的样本：a) b) c) d) (其中是一个在0，1之间均匀分布的随机序列，用rand(1,N)实现，其中N表示长度) e) ，画出五个序列实现a)的函数：function figure1() x1(1,1)=0; for i=0:25 z=0; for j=0:10 q=impseq2(2*j,0,100); p=impseq2(2*j+1,0,100); z=z+(q(2,i+1)-p(2,i+1)*(j+1); end;x1(i+1)=z; end; i=0:25;stem(i,x1);xlabel(自变量N);ylabel(函数值x1);title(实验二.8.a);实现b)的函数：function figure2()n=-10:1:10;a=stepseq2(-5,-10,100);b=stepseq2(6,-10,100);c=stepseq2(4,-10,100);d=stepseq2(10,-10,100);e=impseq2(0,-10,100); x2=(a(2,n+11)-b(2,n+11).*n.2+10*e(2,n+11)+20*(c(2,11)-d(2,11)*(0.5).n;stem(n,x2);xlabel(自变量N);ylabel(函数值x2);title(实验二.8.b);实现C）的函数：function figure3()n=0:20;x3=(cos(0.2.*pi.*n+pi/3).*(0.9).n);stem(n,x3);xlabel(自变量n);ylabel(函数值);title(实验二8c）；实现d)的函数：function figure4()n=0:100;m=rand(1);x4=10*cos(0.0008*pi*n.2)+m;stem(n,x4);xlabel(自变量n);ylabel(函数值x4);title(实验二8.d); A:序列样本 B：样本序列 C:样本序列D:样本序列 E：样本序列9令x(n)=1,-2,4,6,-5,8,10，产生并画出下列序列的样本a) b) 实现a)中样本序列的函数：function figure9a()for n=-10:20;x1(n+11)=func(n+2)+func(n-4)-2*func(n);end;n=-10:20;stem(n,x1);axis(-10 20 -25 25)xlabel(自变量N);ylabel(函数值);title(实验二9a);实现 b)中样本序列的函数：function figure9b()x=0,;for n=-1:20; z=0;for k=1:5 z=z+n*func(n-k);end;x(n+2)=z;end;n=-1:20; stem(n,x);xlabel(自变量n);ylabel(函数值);title(实验二9b);A：B：10将题9中的序列分解为偶和奇分量。用stem画出这些分量 其中偶部： 奇部：创建函数evenodd，实现奇偶分量函数evenodd的定义function evenodd1(X) y1=sigfold(X);Xe=0.5*(y1(2,:)+X(2,:)Xo=0.5*(y1(2,:)-X(2,:) u=Xe;Xo;h=stem(u);set(h(1),MarkerFaceColor,red)set(h(2),MarkerFaceColor,blue)title(实验二.10);xlabel(自变量N);ylabel(函数值(red is for Xe and blue for Xo)注：红色圆点表示偶部；蓝色圆点表示奇部Xe = 3 24 56 21 2 24 Xo = 0 0 0 0 0 0 ；12信号的扩展（或抽取，或降低采样频率）定义为： 其中x(n)的采样频率被降低了整数因子M。a. 开发一个MATLAB函数dnsample，其格式为Function y=dnsample(x,M)用以实现上述运算。在应用MATLAB的下标功能时要特别注意时间轴的原点n=0。b. 。频率降低因子为4，求y(n)。用subplot 函数分别画出x(n)和y(n)，并对结果进行讨论。c. 用重复上题，定性地讨论降低采样频率对 信号的影响。当角频率=0.125时当角频率=0.5时 实验五 信号调制与解调实验目的1 了解用MATLAB实现信号调制与解调的方法。2 了解几种基本的调制方法。实验原理由于从消息变换过来的原始信号具有频率较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不适宜传输。因此，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，而在接收端则需要有反调制过程解调过程。所谓调制，就是按调制信号的变化规律去改变某些参数的过程。调制的载波可以分为两类：用正弦信号作载波；用脉冲串或一组数字信号作为载波。最常用和最重要的模拟调制方式是用正弦波作为载波的幅度调制和角度调制。本实验中重点讨论幅度调制。 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。设正弦载波为 式中 载波角频率 载波的初相位 A载波的幅度那么，幅度调制信号（已调信号）一般可表示为 式中，m(t)为基带调制信号。 在MATLAB中，用函数y=modulate(x,fc,fs,s)来实现信号调制。其中fc为载波频率，fs为抽样频率，s省略或为am-dsb-sc时为抑制载波的双边带调幅，am-dsb-tc为不抑制载波的双边带调幅，am-ssb为单边带调幅，pm为调相，fm为调频。实验内容1 有一正弦信号, n=0:256，分别以100000Hz的载波和1000000Hz的抽样频率进行调幅、调频、调相，观察图形。实验结果见下图：2.对题1中各调制信号进行解调（采用demod函数），观察与原图形的区别实验结果见下图：3 已知线性调制信号表示式如下： 式中，试分别画出它们的波形图和频谱图4 已知调制信号，载波为cos104t，进行单边带调制，试确定单边带信号的表示式，并画出频谱图。代码清单：%用来解决问题一的函数function experiment_1()t=0:256;x=sin(2*pi*t/256); y1=modulate(x,100000,1000000,amdsb-sc);subplot(3,2,1 2);plot(t,y1);title(调幅、双边带函数图象(suppressed carrier);xlabel(自变量t);ylabel(函数值y1) y2=modulate(x,100000,1000000,amdsb-tc);subplot(3,2,3);plot(t,y2);title(调幅、双边带函数图象(transmitted carrier);xlabel(自变量t);ylabel(函数值y2) y3=modulate(x,100000,1000000,amssb);subplot(3,2,4);plot(t,y3);title(调幅、双边带函数图象);xlabel(自变量t);ylabel(函数值y3) t=0:256;y4=modulate(x,100000,1000000,fm);subplot(3,2,5);plot(t,y4);title(调频函数图象);xlabel(自变量t);ylabel(函数值y4) t=0:256;y5=modulate(x,100000,1000000,pm);subplot(3,2,6);plot(t,y5);title(调相函数图象);xlabel(自变量t);ylabel(函数值y5)%用来解决问题二的函数function experiment_2() t=0:256;x=sin(2*pi*t/256);y1=modulate(x,100000,1000000,amdsb-sc);y2=modulate(x,100000,1000000,amdsb-tc);y3=modulate(x,100000,1000000,amssb);y4=modulate(x,100000,1000000,fm);y5=modulate(x,100000,1000000,pm); t=0:256; subplot(3,2,1);plot(t,x);title(原来的X值);xlabel(自变量t);ylabel(函数值X); x1=demod(y1,100000,1000000,amdsb-sc);subplot(3,2,2);plot(t,x1);title(Amplitude demodulation, double sideband, suppressed carrier);xlabel(时间变量t);ylabel(解调后的X1); x2=demod(y2,100000,1000000,amdsb-tc);subplot(3,2,3);plot(t,x2);title(Amplitude demodulation, double sideband, transmitted carrier);xlabel(时间变量t);ylabel(解调后的X2); x3=demod(y3,100000,1000000,amssb);subplot(3,2,4);plot(t,x3);title(Amplitude demodulation, single sideband);xlabel(时间变量t);ylabel(解调后的X3); x4=demod(y4,100000,1000000,fm);subplot(3,2,5);plot(t,x4);title(Frequency demodulation);xlabel(时间变量t);ylabel(解调后的X4); x5=demod(y5,100000,1000000,pm);subplot(3,2,6);plot(t,x5);title(Phase demodulation);xlabel(时间变量t);ylabel(解调后的X5);%解决问题三的函数function experiment_3()% 为了得到大概草图，我们假设这里的=2；t=0:0.000001:1;y1=cos(2*pi*t).*cos(6*2*pi*t);y2=(1+0.5*sin(2*pi*t).*cos(6*2*pi*t);subplot(2,2,1);plot(t,y1);title(costcos(Wct)的函数图);xlabel(时间变量t);ylabel(函数值y1); subplot(2,2,3);plot(t,y2);title(1+0.5sint)cosWct的函数图);xlabel(时间变量t);ylabel(函数值y2); y1fr=fft(y1);y1fr1=abs(y1fr);f=(0:length(y1)-1)*1000000/length(y1);subplot(2,2,2);plot(f,y