實驗一:常見訊號分類與觀察實驗
實驗組號:
【實驗目的】
1. 了解連續訊號、離散訊號的波形特點;
2. 掌握連續訊號、離散訊號的 matlab 實現;
3. 熟悉 matlab 中 plot、stem 等函式的應用;
4. 掌握利用 matlab 函式表示常見訊號波形。
【實驗原理】
訊號可以表示為乙個或多個變數的函式,在訊號與系統這門課程裡僅對一維訊號
進行研究,自變數為時間。因此狹義的講訊號是隨時間變化的物理量,訊號的本質是
時間的函式。對於乙個系統特性的研究,其中重要的乙個方面是研究它的輸入輸出關
系,即在一特定的輸入訊號下,系統對應的輸出響應訊號。因而對訊號的研究是對系
統研究的出發點,是對系統特性觀察的基本手段與方法。在本實驗中,將對常見訊號
和特性進行分析、研究。其中包括:正弦訊號、指數訊號和復指數訊號、sinc 函式、
單位階躍訊號、單位衝激訊號等。
【實驗內容】
1. 常見連續訊號和離散訊號的 matlab 實現
1.1 正弦訊號
正弦訊號asin(ω。t+φ) 和acos(ω。t+φ) 分別用matlab內部函式cos和sin表示,
呼叫形式為:a*cos(ω。*t+phi) 和 a*sin(ω。*t+phi) 。
例如:a=1.5;
w0=2*pi;
phi=pi/6;
n=0:40;
f=0.1
arg= w0*f*n+phi;
y=a*sin(arg);
stem(n,y);
axis([0 40 -2 2]);
grid;
title(『』正弦序列);
xlabel(『時間序號 n』);
ylabel(『振幅』);
影象如下:
(1)該序列頻率是多少?怎樣可以改變?
答:該序列頻率為0.1,可以將0.1改為其他值即可改變此序列的頻率。
(2)修改程式,產生乙個長度為 50, 頻率為 0.08, 振幅為 2,相移為 90 度的余弦序列,
繪製圖形。
答:(修改後的程式如下:)
clf;
clear;
a=2;
w0=2*pi;
phi=pi/2;
n=0:40;
f=0.08;
arg=w0*f*n+phi;
y=a*sin(arg);
axis([0 50 -2 2]);
grid;
title('正弦序列');
xlabel('時間序號 n');
ylabel('振幅');
stem(n,y);
影象如下:
(3)axis 和 grid 命令的作用是什麼?
答:axis的作用是規定影象顯示的橫縱座標的範圍;grid的作用是顯示影象上的網格。
1.2 指數復指數訊號
%單邊衰減指數訊號的實現如下:
a=1;a=-0.2;
t=0:0.01:10;
y=a*exp(a*t);
plot(t,y);
影象如下:
(1)分別用 plot 和 stem 繪製單邊衰減指數訊號 f(t)=e-0.5t u(t) 和 f[n]=e-0.5n u[n] ,要求時間範圍為[-2,2],間隔為 0.
01.答:(程式和影象分別如下:)
clf;
clear;
a=1;
a=-0.5;
t=-2:0.01:2;
y=a*exp(a*t);
plot(t,y);
clf;
clear;
a=1;
a=-0.5;
n=-2:0.01:2;
y=a*exp(a*n);
stem(n,y);
(2)繪製生成實指數序列 f[n]=0.25*1.2n ,要求 n 的範圍為[0.20].
答:(程式和影象如下:)
clf;
clear;
a=0.25;
n=0:1:20;
y=a*power(1.2,n);
stem(n,y);
1.3 單位階躍訊號
(1)時間範圍為[-50,50],繪製u[n-10];
答:(程式和影象如下:)
clf;
clear;
a=1;
n=-50:1:50;
u=a*(n-10>0);
stem(n,u);
1.4 單位衝激訊號
(1)時間範圍為[-50,50],繪製p[n-10];
答:(程式和影象如下:)
clf;
clear;
a=1;
n=-50:1:50;
u=a*(n-10==0);
stem(n,u);
【實驗分析】
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