信号实验报告.docx

信号实验报告.docx

《信号实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号实验报告.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

信号实验报告

信号与系统

上

机

实

验

报

告

学院：

学号：

姓名：

指导老师：

年月日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。

本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。

这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。

这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。

这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零极点图求系统的频域响应。

本次上机实验就是运用Matlab对信号进行简单的处理和求解一些信号简单的特征。

关键字：

信号系统卷积周期零极点频域响应

实验一：

表示信号、系统的MATLAB函数、工具箱

实验目的：

1、加深对离散信号的理解

2、熟悉表示信号的基本MATLAB函数

实验内容：

1、基本离散信号的表示和简单运算

通过MATLAB工具箱，设置一下基本的参数就可以得到常用的离散信号。

实验设置的参数以及结果如图1-图4。

图1单位冲击信号图2单位阶跃序列

图3正弦序列图4指数序列

对信号进行简单运算，例如将两个正弦信号进行信号加和信号乘，参数设置如图5，结果信号加结果如图6，信号乘结果如图7。

然后对单位阶跃序列进行就拆分如图8。

图5两个正弦信号参数设置

图6两个正弦序列相加后的结果

图7两个正弦序列信号乘结果

图8单位阶跃序列的就拆分

2、判断信号的周期

画出x（n）=sin（pi*n/4）*cos（pi*n/4）的图形，并判断周期。

其中pi=3.1415926…

这个题目即可以直接用工具箱完成，也可以自己编写程序完成。

如果用MATLAB工具箱信号乘完成，实验参数设置如图9，实验结果如图10。

图9x（n）两个子信号参数设置

图10MAALAB工具箱生成x（n）图像

如果自己写脚本程序来完成，程序如下：

n=0:

31;

x=sin（pi*n/4）.*cos（pi*n/4）;

stem（n,x）;

title（'x（n）图像'）

xlabel（'n'）;

ylabel（'幅值'）;

实验结果如图11

图11程序得到x（n）图像

通过对比发现，两种处理方法的得到的图像是一样的，通过图形很容易得到x（n）的周期是4。

实验二：

离散系统的冲击响应、卷积和

实验目的：

1、加深对离散系统冲激响应、卷积和分析方法的理解；

2、熟悉MATLAB中conv函数和filter函数的使用

实验内容：

1、离散信号的卷积和

输入两个信号，通过MATLAB工具箱直接求出两个信号的卷积和，实验设置参数和结果如图12。

图12卷积和参数设置及结果

2、有离散信号的差分方程求系统的输出

通过设置线性常系数差分方程的系数和输入序列x（n），求出输出信号y（n），参数设置及结果如图13。

图13有差分方程求系统输出的参数设置及结果

3、利用MATLAB函数filter来实现求离散时间卷积和，例如，求解满足差分方程系统输出的程序如下：

b=[2,1,0.5];

a=[1];

x=[1232];

y=filter（b,a,x）;

stem（y）

title（'利用filter函数求系统输出'）;

xlabel（'n'）;

ylabel（'幅值'）;

程序得到的结果如图14。

图14利用filter函数求解系统输出

实验三：

离散系统的转移函数、零极点分布和模拟（综合性）

实验目的：

1、加深对离散信号系统转移函数、零极点概念的理解；

2、会根据系统的转移函数求系统零极点分布；

3、利用MATLAB函数tf2zp、zplane求系统零极点及绘制零极点图

实验内容：

1、由离散信号系统的转移函数绘制系统的零极点图

用MATLAB工具箱，对离散时间系统转移函数参数设置，绘出令零极点图，如图15。

图15转移函数参数设置及零极点分布图

通过MATLAB相关函数，可以对这个系统进行频域分析，脚本程序如下：

b=[20.41];

a=[320.5];

[H,w]=freqz（b,a,400,'whole'）;

Hm=abs（H）;

Hp=angle（H）;

subplot（2,1,1）

plot（w,Hm）,

gridon

xlabel（'\omega（rad/s）'）,

ylabel（'Magnitude'）

title（'离散系统幅频特性曲线'）

subplot（2,1,2）

plot（w,Hp）,

gridon

xlabel（'\omega（rad/s）'）,

ylabel（'phase'）

title（'离散系统相频特性曲线'）

求解频域响应图像如图16。

图16离散时间系统的频域响应

心得体会：

通过本次实验，我又进一步熟悉了MATLAB软件和信号与系统课程的相关知识，会用MATLAB工具箱来解决一些简单的信号处理，也在实践中锻炼了自己动手能力。

通过这几个实验的操作，我也进一步理解了卷积和、系统冲激响应、转移函数和零极点分布的概念和意义。