信号与系统MATLAB基本实验.docx
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信号与系统MATLAB基本实验
《信号与系统MATLAB实践》第一次上机作业
实验一、熟悉MATLAB基本操作
三、基本序列运算
1.数组的加减乘除和乘方运算
A=[123];
B=[456];
C=A+B;
D=A-B;
E=A.*B;
F=A./B;
G=A.^B;
subplot（2,4,1）;stem（A）
subplot（2,4,2）;stem（B）
subplot（2,4,3）;stem（C）
subplot（2,4,4）;stem（D）
subplot（2,4,5）;stem（E）
subplot（2,4,6）;stem（F）
subplot（2,4,7）;stem（G）
2.绘制函数波形
（1）t=0:
:
10
x=3-exp（-t）;
plot（t,x）
ylabel（'f（t）'）;
xlabel（'t'）;
title（'
（1）'）;
（2）t=0:
:
10
x=5*exp（-t）+3*exp（-2*t）;
plot（t,x）
ylabel（'f（t）'）;
xlabel（'t'）;
title（'
（2）'）;
（3）t=0:
:
3
x=exp（-t）.*sin（2*pi*t）;
plot（t,x）
ylabel（'f（t）'）;
xlabel（'t'）;
title（'（3）'）;
（4）t=0:
:
3
x=sin（3*t）./（3*t）;
plot（t,x）
ylabel（'f（t）'）;
xlabel（'t'）;
title（'（4）'）;
（5）k=1:
1:
6
x=（-2）.^（-k）;
stem（k）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'（5）'）;
（6）k=0:
1:
4
x=exp（k）;
stem（k）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'（6）'）;
（7）k=1:
1:
99
x=k;
stem（k）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'（7）'）;
四、利用MATLAB求解线性方程组。
1.a=[231;111;3-1-1];
b=[116-2]';
x=inv（a）*b
x=
2.a=[111;1-21;123];
b=[2-1-1]';
x=inv（a）*b
x=
3.a=[110;011;101];
b=[273330]';
x=inv（a）*b
x=
12
15
18
实验二、信号的运算
二、编写实现下列离散信号运算函数的程序，并画出波形。
1.k=0:
100
x=sin（k）;
stem（x）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'2'）;
2.k=0:
100
x=sin（k）+sin（pi*k）;
stem（x）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'2'）;
3.k=3:
103
x=k.*sin（k）;
stem（x）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'3'）;
4.functionf=fun（k）
fori=1:
100
k（i）=i-50;
ifk（i）<0
f（i）=（-1）.^k（i）;
elsef（i）=（-1）.^k（i）+.^k（i）;
end
end
stem（k,f）
xlabel（'k'）;
ylabel（'f（k）'）;
title（'4'）;
七、编写一个计算两个离散序列的卷积和的程序，并用其计算下列卷积的和。
1.f1=[1111];
f2=[1];
conv（f1,f2）
ans=
2.f1=[1111];
f2=[321];
conv（f1,f2）
ans=
356631
实验三、信号的谱分析
二、1.clc;
clearall;
x=[1,2,3,4,5,6,6,5,4,3,2,1];
dtft=zeros（70）;
fori=1:
70
w（i）=（i-35）/10;
fork=1:
12
dtft（i）=dtft（i）+x（k）*exp（-j*（k-1）*w（i））;
end
end
subplot（1,2,1）;
plot（w,abs（dtft））;xlabel（'w'）;ylabel（'DTFT'）;title（'幅频特性'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w,angle（dtft））;xlabel（'w'）;ylabel（'DTFT'）;title（'相频特性'）;
2.clc;
clearall;
fori=1:
120
ifi==10
x（i）=1;
elseifi==20
x（i）=2;
elseifi==30
x（i）=3;
elseifi==40
x（i）=4;
elseifi==50
x（i）=5;
elseifi==60
x（i）=6;
elseifi==70
x（i）=6;
elseifi==80
x（i）=5;
elseifi==90
x（i）=4;
elseifi==100
x（i）=3;
elseifi==110
x（i）=2;
elseifi==120
x（i）=1;
elsex（i）=0;
end
end
%x=[1,2,3,4,5,6,6,5,4,3,2,1];
%dtft=zeros（150）;
fori=1:
120
w（i）=（i-40）/10;
end
G=fft（x）;
subplot（1,2,1）;
plot（w（1:
80）,abs（G（1:
80）））;xlabel（'w'）;ylabel（'DFT'）;title（'幅频特性'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w（1:
80）,angle（G（1:
80）））;xlabel（'w'）;ylabel（'DFT'）;title（'相频特性'）;
3.%DTFT
clc;
clearall;
x=[1,2,3,4,5,6,6,5,4,3,2,1];
dtft=zeros（70）;
fori=1:
70
w（i）=（i-35）/10;
fork=1:
12
dtft（i）=dtft（i）+x（k）*exp（-j*（k-1）*w（i））;
end
end
figure;plot（w,abs（dtft）,'b'）;xlabel（'w'）;ylabel（'DTFTorDFT'）;title（'幅频特性'）;
holdon
%DFT
clc;
clearall;
fori=1:
120
ifi==10
x（i）=1;
elseifi==20
x（i）=2;
elseifi==30
x（i）=3;
elseifi==40
x（i）=4;
elseifi==50
x（i）=5;
elseifi==60
x（i）=6;
elseifi==70
x（i）=6;
elseifi==80
x（i）=5;
elseifi==90
x（i）=4;
elseifi==100
x（i）=3;
elseifi==110
x（i）=2;
elseifi==120
x（i）=1;
elsex（i）=0;
end
end
fori=1:
120
w（i）=（i-40）/10;
end
G=fft（x）;
holdon;
plot（w（1:
80）,abs（G（1:
80））,'r'）;xlabel（'w'）;ylabel（'DTFTorDFT'）;title（'幅频特性'）;
三、分别用数值计算法和DFT法，计算下列信号的频谱，并画出其幅度频谱和相位频谱。
1.数值计算
%
functiony=fun111（t）
[M,N]=size（t）;
fori=1:
N
if（（t（i）>-pi）&&（t（i）<0））
y（i）=pi+t（i）;
elseif（（t（i）>0）&&（t（i）y（i）=pi-t（i）;
else
y（i）=0
end
end
%
clearall
clc
fori=1:
1000
w（i）=（i-1）/25;
F=@（t）fun111（t）.*exp（-j*w（i）.*t）;
G（i）=quad（F,0,1）;
end
subplot（1,2,1）;
plot（w,abs（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'数值计算幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w,angle（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'数值计算相位频谱'）;
DFT法
%
functiony=fun1（x）
if（（-piy=pi+x;
elseif（（0y=pi-x;
else
y=0
end
%
clearall
clc
fori=1:
1000
g（i）=fun1（2/1000*i-1）;
w（i）=（i-1）**pi;
end
fori=1001:
10000
g（i）=0;
w（i）=（i-1）**pi;
end
G=fft（g）/1000;
subplot（1,2,1）;
plot（w（1:
50）,abs（G（1:
50）））;
xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'DFT幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w（1:
50）,angle（G（1:
50）））
xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'DFT相位频谱'）;
2.数值计算
%
functiony=fun222（t）
[M,N]=size（t）;
fori=1:
N
if（t（i）<1）&&（t（i）>-1）
y（i）=cos（pi*（t（i））/2）;
else
y（i）=0;
end
end
%
clearall
clc
fori=1:
1000
w（i）=（i-1）/25;
F=@（t）fun222（t）.*exp（-j*w（i）.*t）;
G（i）=quad（F,0,1）;
end
subplot（1,2,1）;
plot（w,abs（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'数值计算幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w,angle（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'数值计算相位频谱'）;
DFT法
%
functiony=fun2（x）
ifx<1&&x>-1
y=cos（pi*x/2）;
else
y=0;
end
%
fori=1:
1000
g（i）=fun2（2/1000*i-1）;
w（i）=（i-1）**pi;
end
fori=1001:
10000
g（i）=0;
w（i）=（i-1）**pi;
end
G=fft（g）/1000;
subplot（1,2,1）;
plot（w（1:
50）,abs（G（1:
50）））;
xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w（1:
50）,angle（G（1:
50）））
xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'相位频谱'）;
3．数值计算
%
functiony=fun333（t）
[M,N]=size（t）;
fori=1:
N
if（t（i）<0）&&（t（i）>-1）
y（i）=1;
elseift（i）>0&&t（i）<1
y（i）=-1;
else
y（i）=0;
end
end
end
%
clearall
clc
fori=1:
1000
w（i）=（i-1）/25;
F=@（t）fun333（t）.*exp（-j*w（i）.*t）;
G（i）=quad（F,0,5）;
end
subplot（1,2,1）;
plot（w,abs（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'数值计算幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w,angle（G））;xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'数值计算相位频谱'）;
DFT法
%
functiony=fun3（x）
ifx<0&&x>-1
y=1;
elseifx>0&&x<1
y=-1;
else
y=0
end
%
fori=1:
1000
g（i）=fun3（2/1000*i-1）;
w（i）=（i-1）**pi;
end
fori=1001:
10000
g（i）=0;
w（i）=（i-1）**pi;
end
G=fft（g）/1000;
subplot（1,2,1）;
plot（w（1:
50）,abs（G（1:
50）））;
xlabel（'w'）;ylabel（'G'）;title（'DFT幅度频谱'）;
subplot（1,2,2）;
plot（w（1:
50）,angle（G（1:
50）））
xlabel（'w'）;ylabel（'Fi'）;title（'DFT相位频谱'）;
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