常用基本信号的MATLAB表示和运算.docx

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常用基本信号的MATLAB表示和运算

《信号与系统》课程实验报告

专业名称

通信工程

年级

2016级

班级

二班

学生姓名

XXX

指导老师

XXX

时间

2018.05.04

实验名称

实验一常用基本信号的MATLAB表示和运算

实

验

目

的

及

要

求

1.学会用MATLAB表示常用连续信号的方法；

2.学会用MATLAB进行信号基本运算的方法；

实

验

环

境

电脑、MATLAB软件

实

验

内

容

1

1.验证实验原理中程序，简述实验目的及实验原理。

2.画出信号波形并写出程序清单。

（1）

（2）

。

3.信号

，画出

、

波形并写出实验清单。

4.计算相应的信号运算的理论值，并与实验结果进行比较。

5.记录实验结果，分析系统作用。

1.实验原理

一、信号的MATLAB表示

（1）连续信号的MATLAB表示

MATLAB提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。

表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。

数值法是定义某一时间范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形；符号法是利用MATLAB的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解析式，也可用绘图语句画出其波形图。

指数信号正弦信号

抽样信号三角信号

虚指数信号复指数信号

矩形脉冲信号单位阶跃信号

正弦信号符号算法单位阶跃信号

（2）离散信号的MATLAB表示

单位脉冲序列单位阶跃序列

复指数序列

二、信号基本运算的MATLAB实现

信号基本运算是乘法、加法、尺度、反转、平移、微分、积分，实现方法有数值法和符号法.

以f（t）为三角信号为例，求f（2t）,f（2-2t）

三、离散序列的差分与求和

2.程序的设计与实现

（1）

程序清单如下：

A=-1;a=-2;

t=0:

0.01:

5;%定义时间点

ft=（2+A*exp（a*t））.*（t>=0）;%计算这些点的函数值

plot（t,ft）;%画图命令，用直线段连接函数值表示曲线

gridon;%在图上画方格

axis（[-1,5,-0.5,5]）;

信号波形如下所示:

（2）

程序清单如下:

t=-5:

0.01:

8;

ut=（t>=0）-（t>=2）;

ft=1+cos（pi*t）;

f=ft.*ut;

plot（t,f）;

gridon;

axis（[-5,8,-0.5,2.5]）;

信号波形如下所示：

3.程序的设计与实现

信号

，画出

、

波形。

程序清单如下：

A=-1;a=-2;

t=-1:

0.01:

5;

ft1=（2+A*exp（a*t））.*（t>=0）;

subplot（3,1,1）;

plot（t,ft）;

title（'f（t）'）;

gridon;

ft1=（2+A*exp（a*2*t））.*（2*t>=0）;

subplot（3,1,2）;

plot（t,ft1）;

title（'f（2t）'）;

gridon;

ft2=（2+A*exp（a*（2-t）））.*（2-t>=0）;

subplot（3,1,3）;

plot（t,ft2）;

title（'f（2-t）'）;

gridon;

axis（[-2,5,-2,5]）;

信号波形如下所示：

实

验

步

骤

或

实

验

方

案

调

试

过

程

及

实

验

结

果

4.信号运算理论值

1.对于2.

（1），理论值过程如下：

实验结果如图所示：

由于u（t）当t<0时的值为0，故f（t）在t<0时的值为0；由于u（t）当t>0时的值为1，故与理论值x轴右半平面的图像相同，即如下图所示：

2.对于2.

（2），理论值过程如下：

实验结果如图所示：

由于[u（t）-u（t-2）]表明f（t）只在0<=t<=2时有值，其余时刻f（t）的值都为0；并且（1+cos

）对cost进行了横轴的展缩变换，和纵轴的向上平移1个单位，即如下图所示：

3.对于3，理论值过程如下：

f（2t）是对f（t）在横轴上做压缩变换，即压缩了2个单位，f（t+2）是先将f（t）向左平移了两个单位，再将图像沿y轴进行翻转可得，即如下图所示：

总

结

1.两个函数的相乘运算是点乘运算，并且需要注意画图的范围及其横轴、纵轴尺寸，还需注意括号的匹配性。

2.掌握了一些绘图命令，例如Plot表示线性X-Y坐标图；掌握了一些图形加注命令，例如Title表示画题头；掌握了一些图形控制命令，例如Axis表示人工选择坐标轴尺寸、Subplot表示将图形窗口分成N块子窗等。

3.MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学中常用的形式十分相似，所以用它来运算问题要比用C语言简便得多。

4.MATLAB不仅具有强大的运算功能，还有强大的绘图功能，我已基本掌握常用基本信号的MATLAB表示和运算，但是还有更多功能丰富的函数我还不了解，以后要多学习。

5.在本次实验中，学习掌握了许多命令，例如相关m文件的建立，画图用到的标注，坐标轴尺寸的控制，同一张图里画几幅不同的图像，相关参数的设置以及相关函数的调用等等。

6.当对信号进行基本运算时，要注意对全体的t进行变换，不要漏下了。

7.注意写代码的时候要新建脚本，并且一个独立的代码单独进行保存，然后再运行。

8.自定义函数有时可使操作更加简便。

附

录

无