信号与系统实验报告.docx
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信号与系统实验报告
一:
实验名称
用MATLAB进行信号的时,频域分析
二:
实验任务
用MATLAB编程计算信号的卷积,分析信号的频域特性
三:
实验设备
计算机,MATLAB软件
四:
实验内容
实验一:
已知两个信号x1(t)=ε(t-1)-ε(t-2)和x2=ε(t)-ε(t-1),试画出卷积y(t)=x1(t)*x2(t)的波形。
MATLAB程序如下:
T=0.01;
t1=1;t2=2;
t3=0;t4=1;
t=0:
T:
t2+t4;
x1=ones(size(t)).*((t>t1)-(t>t2));
x2=ones(size(t)).*((t>t3)-(t>t4));
y=conv(x1,x2)*T;
subplot(3,1,1),plot(t,x1);
ylabel('x1(t)');
subplot(3,1,2),plot(t,x2);
ylabel('x2(t)');
subplot(3,1,3),plot(t,y(1:
(t2+t4)/T+1));
ylabel('y(t)=x1*x2');
xlabel('t/s');
波形图如下:
实验二:
已知x(t)=e-t
(t),h(t)=te(-t/2)
(t),试计算y
(t)=x(t)*h(t)。
MATLAB程序如下:
t2=3;t4=11;
T=0.01;
t=0:
T:
t2+t4;
x=exp(-t).*((t>0)-(t>t2));
h=t.*exp(-t/2).*((t>0)-(t>t4));
y=conv(x,h)*T;
yt=4*exp(-t)+2*t.*exp(-1/2*t)-4*exp(-1/2*t);
subplot(3,1,1),plot(t,x);
ylabel('x(t)');
subplot(3,1,2),plot(t,h);
ylabel('h(t)');
subplot(3,1,3),plot(t,y(1:
(t2+t4)/T+1),t,yt,'--r');
legend('bynumerical','Theoretical');
ylabel('y=x*h');
xlabel('t/s');
波形如下:
实验三:
(一)幅度为A,宽度为
。
重复周期为T的举行脉冲信号f(t),当A=1,
=0.1,T=0.5s时画出其频谱图。
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.1;t=0.5;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
(2)保持
不变,把T依次改为1,2,3得到的波形图.
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.1;t=1;
当T=1时:
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图:
当T=2时:
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.1;t=2;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
当T=3时:
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.1;t=3;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
(3)保持T不变,把
依次改为0.05,0.2和0.3,观察所得到的波形图:
当
=0.05时:
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.05;t=0.5;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
当
=0.2时:
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.2;t=0.5;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
当
=0.3时:
MATLAB程序如下:
a=1;tao=0.3;t=0.5;
n0=t/tao;
n=0:
2*n0;
fn_p=a*tao/t*(sin(n*pi*tao/t+eps*(n==0)))./(n*pi*tao/t+eps*(n==0));
fn_pabs=abs(fn_p);
fn_pang=angle(fn_p);
fn_mabs=fliplr(fn_pabs(2:
2*n0+1));
fn_mang=-fliplr(fn_pang(2:
2*n0+1));
fnabs=[fn_mabsfn_pabs];
fnang=[fn_mangfn_pang];
subplot(2,1,1),stem((-2*n0:
2*n0),fnabs);
text(4,0.11,'amplitudespectrum');
subplot(2,1,2),stem((-2*n0:
2*n0),fnang);
text(-2,2,'phasespectrum');
xlabel('n');grid
波形图如下:
五:
实验分析
由实验三的波形图我们可以看出:
1.当
不变,依次改变T的值为0.5,1,2,3,所得到的波形图越来越密集,且所占的横轴宽度也越来越宽;
2.当T不变,依次改变
的值为0.05,0.2,0.3,所得到的波形图越来越稀疏。
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- 信号 系统 实验 报告