电信专业级信号与系统实验报告.docx
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电信专业级信号与系统实验报告
《信号与系统》实验报告
学院:
信息科学与工程学院
专业班级:
通信1401班
学号:
201404163024
学生姓名:
严若茂
指导教师:
徐望明
2016年06月
实验一连续时间信号的表示、连续时间LTI系统的时域分析
1.用MATLAB命令产生如下信号,并绘出波形图
(1)
(2)
(3)
程序、实验结果及解释说明:
t=-5:
0.01:
5;
y=2*exp(-1.5*t).*(t>=0);
subplot(2,2,1)
plot(t,y);
y1=sin(2*pi*t+pi/4);
subplot(2,2,2)
plot(t,y1)
y2=2.*(t>=0&t<=1);
subplot(2,2,3)
plot(t,y2)
ylim([-3 4])
2.已知信号
的波形如图所示,试用MATLAB命令画出
、
、
、
的波形图。
程序、实验结果及解释说明:
functiony=pp(x)
y=0*(x<-2|x>1)+1*(x>=-2&x<0)+(-x+1).*(x>=0&x<=1);
end
t=-5:
0.01:
5;
y1=pp(t-2);
y2=pp(3*t);
y3=pp(-t);
y4=pp(-3*t-2);
axis([-2502])
subplot(2,2,1);
title('2.1');
plot(t,y1)
axis([-2502])
subplot(2,2,2)
plot(t,y2)
title('2.2');
axis([-2502])
subplot(2,2,3)
plot(t,y3)
title('2.3');
axis([-2502])
subplot(2,2,4)
plot(t,y4)
title('2.4')
axisequal
3.已知描述系统的微分方程和激励信号如下
,
要求:
(1)从理论上求解系统的冲激响应和零状态响应,并根据求解结果用MATLAB绘制其时域波形;
(2)分别用MATLAB的impulse()函数和lsim()函数绘制系统的冲激响应和零状态响应,验证
(1)中的结果。
程序、实验结果及解释说明:
figure
(1)
a=[144];
b=[013];
subplot(2,1,1);
impulse(b,a)
t=0:
0.01:
3.5;
h=(1+t).*exp(-2*t);
subplot(2,1,2);
plot(t,h)
axis([0,3,5,0,1])
figure
(2)
t=0:
0.01:
3.5;
subplot(2,1,1);
Isim(b,z,x,t)
y=2*exp(-t)-(2+t).*exp(-2*t);
subplot(2,1,2);
plot(t,y)
axis([0,3,5,0,1])
实验二周期信号的傅里叶级数分析
4.已知周期矩形脉冲信号
的波形如图所示,设脉冲幅度为1,宽度为
,周期为
,用MATLAB绘制信号的频谱图,并研究脉冲宽度
变化时(分别取
、
;
、
;
、
),对其频谱的影响。
程序、实验结果及解释说明:
T=8;w=2*pi/T;
k=-15:
15;
subplot(3,1,1)
t1=1;
m1=t1/T;
a1=m1*sinc(k.*m1);
stem(k*w,a1);
subplot(3,1,2)
t2=2;
m2=t2/T;
a2=m2*sinc(k.*m2);
stem(k*w,a2);
subplot(3,1,3)
t3=4;
m3=t3/T;
a3=m3*sinc(k.*m3);
stem(k*w,a3);
5.设系统的频率响应为
,若外加激励信号为
,用MATLAB求其响应。
程序、实验结果及解释说明:
a=[132];
b=[001];
t=-10:
0.01:
10;
x=5*cos(t)+2*cos(10*t);
y=lsim(b,a,x,t);
plot(t,y,t,x)
实验三连续时间LTI系统的频域分析
6.下图是用RLC元件构成的二阶低通滤波器。
设
,
,
,试用MATLAB的freqs()函数绘出该系统的幅频特性曲线和相频特性曲线。
(求模:
abs()函数,求相角:
angle()函数)
程序、实验结果及解释说明:
a=[0.080.41];
b=[001];
w=logspace(-1,1);
freqs(b,a,w)
7.假设基带信号为
,被调制成
,在接收端又被解调为
,并通过低通滤波器
得到信号
。
试用MATLAB绘制上述各个信号的时域波形和频谱。
程序、实验结果及解释说明:
clear;
[t,omg,FT,IFT]=prefourier([-5,5],length(-5:
0.01:
5),[-250,250],1000);
g=3*cos(10*t)+2*cos(20*t);
f=g.*cos(100*t);
g0=f.*cos(100*t);
G0=FT*g0;
H=(omg<30&omg>-30);
G1=G0.*H;
g1=IFT*G1;
G=FT*g;
F=FT*f;
subplot(4,2,1)
plot(t,g);ylabel('g');
subplot(4,2,2)
plot(t,f);ylabel('f');
subplot(4,2,3)
plot(t,g0);ylabel('g0');
subplot(4,2,4)
plot(t,g1);ylabel('g1');
subplot(4,2,5)
plot(omg,abs(G)),ylabel('G');
subplot(4,2,6)
plot(omg,abs(F)),ylabel('F');
subplot(4,2,7)
plot(omg,abs(G0)),ylabel('G0');
subplot(4,2,8)
plot(omg,abs(G1)),ylabel('G1');
function[t,omg,FT,IFT]=prefourier(Trg,N,OMGrg,K)
%Trg为时域起止范围
%N为时域抽样点数
%OMGrg为频域起止范围
%K为频域抽样点数
%t为抽样时间点
%omg为抽样频率点
%FT为傅里叶变换矩阵(将该矩阵左乘信号即得信号的傅里叶变换)
%IFT为傅里叶反变换矩阵(将该矩阵左乘信号即得信号的傅里叶反变换)
T=Trg
(2)-Trg
(1);
t=linspace(Trg
(1),Trg
(2)-T/N,N)';
OMG=OMGrg
(2)-OMGrg
(1);
omg=linspace(OMGrg
(1),OMGrg
(2)-OMG/K,K)';
FT=T/N*exp(-j*kron(omg,t'));
IFT=OMG/2/pi/K*exp(j*kron(t,omg'));
实验四连续时间LTI系统的复频域分析
8.已知某二阶系统的零极点分别为
,
,
(二重零点),试用MATLAB绘出该系统在0~1kHz频率范围内的幅频特性曲线(要求用频率响应的几何求解方法实现),并说明该系统的作用。
程序、实验结果及解释说明:
clear;
f=0:
0.01:
1000;
w=2*pi*f;
p1=-100;
p2=-200;
A1=abs(j*w-p1);
A2=abs(j*w-p2);
B1=abs(j*w);
H=(B1.^2)./(A1.*A2);
plot(w,H)
xlabel('频率(rad/s)')
ylabel('幅频响应')
9.已知系统的系统函数为
试用MATLAB命令绘出其零极点分布图,并判定该系统是否稳定。
程序、实验结果及解释说明:
clear;
b=[0143];
a=[1172];
sys=tf(b,a);
pzmap(sys)
grid
《信号与系统》实验小结:
利用matlab编程可以解决高次函数的零极点问题,很容易的绘制系统函数的特性曲线,从中可以看出系统是否稳定,并可以利用相关函数很容易的求解外加激励通过系统时的响应。
(对于极点、零点出现多重的现象,也可利用相关函数,或通过编程解决系统函数的特性曲线。
)通过实验学习matlab可以很清楚地验证课本上的相关结论,练习各种常见函数图形的画法,可以很好地分析时域、频域、复频域的问题。
说,总的来对于此次实验,收获很大。
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- 电信 专业级 信号 系统 实验 报告