實驗一--常見離散信號的MATLAB產(chǎn)生和圖形顯示

1、.實驗一常見離散信號的MATLAB產(chǎn)生和圖形顯示授課課時： 2 學(xué)時一、實驗?zāi)康模海?1 ）熟悉 MATLAB 應(yīng)用環(huán)境，常用窗口的功能和使用方法。（ 2 ）掌握 MATLAB 在時域內(nèi)產(chǎn)生常用離散時間信號的方法。（ 3 ）掌握離散信號的基本運算。（ 4 ）掌握簡單的繪圖命令。二、實驗原理：（一）信號的表示和產(chǎn)生 單位抽樣序列1n0(n)0n0如果( n) 在時間軸上延遲了k 個單位，得到(nk) 即：(nk )參考程序：1nk0n0例 1-1 ： x(n)(n） ( 10 n 20)clearalln1=-10;n2=20;n0=0;% 在起點為 n1, 終點為 n2 的范圍內(nèi)，于n0 處產(chǎn)

2、生沖激。n=n1:n2;% 生成離散信號的時間序列x=n=n0;% 生成離散信號x(n)stem(n,x);% 繪制脈沖桿圖.xlabel( n );ylabel( x(n) );% 橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的標(biāo)注說明。title( Unit Sample Sequence);% 圖形上方標(biāo)注圖名axis(-10 20 0 1.2);% 確定橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的取值范圍 單位階躍序列1n0u(n)0 n 0例 1-2 ： x(n) u(n） ( 2 n 20)clearalln1=-2;n2=20;n0=0;n=n1:n2;% 生成離散信號的時間序列x=n=n0;% 生成離散信號x(n)stem(n,x,

3、filled);xlabel( n );ylabel( x(n) );title( Unit step Sequence);axis(-2 20 0 1.2); 正弦序列x( n)A sin( wn)例 1-3 ：一正弦信號的頻率為1HZ ，振幅值幅度A 為 1V ，在窗口顯示2 個周期的信號波形，并對該信號的一個周期進行32 點采樣獲得離散信號并顯示該連續(xù)信號和離散信號的波形。參考程序：clearf=1;A=1;nt=2;.N=32;T=1/f;% 輸入信號頻率，振幅和顯示周期數(shù)dt=T/N;% 采樣時間間隔n=0:nt*N-1;% 建立離信號的時間序列tn=n*dt;% 確定時間序列陽電在

4、時間軸上的位置。x=A*sin(2*pi*f*tn);subplot(2,1,1);plot(tn,x);% 顯示原連續(xù)信號axis(0 nt*T 1.1*min(x) 1.1*max(x);% 限定橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的顯示范圍ylabel( x(t) );subplot(2,1,2);stem(tn,x);% 顯示經(jīng)采樣的信號axis(0 nt*T 1.1*min(x) 1.1*max(x);ylabel( x(n) ); 復(fù)指數(shù)序列x(n)ejwn例 1-4;-0.1、0.6 ,求 x(n)ejwnn1=30;a=-0.1;w=0.6;n=0:n1;x=exp(a+j*w)*n);stem(n

5、,x);xlabel( n );ylabel( x(n) );.title( 復(fù)指數(shù)序列); 指數(shù)序列x(n)anu(n)例 1-5 ： x(n)an，其中 a 為實數(shù)clearn1=-10;n2=10;a1=0.5;a2=2;na1=n1:0;x1=a1.na1;na2=0:n2;x2=a2.na2;subplot(2,2,1),plot(na1,x1);title( 實指數(shù)信號（a1 ） );subplot(2,2,3),stem(na1,x1);title( 實指數(shù)序列（a1 ） );subplot(2,2,4),stem(na2,x2);title( 實指數(shù)序列（a1 ） );(二 )

6、序列的基本運算.對離散時間序列實行基本運算可得到新的序列，這些基本運算主要包括加、減、乘、除、移位、反折等。兩個序列的加減乘除是對應(yīng)離散樣點值的加減乘除，因此，可通過 MATLAB 的點乘和點除 、序列移位和反折來實現(xiàn)，與連續(xù)時間信號處理方法基本一樣。a)序列的相加與相乘設(shè)兩離散序列x1(n),x2(n), 序列相加為x(n)=x1(n)+x2(n),相乘為x(n)=x1(n).x2(n),實際上是對應(yīng)的序列值相加或相乘。在 MATLAB 中可以用運算符“ + ”實現(xiàn)，但相加的兩個序列必須有相同的長度，且應(yīng)該保證它們是相同的采樣位置相加或相乘，因此在計算時，必須格外注意序列下標(biāo)的計算。例 1-

7、6 ：求 x( n)(n2)(n4)(0n10)clearalln1=0;n2=10;n01=2;n02=4;% 賦初值n=n1:n2;x1=(n-n01)=0;x2=(n-n02)=0;x3=x1+x2;subplot(3,1,1);stem(n,x1);title( x1 );subplot(3,1,2);stem(n,x2);title( x2 );subplot(3,1,3);stem(n,x3);title( x3 );x1( n)u(n2)(4n6)（ n ）例 1-7 ：u(n4)(5n求 x1(n)+x2x2(n)8)clearalln1=-4:6;.n01=-2;x1=(n1

8、-n01)=0;%建立 x1 信號n2=-5:8;n02=4;x2=(n2-n02)=0;%建立 x2 信號n=min(n1,n2):max(n1,n2);% 為 x信號建立時間序列nN=length(n);% 求出時間序列n 的點數(shù) Ny1=zeros(1,N);y2=zeros(1,N);% 新建一維 N 列 y1 、 y2 全零數(shù)組y1(find(n=min(n1)&(n=min(n2)&(n0時，原序列x(n) 向右移 m 位， m0, 原序列 x(n) 向左移 m 位。例 1-8 ：序列 x1 = 1 1 1 0 1，求 x1(n),x1(n-1),x1(n+1)%shiftclea

9、rallx1 = 1 1 1 0 1;n1 = -3:1;% 設(shè)定范圍n = n1 + 1;% 范圍右移m = n1 -1;% 左移x = x1;subplot(3,1,1);.stem(n,x);% 右移ylabel( x1(n-1);subplot(3,1,2);stem(n1,x);% 原序列ylabel( x1(n) );subplot(3,1,3);stem(m,x);% 左移ylabel( x1(n+1)c) 序列的反褶 x(-n)Matlab提供了 fliplr函數(shù)，可以實現(xiàn)序列的反褶。例 1-9: 將序列 x1 =1 2 1 0 3， -3=n=1,求x1(-n)%fanzhe

10、clearx1 = 1 2 1 0 3;n1 = -3:1:1;subplot(1,2,1);stem(n1,x1);ylabel( x(n) );xlabel( n );n = -fliplr(n1);x = fliplr(x1); subplot(1,2,2);.stem(n,x);ylabel( x(-n) );xlabel( n );d) 序列的尺度變換原序列x(n),y(n)=x(mn)就是對原序列每隔m 點取樣形成的，相當(dāng)于將時間軸壓縮或擴展了 m 倍。例 1-10 ：x(n)sin(2n), 求 x( 2n), x(n / 2)clearalln = (0:20)/20;% 歸一

11、化x =sin(2*pi*n);%x(n)x1 =sin(2*pi*n*2);%x(2n)x2 =sin(2*pi*n/2);%x(3n)subplot(3,1,1);stem(n,x);ylabel(x(n) );subplot(3,1,2);stem(n,x1);ylabel(x(2n);subplot(3,1,3);stem(n,x2);ylabel(x(n/2);三、實驗內(nèi)容及步驟：.（ 1 ）復(fù)習(xí)常用離散時間信號的有關(guān)內(nèi)容，閱讀并輸入實驗原理中介紹的例題程序，理解其語句含義。（ 2 ）編寫程序，產(chǎn)生下列離散序列，并繪出其圖形.a) x(n)(n3)2 (n4),(5n5) ;b) x

12、(n)u(n3)u(n2),( 5n5)c) xn（nn)）u)(2-1(3). 已知兩序列如下： xn=-451-2-302,-4n4;yn=6-3-1087-2;-2n=min(n1)&（ n=max(n1):在符合關(guān)系運算條件的范圍內(nèi)尋找非零元素的索引號。X1=fliplr(x):將 x 的行元素進行左右翻轉(zhuǎn)，賦給變量x1.2.用 MATLAB生產(chǎn)離散信號須注意的問題.1）有關(guān)數(shù)組與下標(biāo)MATLAB中處理的數(shù)組，將下標(biāo)放在變量后面的小括號內(nèi)，且約定從1 開始遞增，例如 x=5,4,3,2,1,0, 表示 x(1)=5,x(2)=4,.,x(6)=0.若要表示一個下標(biāo)不是由1 開始的數(shù)字x(n), 一般采用兩個矢量，例如：n=-2:3;x=5,4,3,2,1,0;這表示了一個含6 個采樣點的矢量。 n 為一組時間矢量， 對應(yīng) x 有：x(-2)=5,.x(3)=0.2)信號的圖形繪制連續(xù)信號作圖使用plot函數(shù)繪制線形圖， 離散信號作圖使用stem