信號實驗報告VIP

1、大連理工大學(xué)本科實驗報告課程名稱： 信號與系統(tǒng)實驗 學(xué)院（系）： 電子信息與電氣工程學(xué)部 專 業(yè)： 通信工程 班 級： 1401班 學(xué) 號： 201483091 學(xué)生姓名： 李睿 2016年 5 月 21 日實驗項目列表序號實驗項目名稱學(xué)時成 績指導(dǎo)教師預(yù)習(xí)操作結(jié)果1信號的頻譜圖2付海燕2語音信號的調(diào)制解調(diào)2付海燕3連續(xù)時間系統(tǒng)分析2付海燕4信號抽樣和重建2付海燕5離散時間LTI系統(tǒng)分析2付海燕6Simulink仿真2付海燕789101112131415161718總計學(xué)分：大連理工大學(xué)實驗預(yù)習(xí)報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 2014830

2、91 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.6 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 信號的頻譜圖1、 實驗?zāi)康暮鸵?1. 掌握周期信號的傅里葉級數(shù)展開 2. 掌握周期信號的有限項傅里葉級數(shù)逼近 3. 掌握周期信號的頻譜分析 4. 掌握連續(xù)非周期信號的傅立葉變換 5. 掌握傅立葉變換的性質(zhì) 2、 實驗用的matlab命令和例子1. a:b:c ：產(chǎn)生一個從 a 到 c，間隔為 b 的等間隔數(shù)列 例：5:1:11，產(chǎn)生一個從 5 到 11，間隔為 1 的等間隔數(shù)列 2. quare(t,duty)：周期性矩形脈沖信號（duty 表示占空比） 調(diào)用形式: y=s

3、quare(t,duty) 例：產(chǎn)生一個周期為 2,幅值為±1 的周期性方波。 y=square(2*pi*30*t,75); plot(t,y),grid on axis(-0.1,0.1,-1.5,1.5) 3. plot（）：matlab 中二維線畫圖函數(shù) plot(x,y，顏色和標(biāo)識)：若 y 和 x 為同維向量，則以 x 為橫坐標(biāo),y 為縱坐標(biāo)繪制連線圖。 若 x 是向量，y 是行數(shù)或列數(shù)與 x 長度相等的矩陣，則繪制多條不同色彩的連線圖，x 被作為這 些曲線的共同橫坐標(biāo)。若 x 和 y 為同型矩陣，則以 x,y 對應(yīng)元素分別繪制曲線，曲線條數(shù)等于矩 陣列數(shù)。 例：在 0x

4、2 區(qū)間內(nèi)，繪制曲線 y=2e-0.5xcos(4x)。x=0:2*pi; y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x); plot(x,y) ：y 黃 m 紫 c 青 r 紅 g 綠 b 藍(lán) w 白 k 黑 -實線 .點 <小于號 ：點線 o 圓 s 正方形 -.點劃線 x 叉號 d 菱形 - -虛線 +加號 h 六角星 *星號 p 五角星 v 向下三角形 向上三角形 >大于號4. grid on：有網(wǎng)格 grid off：關(guān)掉格網(wǎng) 下面是加上命令grid on后畫的圖，有網(wǎng)格。 5. axis(a b c d)：表明圖線的x軸范圍為aby軸范圍為cd 例：plot(

5、x,y) axis(0 1 2 3) grid on 6. length(a)：表示矩陣a的最大的長度 比如length(1 2 3;4 5 6) 等于3，因為2行和3列中最大是3。 當(dāng)a是向量時，即表示向量的元素個數(shù)，因為向量總是1×n或n×1的，而n一定大于或等于1.所 以得到的結(jié)果一定是n。 7. 1./tan(pi.*x)：表示點乘。點乘是值對值的運算 上面的式子中 X 可能是一個向量或矩陣，PI 后面的點是一個 PI 和一個向量相乘，得到的也是 一個向量；1 后面乘的自然也是個向量 所以要加點，也就是對應(yīng)不同的 X, 有不同的 Y 值。 8. figure 是建立

6、圖形的意思。 系統(tǒng)自動從 1，2，3，4.來建立圖形，數(shù)字代表第幾幅圖形，figure(1)，figure(2)就是第 一第二副圖的意思，在建立圖形的時候，注意一下它的標(biāo)題，對應(yīng)到程序中就是您的例子語句。 一般建立新圖只需要一個 figure 就行，系統(tǒng)自動建立新圖。 9. hold on：在當(dāng)前圖的軸（坐標(biāo)系）中畫了一幅圖，再畫另一幅圖時，原來的圖還在，與新圖共 存，都看得到 hold off：在當(dāng)前圖的軸（坐標(biāo)系）中畫了一幅圖，此時，狀態(tài)是hold off,則再畫另一幅圖 時，原來的圖就看不到了，在軸上繪制的是新圖，原圖被替換了。 10. title 單引號表示原樣輸出如：'s&#

7、39; 輸出就為 s 單引號和中括號一塊使用表示組合 如 a='2','3' 輸出就為 a=23 11. subplot（）：是將多個圖畫到一個平面上的工具。其中，m 表示是圖排成 m 行，n 表示圖成 n 列， 也就是整個 figure 中有 n 個圖是排成一行的，一共 m 行，如果 m=2 就是表示 2 行圖。p 表示圖 所在的位置，p=1 表示從左到右從上到下的第一個位置。 調(diào)用方法：subplot（m,n,p）或者 subplot（m n p）。 例：把繪圖窗口分成兩行兩列四塊區(qū)域，然后在每個區(qū)域分別作圖， subplot(2,2,1);%2、2、1 之

8、間沒有空格也可以，在第一塊繪圖 subplot(2,2,1,2)；%在 1、2 塊繪制一個圖 大連理工大學(xué)實驗報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.6 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 信號的頻譜圖1、 實驗?zāi)康暮鸵?1. 掌握周期信號的傅里葉級數(shù)展開 2. 掌握周期信號的有限項傅里葉級數(shù)逼近 3. 掌握周期信號的頻譜分析 4. 掌握連續(xù)非周期信號的傅立葉變換 5. 掌握傅立葉變換的性質(zhì) 2、 實驗題目、程序和結(jié)果1. 已知周期三角信號如圖所示，試求

9、出該信號的傅里葉級數(shù)，利用MATLAB編程實現(xiàn)其各次諧波的疊加，并驗證其收斂性。 clcCleart=-3:0.001:3;omega=pi;y=(sawtooth(pi*(t+1),0.5)+1)/2;plot(t,y);grid onxlabel('t'),ylabel('y');title('周期三角波');axis(-3 3 0 2)n_Max=1 3 5 11 47;N=length(n_Max);for k=1:N n=1:2:n_Max(k); M=4./(pi*pi.*n.*n); N=cos(omega*n'*t); x

10、=1/2+M*N; figure; plot(t,y,'b');grid on hold on plot(t,x,'r'); hold off; xlabel('t'),ylabel('部分諧波和'); axis(-3 3 0 2)title('最大次諧波為:',num2str(n_Max(k)endend2. 試用MATLAB數(shù)值計算方法求門信號的傅里葉變換，并畫出其頻譜圖。門信號即：clccleardt=0.001;t=-3:dt:3;gt=heaviside(t+0.5)-heaviside(t-0.5);s

11、ubplot(211)plot(t,gt);grid onaxis(-2 2 0 2)title('門函數(shù)')N=2000;k=-N:N;w=2*pi*k/(2*N+1)*dt);Gw=dt*gt*exp(-j*t'*w);subplot(212);plot(w,Gw), grid onaxis(-30 30 -2 2);xlabel('w'), ylabel('Gw');title('對應(yīng)頻譜圖');三、實驗分析和總結(jié)1：從實驗結(jié)果可以看出，任意信號都可以分解成正弦級數(shù)和的形式，且級數(shù)中所 含高次諧波越多，分解后的信號越

12、接近于原始信號。2:驗證了在課堂上所學(xué)的門函數(shù)的傅里葉變換的抽樣函數(shù)。 第一次上機實驗時對MATLAB不太熟悉，所以花了較多時間了解和熟悉MATLAB 的運用。實驗中也遇到過問題，在做第一題的時候，我的程序始終出不來將信號分解為級數(shù)和形式的圖像，后來檢查發(fā)現(xiàn)，在做數(shù)字與向量的乘法時，我忘記了加“.”。這個問題我在做預(yù)習(xí)報告的時候查過，但是沒有記住。下一次一定要在正式做試驗之前重新看一遍預(yù)習(xí)報告，把實驗需要用到的函數(shù)等的用法再熟悉一遍，避免因為不應(yīng)該的失誤、馬虎浪費時間，導(dǎo)致實驗無法按時完成。大連理工大學(xué)實驗預(yù)習(xí)報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號：

13、 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.6 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 語音信號的調(diào)制解調(diào)1、 實驗?zāi)康暮鸵?1. 了解語音信號處理在通信中的應(yīng)用 2. 理解幅度調(diào)制和解調(diào)的原理及方法 3. 觀察語音信號、載波信號、調(diào)制后信號和解調(diào)后信號的頻譜 2、 實驗用的 matlab 命令和例子 1. buttord ： 用于計算巴特沃斯數(shù)字濾波器的階數(shù)N和3dB截止頻率wc。 調(diào)用形式：N,wc=buttord(wp，ws，p，s) 調(diào)用參數(shù)wp，ws分別為數(shù)字濾波器的通帶、阻帶截止頻率的歸一化值，要求：0wp1， 0ws1。1表示數(shù)字

14、頻率pi。p，s分別為通帶最大衰減和組帶最小衰減（dB）。當(dāng) wswp時，為高通濾波器；當(dāng)wp和ws為二元矢量時，為帶通或帶阻濾波器，這時wc也是 二元向量。N，wc作為butter函數(shù)的調(diào)用參數(shù)。 butter：計算N階巴特沃斯數(shù)字濾波器系統(tǒng)函數(shù)分子、分母多項式的系數(shù)向量b、a。 調(diào)用形式：b，a=butter（N，wc，ftype） 調(diào)用參數(shù)N和wc分別為巴特沃斯數(shù)字濾波器的階數(shù)和3dB截止頻率的歸一化值（關(guān)于pi歸一 化），一般是調(diào)用buttord（1）格式計算N和wc。系數(shù)b、a是按照z-1的升冪排列。 例：wp=2*pi*5000;ws=2*pi*12000;Rp=2;As=30;

15、N,wc=buttord(wp,ws,Rp,As,'s'); B,A=butter(N,wc,'s'); 2. filtfilt：零相位數(shù)字濾波器。 Y = filtfil (B, A, X)通過向量A，B述的旅歐不起對數(shù)據(jù)向量X濾波得到濾 波后的數(shù)據(jù)Y。濾波器可以通過差分方程述如下：y(n) = b(1)*x(n) + b(2)*x(n-1) + . + b(nb+1)*x(n-nb)- a(2)*y(n-1) - . - a(na+1)*y(n-na) 通過前向濾波之后，濾波序列被反折并且再次通過濾波器，Y是第二次濾波器輸 出的時間反折序列。其結(jié)果是相位特性

16、精確的為零，沒有變形并且幅頻特性被濾波器 幅頻特性的平方所改變。初值和終值都被選擇的很小的跳變來匹配初始條件。 輸入序列x的長度必須大于濾波器階數(shù)的三倍,階數(shù)定義為 max(length(b)-1,length(a)-1)。注意FILTFILT不應(yīng)當(dāng)被用于Hilbert FIR濾波器，因為 這些濾波器的相位特性是很重要的。 3. y,fs,nbits= wavread(wavFile1); y就是音頻信號； fs是采樣頻率，比如說16000就是每秒16000次； nbit是采樣精度，比如說16就是指16位精度的采樣； 例：wavread('F:a.wav',1024)%讀取該音

17、頻文件前1024個采樣點 若X為信號，n為變換點數(shù)。 4. Y = fft(X) 是對信號X進行快速傅里葉變換； Y = fft(X,n)就是對信號X的前n個點進行快速傅里葉變換，如果n大于x的點數(shù)，則直接 取前n個點，若小于n，則X先進行補零擴展為n點序列再求N點FFT。 一般情況下，n要取最接近X長度的2的整數(shù)冪，這樣可以實現(xiàn)更快的FFT,高計算效率。 5. fftshift 是將 FFT 的直流分量移到頻譜中心 fft是一維傅里葉變換，即將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號 而fftshift 是針對頻域的，將FFT的DC分量移到頻譜中心 即對頻域的圖像，（假設(shè)用一條水平線和一條垂直線將頻譜圖分成四

18、塊）對這四塊進行對角線的交換與反對角線的交換 大連理工大學(xué)實驗報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.6 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 語音信號的調(diào)制解調(diào)1、 實驗?zāi)康暮鸵?1.了解語音信號處理在通信中的應(yīng)用 2. 理解幅度調(diào)制和解調(diào)的原理及方法 3. 觀察語音信號、載波信號、調(diào)制后信號和解調(diào)后信號的頻譜 2、 實驗題目、程序和結(jié)果實現(xiàn)一個基本的AM調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)Step1. 打開matlab 新建一個M 文件Step2. 編寫幅度調(diào)制代碼（1）產(chǎn)生

19、一個信息信號（2）產(chǎn)生一個載波信號（3）調(diào)制Step3. 添加噪聲Step4. 帶通濾波Step5. 相干解調(diào)（1）經(jīng)過乘法器（2）低通濾波(3) 頻譜繪制第一步：Y = fft(X); 將信號X進行傅里葉變換，點數(shù)為信號長度。第二步：f=(0:40000)*fs/40001-fs/2;第三步：plot(f,fftshift(abs(Y); fftshift是將FFT的直流分量移到頻譜中心。clccleart=-3:0.001:3y1=sin(t*10*pi);subplot(521);plot(t,y1);grid ontitle('調(diào)制信號');xlabel('時間

20、/s'), ylabel('幅度');xlim(-0.5,0.5)fs=100;%采樣頻率N=512;%數(shù)據(jù)點數(shù)yk1=fft(y1,N);%取 N 個點進行快速傅里葉變換yw1=abs(fftshift(yk1);%將直流分量移到頻譜中心fw1=-255:256/N*fs; %將 fs 劃分為 N 分，取點subplot(522);plot(fw1,yw1);grid ontitle('調(diào)制信號的頻譜');xlabel('頻率/hz'), ylabel('F(w)');xlim(-8,8)y2=cos(pi*200*t)

21、; %載波信號subplot(523)plot(t,y2);grid ontitle('載波信號'); xlabel('時間/s'),ylabel('幅度');axis(-0.1 0.1 -1.5 1.5)yk2=fft(y2,N);%快速傅里葉變換yw2=abs(fftshift(yk2);%將直流分量移到頻譜中心fw2=-255:256/N*fs;subplot(524);plot(fw2,yw2);grid ontitle('載波信號的頻譜');xlabel('頻率/hz'), ylabel('F(w

22、)');axis(-20 20 0 400)y3=(y1+5).*y2;%幅度調(diào)制subplot(525)plot(t,y3);grid ontitle('已調(diào)信號');xlabel('時間/s') ,ylabel('幅度');axis(-1 1 -15 15)fs1=200;%采樣頻率yk3=fft(y3,N);yw3=abs(yk3);fw3=-255:256/512*fs1;subplot(526)plot(fw3,yw3);grid ontitle('已調(diào)制信號的頻譜');xlabel('頻率/Hz'

23、;), ylabel('Fdsb(w)');axis(-100 100 0 1500)y4=y3.*y2;%解調(diào)subplot(527)plot(t,y4);grid ontitle('解調(diào)信號');xlabel('時間/s') ,ylabel('幅度');axis(-1 1 -15 15)yk4=fft(y4,N);yw4=abs(yk4);fw4=-255:256/512*fs1;subplot(528)plot(fw4,yw4);grid ontitle('解調(diào)信號的頻譜');xlabel('頻率/H

24、z'), ylabel('Fdsb(w)');axis(-100 100 0 1500)Rp=1;Rs=60;Wp=0.03;Ws=0.1;%0.03Hz 一下頻率通過，幅度衰減 1db；0.1Hz 以上的頻率截止，幅度衰減 60dBn,Wn=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs);B,A=butter(n,Wn); %得到巴特沃斯型低通濾波器的參數(shù)X1=filter(B,A,y4);%將解調(diào)后的信號 y6 通過濾波器，得到 X1 ft=2*X1-5;%將濾波后的信號乘以 2 倍，減去直流分量，得到原輸入信號subplot(427);plot(t,ft);grid o

25、ntitle('解調(diào)濾波后的 f(t)');xlabel('時間/s'),ylabel('幅度');xlim(-0.5,0.5)yk4=fft(ft,N);%快速傅里葉變換yw4=abs(fftshift(yk4);%將直流分量移到頻譜中心fw4=-255:256/N*fs1;subplot(428);plot(fw4,yw4);grid ontitle('解調(diào)濾波后信號的頻譜');xlabel('頻率/hz'), ylabel('F(w)');xlim(-8,8)3、 實驗分析和總結(jié) 如圖像所示，

26、將一個低頻待調(diào)信號經(jīng)過加上一個平移量后與一個高頻載波信號相乘即完成了信號的調(diào)制，調(diào)制后的信號是一個以待調(diào)信號的波形為包絡(luò)線的 高頻信號。而信號的解調(diào) 需將調(diào)制信號乘以一個與載波信號完全相同的信號，然后經(jīng)過一個低通濾波器得到原信號。由圖像 中可以看出，信號的調(diào)制就是將信號的頻譜對稱搬移幅度減半的過程，解調(diào)同理，但若解調(diào)信號不經(jīng)過濾波器的濾波，得到的信號會是雜亂的，因為有高頻分量的干擾，經(jīng)過濾波器才能得到干凈的原始信號（但解調(diào)后的信號的頻譜與原始信號仍有一些差別）。 信號的調(diào)制這一實驗看似復(fù)雜，但其實難度不大，要求真正了解信號調(diào)制的原理就可以很快的得出實驗結(jié)果。所以上課時必須認(rèn)真聽講，搞懂信號調(diào)制

27、原理，這樣才能快速做出來。 大連理工大學(xué)實驗預(yù)習(xí)報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.6 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 連續(xù)時間系統(tǒng)分析1、 實驗?zāi)康暮鸵?1.建立系統(tǒng)的概念 2.掌握連續(xù)時間系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的求解 3. 掌握連續(xù)時間系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的求解 4. 掌握連續(xù)時間系統(tǒng)零極點的求解 5. 分析系統(tǒng)零極點對系統(tǒng)幅頻特性的影響 6. 分析零極點對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 7. 介紹常用信號處理的 MATLAB 工具箱 2、 實驗用的 matlab

28、 命令和例子 1. sys = tf(num,den)：用來建立實部或復(fù)數(shù)傳遞函數(shù)模型或?qū)顟B(tài)方程、或零級增益模型 轉(zhuǎn)化成傳遞函數(shù)形式。命令可以建立一個傳遞函數(shù)，其中分子和分母分別為 num 和 den。輸出 sys 是儲存?zhèn)鬟f函數(shù)數(shù)據(jù)的傳遞函數(shù)目標(biāo)。 Num 和 den 是單元數(shù)組，其中行數(shù)等于輸出數(shù)，列數(shù)等于輸入數(shù)；行向量 num i,j和 deni,j定義了從輸入 j 到輸出 i 的傳遞函數(shù)的分子與分母。 例：num=0 0 1 1;den=1 9 26 24; sys1=tf(num,den); 2. impulse(sys):計算并畫出系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。sys 為 tf(num,den

29、)建立的系統(tǒng)函數(shù)。 例：根據(jù)狀態(tài)方程輸出單一系統(tǒng)的脈沖響應(yīng) num=0 0 1 1;den=1 9 26 24; sys=tf(num,den); Y=impulse(sys); 3. impulse(sys,t)：計算并畫出系統(tǒng)在 t 定義的時間內(nèi)的沖激響應(yīng)。 sys系統(tǒng)函數(shù)，t采樣時間矢量 例：num=0 0 1 1;den=1 9 26 24; sys=tf(num,den); t=0:0.01:10; Y=impulse(sys,t); 4. step(sys)：計算并畫出系統(tǒng)的階躍響應(yīng)。 例：根據(jù)狀態(tài)方程輸出多系統(tǒng)的階躍響應(yīng) num=0 0 1 1;den=1 9 26 24; sy

30、s=tf(num,den); Y=step(sys,'r-'); 5. step(sys ,t)：計算并畫出系統(tǒng)在 t 定義的時間內(nèi)的階躍響應(yīng)。 例：num=0 0 1 1;den=1 9 26 24; sys=tf(num,den); t=0:0.01:10; Y=step(sys,t,'r-'); 6. h ,w=freqs(num, den)：計算系統(tǒng)的頻率特性h，jw。 Num傳遞函數(shù)分子矢量 den傳遞函數(shù)分母矢量 例：根據(jù)傳遞函數(shù)繪制脈沖響應(yīng)曲線以及一般頻率響應(yīng)圖。 num=0 0 2 0;den=1 6 11 6; sys=tf(num,den);

31、 impulse(sys); figure; h ,w=freqs(num,den); 7. roots：求方程的根。 例：求P（x）=5x4+4x3+3x2+2x+1的零點。 P=5 4 3 2 1; %多項式各項的系數(shù) roots(p) %求零點，也就是多項式的解 ans = 0.1378 + 0.6782i 0.1378 - 0.6782i -0.5378 + 0.3583i -0.5378 - 0.3583i 大連理工大學(xué)實驗報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.13 實驗室：

32、創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 連續(xù)時間系統(tǒng)分析3、 實驗?zāi)康暮鸵?1.建立系統(tǒng)的概念 2.掌握連續(xù)時間系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的求解 3. 掌握連續(xù)時間系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的求解 4. 掌握連續(xù)時間系統(tǒng)零極點的求解 5. 分析系統(tǒng)零極點對系統(tǒng)幅頻特性的影響 6. 分析零極點對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響 7. 介紹常用信號處理的 MATLAB 工具箱 2、 實驗題目，程序，結(jié)果1、 已知系統(tǒng)的微分方程為，計算該系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)和單位階躍響應(yīng)。clcclearb=1,4;a=1,3,2;t=0:0.1:10;y=impulse(b,a,t);plot(t,y);xlabel('

33、;時間')ylabel('單位沖激響應(yīng)')clcclearb=1,4;a=1,3,2;t=0:0.1:10;y=step(b,a,t);plot(t,y);xlabel('時間')ylabel('單位階躍響應(yīng)')2、 實現(xiàn)卷積，其中：clcclearp=0.01;nf=0:p:2;f=2*(nf>=0)-(nf>=2);t=0:p:5;h=exp(-1)*t);y=conv(f,h);subplot(3,1,1),stairs(nf,f);title('f(t)');subplot(312),stairs(t,

34、h);title('h(t)');subplot(313),plot(y);title('y(t)=f(t)*h(t)');3、已知二階系統(tǒng)方程對下列情況分別求單位沖激響應(yīng)，并畫出其波形。a. b. c. d. clcclearb=3;a=1,4,3;t=0:0.001:15;subplot(411)impulse(b,a,t);b=1;a=1,2,1;t=0:0.001:15;subplot(412)impulse(b,a,t);b=1;a=1,1,1;t=0:0.001:15;subplot(413)impulse(b,a,t);b=1;a=1,0,1;t=

35、0:0.001:15;subplot(414)impulse(b,a,t); 4.求下列系統(tǒng)的零極點（1）（2）clcclearb=1,0,-4;a=1,2,-3,2,1;sys=tf(b,a);pzmap(sys);title('零極點分布圖');clcclearb=5,20,25,0;a=1,5,16,30;sys=tf(b,a);pzmap(sys);title('零極點分布圖');5.對于更多零極點和不同零極點位置的連續(xù)系統(tǒng)，作出系統(tǒng)的零極點圖；分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定？若穩(wěn)定，作出系統(tǒng)的幅頻特性曲線和相頻特性曲線； （1） 1個極點s=0，增益k=1；（2）

36、2個共軛極點，增益k=1；（3） 零點在s=0.5，極點在，增益k=1clcclearb=1;a=1,0;sys=tf(b,a);subplot(211)pzmap(sys);title('零極點分布圖');subplot(212)bode(b,a);clcclearb=1;a=1,0,25;sys=tf(b,a);subplot(211)pzmap(sys);title('零極點分布圖');subplot(212)bode(b,a);clcclearb=1,-0.5;a=1,0.2,25.01;sys=tf(b,a);subplot(211)pzmap(sys

37、);title('零極點分布圖');subplot(212)bode(b,a);3、 實驗分析和總結(jié) 1.將微分方程的系數(shù)對應(yīng)輸入后，直接使用impulse(b,a,t)，step(b,a,t)兩個函數(shù)就可 以很方便的求出系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。由圖像可以看出同一個系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)和階躍響應(yīng)是 不一樣的，所以同一個系統(tǒng)不同的輸入會產(chǎn)生不同的輸出。但觀察可知，由于輸入決定輸出，所以 輸出信號與輸入信號有相同的形式，沖擊信號的響應(yīng)也是一個沖擊，階躍信號的響應(yīng)也是一個階躍 的信號。 2.將兩個函數(shù)分別輸入后，用 y=conv(f,h)函數(shù)可以直接的求出兩個函數(shù)的卷積，對應(yīng)卷 積的幾何

38、意義翻轉(zhuǎn)平移相乘求和，我們何以看出一個有始有終的信號與一個有始無終的信號卷 積得到的也是一個無終的信號，但隨著信號的平移，兩個信號的卷積會先逐漸增大達(dá)到一個最大值 之后會逐漸減小趨近于零。 3.不同的 RLC 的值其實是決定了二階系統(tǒng)的極點的位置的變化，而極點的位置決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由前三張圖可以看出，由于 R 的存在使極點位于虛軸左側(cè)時，系統(tǒng)都是穩(wěn)定的系統(tǒng) 脈沖激勵產(chǎn)生一個響應(yīng)后很快歸于“靜止”；但第 4 個系統(tǒng)，由于沒有了 R 的存在，使得兩個極點 都位于虛軸之上，這時系統(tǒng)已經(jīng)是菲穩(wěn)定狀態(tài)，所以一個脈沖激勵會產(chǎn)生正弦信號形式的響應(yīng)無法 停止。 4.實驗用sys=tf(b,a)，pzmap

39、(sys)兩個函數(shù)求出了系統(tǒng)的零極點的分布 5.通過零極點與波特圖的對應(yīng)關(guān)系，更直觀的看到了系統(tǒng)零極點的分布對系統(tǒng)穩(wěn)定性的 影響。當(dāng)極點位于坐標(biāo)原點，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)極點位于虛軸上，系統(tǒng)處于非穩(wěn)定狀態(tài)； 當(dāng)極點為與坐標(biāo)左半平面，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。 大連理工大學(xué)實驗預(yù)習(xí)報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.13 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 信號抽樣與重建1、 實驗?zāi)康暮鸵?1. 學(xué)會運用 MATLAB 完成信號抽樣及對抽樣信號的頻譜進行分

40、析; 2. 學(xué)會運用 MATLAB 改變抽樣間隔,觀察抽樣后信號的頻譜變化; 3. 學(xué)會運用 MATLAB 對抽樣后的信號進行重建。 二、實驗用的 matlab 命令和例子 1.抽樣定理：若被采樣的頻譜是有限帶寬的,且采樣角頻率大于等于信號帶寬的2倍,則采樣 信號的頻譜將包含完整的被采樣信號的頻譜,這樣可以從采樣信號恢復(fù)原始信號;否則將無 法恢復(fù)原信號。 2.均勻抽樣定理:一個在頻譜中不包含有大于頻率 f!的分量的有限帶寬的信號,由對該信號 以不大于1/2f!的時間間隔進行抽樣的抽樣值唯一地確定。當(dāng)這樣的抽樣信號通過其截至頻 率滿足條件W!W! W!-W!的理想低 通濾波器后,可以將原信號完全

41、重建,這個定理也稱 為香農(nóng)抽樣定理。 3.信號重建：只要滿足取樣頻率高于兩倍信號最高頻率,連續(xù)時間函數(shù)xa(t)就可用他的取 樣值xa(nT)來表達(dá)而不損失任何信息，這時只要把每一個取樣瞬時值與內(nèi)插函數(shù)式相乘求和 即可得出xa(t),在每一取樣點上,由于只有該取樣值所對應(yīng)的內(nèi)插函數(shù)式不為零,所以各個 取樣點上的信號值不變。讓取樣信號xa(nT)通過一帶寬等于折疊頻率的理想低通濾波器,由 于濾波器只允許通過基帶頻譜,即原信號頻譜,故在濾波器的輸出可以得到恢復(fù)后的原模擬 信號 4.sinc函數(shù)，又稱辛格函數(shù)，用sinc(x)表示。sinc(x)=sa(t) 5.stem(Y):畫火柴棍圖。該圖用線

42、條顯示數(shù)據(jù)點與x軸的距離 例：x = 0:0.1:2; stem(exp(-x.2),'fill','r-.'); 6.subplot（mnp）：是將多個圖畫到一個平面上的工具。其中，m表示是圖排成m行，n表示 圖成n列，p表示從左到右從上到下的第p位置。 大連理工大學(xué)實驗報告學(xué)院（系）： 電信 專業(yè)： 通信工程 班級： 1401班 姓 名： 李睿 學(xué)號： 201483091 組： 5 _ 實驗時間： 2016.5.13 實驗室： 創(chuàng)新園大廈c0221 實驗臺： 5 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 信號抽樣與重建一、實驗?zāi)康暮鸵?1. 學(xué)會運用 MATLAB 完成信號

43、抽樣及對抽樣信號的頻譜進行分析; 2. 學(xué)會運用 MATLAB 改變抽樣間隔,觀察抽樣后信號的頻譜變化; 3. 學(xué)會運用 MATLAB 對抽樣后的信號進行重建。 二、 實驗題目、程序和結(jié)果 1.設(shè)有三個不同頻率的正弦信號，頻率分別為 。現(xiàn)在 用抽樣頻率對這三個正弦信號進行抽樣，用MATLAB命令畫出各抽樣信號的波形及頻譜，并分析頻率混疊現(xiàn)象。clcclearTs=1/3800;dt=0.001;t1=-4:dt:4;ft=sin(200*pi*t1);subplot(221)plot(t1,ft);grid onaxis(-0.05 0.05 -1.2 1.2)xlabel('t

44、9;),ylabel('f(t)');title('100HZ正弦信號');N=500;k=-N:N;W=2*pi*k/(2*N+1)*dt);Fw=dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222)plot(W,abs(Fw);grid onxlabel('w'),ylabel('Fw');title('100HZ正弦信號頻譜');t2=-1:Ts:1;fst=sin(200*pi*t2);subplot(223)plot(t1,ft,':');grid onaxis(-0.

45、015 0.015 -1.2 1.2)hold onstem(t2,fst);xlabel('t'),ylabel('fst');title('抽樣后的信號');hold offFsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224)plot(W,abs(Fsw);grid onxlabel('w'),ylabel('Fsw');title('抽樣后的信號頻譜');clcclearTs=1/3800;dt=0.001;t1=-4:dt:4;ft=sin(400*pi*t1)

46、;subplot(221)plot(t1,ft);grid onaxis(-0.05 0.05 -1.2 1.2)xlabel('t'),ylabel('f(t)');title('200HZ正弦信號');N=500;k=-N:N;W=2*pi*k/(2*N+1)*dt);Fw=dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222)plot(W,abs(Fw);grid onxlabel('w'),ylabel('Fw');title('200HZ正弦信號頻譜');t2=-1:Ts

47、:1;fst=sin(400*pi*t2);subplot(223)plot(t1,ft,':');grid onaxis(-0.015 0.015 -1.2 1.2)hold onstem(t2,fst);xlabel('t'),ylabel('fst');title('抽樣后的信號');hold offFsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224)plot(W,abs(Fsw);grid onxlabel('w'),ylabel('Fsw');title(&#

48、39;抽樣后的信號頻譜');clccleardt=0.00001;t1=-0.001:dt:0.001;ft=sin(7600*pi*t1);subplot(221)plot(t1,ft);grid onxlabel('t'),ylabel('f(t)');title('3800HZ 正弦信號');N=500;k=-N:N;W=2*pi*k/(2*N+1)*dt);Fw=dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222)plot(W,abs(Fw);grid onxlabel('w'),ylabel(

49、'Fw');title('3800HZ 正弦信號頻譜');Ts=1/3800;t2=-0.001:Ts:0.001;fst=sin(7600*pi*t2);subplot(223)plot(t1,ft,':');grid onhold onstem(t2,fst);xlabel('t'),ylabel('fst');title('3800HZ 的抽樣信號');%hold offFsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224)plot(W,abs(Fsw);grid

50、onxlabel('w'),ylabel('Fsw');title('抽樣信號的頻譜');2.結(jié)合抽樣定理，用MATLAB編程實現(xiàn)信號經(jīng)沖激脈沖抽樣后得到的抽樣信號及其頻譜，并利用重構(gòu)信號。clcclearwm=2;wc=1.2*wm;n=-100:100;Ts=0.5;nTs=n*Ts;t=-10:0.1:10;ft=sinc(t/pi);fst=sinc(nTs/pi);Ft=fst*Ts*wc/pi*sinc(wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t);subplot(411)plot(t,ft,':');hold onstem(nTs,fst),grid onaxis(-10 10 -2 2)title('抽樣信號');xlabel('t'),ylabel('fst');hold of