信号与系统实验题目及答案

第一个信号实验的题目1实现下列常用信号(1) u(t 5); (2) (t 1); (3) cos(3t)si n( 2t); (4)f(t) t u(t t1) u(t t2);(5)f(t) 4e 0.5tcos( t),t 0: 102连续信号的基本运算与波形变换2 2_t - 2 t 1已知信号f (t)33，试画出下列各函数对时间t的波形:0(1) f( t) (2) f( t2) (3) f(2t) (4) d f(-t 1) (5)dt 2f(2)d3连续信号的卷积运算实现f't) f2(t)，其中f1(t)、f2(t)从第2个题目中任选3对组合。4连续系统的时域分析(1) 描述某连续系统的微分方程为y (t) 2y (t) y(t) f (t) 2f (t)，求当输入信号为2tf(t) 2e u(t)时，该系统的零状态响应y(t)。(2) 已知描述某连续系统的微分方程为2y (t) y (t) 3y(t) f(t)，试用MATLAB绘出该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。实验一答案:(1) u(t 5)在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下:01:4;11=-3；stepfunCtj 11);plot (tf f *as is (6j5, 1» 5)titleC u(t+6)3kl=-5 ;M=S;k=kl；«2;fzeros( I,n);f (lj -kC-kl+lj = l : stea.(1,filled ) axis (k 1, k23 0,1. 5X(3) cos(3t) sin(2t)在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下:t=0：0.0CI:10；sm (2*t')+cos13*t):plo-t£ >xlabel (') ;ylabel C y );i -1.0H1JX(4) f (t) t u(t t1) u(t t2)在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下:忡1；(5) f (t) 4e 0.5t cos( t),tf = sy»C t * (heavisi de It -1) -heavi s: de (t - 2)5); egplo： (i)11240： 10在MATLAB软件的输入程序及显示波形如下:1=0；fl. 1:10；y=4*exp 17 5*t). *ccs (pi*t):plo+壮'刃(1) f( t)的输入程序及波形如下:t=-l：0.01：2;y= t(-2/3)t(-t)4-(2/&M)<=1) jplot (t, y,11 1(2) f( t 2)的输入程序及波形如下:t=l：0.01：4;y= (-2/3)* H+2)+(2/3) t (H+2) >=-M (-t+2)<=1); plot (t, y," z )(3) f (21)的输入程序及波形如下:t=T ； 0. 01 ： 0.5 ；y= (-2/3) *(3*t)+(2/3) *(2*t) >=-21 (2*+)<=l):plotr')b=l；a2 1 -31 ;aubplot 1=1.mpulse 1 bj a) subplot 122 step fbj a)rl 4(4)-f(2t 1)的输入程序及波形如下:l=-6：0. 01:0； y=diff(-l/3)*t;plot(y);f(2 )d的输入程序及波形如下:tsyne inf t t；t=l:C.01:4;y-(-2/3)r(2-t) + (2/3)； b=int (y, -infj t);pltrt i(5)(1) f( t)和(2) f( t 2)组合的卷积运算如下：11=0:0.01:20;12=0:0. Ql;20;+3=-20:0.01:20;f 1=0. *(-tL>l)+<(-2/3)*-t 1+2/3). *(-tl<=-2&-tl<=l)；f2=O. *(-t2+2) <-2i (-t2+2) >1)+( (-2/3) *+2/3).*(-!2+2)<2& (-X2+2) <=1); £=conv(f bf2);subplot (3 1, 1) plot (t lj f 1)；subplot t 3j U 2), plot (12, f2);subplot (U 3) j plot (t5, g);f(2 )d的输入程序及波形如下:f(2 )d的输入程序及波形如下:(2) f( t 2)和(3) f (2t)组合的卷积运算如下：t='5:0. 0i: 20：±2=-£；0. Cl： 20 -t4=-O：0, 01: 20;£3-0. * < (2*t 3)(S*t3> >1 + ( -2/3 « (Z*t3) +3/3 . * ( (2 3) <-2& (2*t3) <=1);£2=0. * ( 1-t 24-2J<-t 2+2J >1) + ( (-2/3J * H+ 2+2) +2/3J . * ( (-t 2+2K-2 (-12+2) <=U ；gconv (f 3, f2).ubplotlj l打 pla+(+33);sutplot f £ L, 2) * plot 代£ f2)；subplot (3j lj 3) j plot (t4j g):(1) f( t)和(3) f(2t)组合的卷积运算如下:11=5：0.01:5：t 35 -0*01:5; 4=-1 5 : 0. 01 : 5 ,±1=0. *+*(.-t K=-2&-t 1<=1> :f3=0, * (2*t3) <-2A (2*t3) >1)+( (-2/3) * (2*t3)- *(2*t5)<=-2&<=1):e=corrv(f U f3l :subplot (3；, L) , p Let (t 1；, £1)；subplot(3» 1, 2), plor (t3? 13);subplot (3> 1, 3) f plot (t<r e);Timw(卷日 c?)(1)系统的零状态响应 y(t)如下:t-0:0. 01:5； sys=tf(l,2, II, Zf 11);fl=2*txp(-2*t；£2=(t>=);f-fL. *f2;y=lsim (sys； f, t) jplot (仁 y):xlabel (J Tline (sec) * )； ylabsl C y :U ;第二个信号实验题目1 (1)用数值法求门函数G4(t)的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和 相频特性曲线。(2) 用符号法给出函数f(t) 2e 5(t)u(t)的傅里叶变换。3(3) 已知系统函数为H(s)羊S 1，画出该系统的零极点图。s S2 32(1) 用数值法给出函数f(t) -e 5(t 2)u(t 2)幅频特性曲线和相频特性曲线。3(2) 对函数f(t) -e 5(t 2)u(t 2)进行采样，采样间隔为0.01 o(3) 已知输入信号为f(t) sin(100t)，载波频率为1000Hz,采样频率为5000 Hz, 试产生输入信号的调幅信号。3 (1)用符号法实现函数G4(t)的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和 相频特性曲线。(2)已知系统函数为H(s)3ss-"42s s1，输入信号为f(t) sin(100t)，求该系统的3稳态响应。(3)已知输入信号为 试产生输入信号的调频信f(t)sin (100t)，载波频率为100Hz，采样频率为400 Hz,4 (1)已知系统函数为H(s)s2s2已知函数f(t) 3es3 s3，画出该系统的零极点图。5u(t)用数值法给出函数f (3t)的幅频特性曲线和相频特性曲线。3.(3) 实现系统函数H(s) 4厂 的频率响应。s4 s23号。(4) 已知输入信号为f(t) cos(100t)，载波频率为100Hz，采样频率为400 Hz， 试产生输入信号的调相信5 (1)用数值法给出函数f(t) -e 5(t 2)u(t 2)幅频特性曲线和相频特性曲线。3(2) 用符号法实现函数丄的傅里叶逆变换。2 i(3) 已知输入信号为f(t) 5sin(200t)，载波频率为1000Hz，采样频率为5000 Hz，试产生输入信号的调频信号。实验二答案：(1 ) 用数值法求门函数 G4(t)的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。t=l in space(-4,4,200);f=0*t;f(t>=-2 &t<=2)=1;W=li nspace(-4*pi,4*pi,200);F=0*W;for N=1:200for M=1:200F(N)=F(N)+8/200*f(M).*exp(-j*W(N)*t(M);endendsubplot(4,4,1);plot(t,f);subplot(4,4,2);plot(W,F);subplot(4,4,3);plot(W,abs(F);H=freqs(6,9,W);subplot(4,4,4);(2)(3)用符号法给出函数f (t)2e 5(t)u(t)的傅里叶变换。3syms t f ;f=sym( '(2/3)*exp(-5*t)*heaviside(t)');F=fourier(f);pretty(F)31已知系统函数为H(s)4厂，画出该系统的零极点图。s s 3num=0 1 0 1 1; den=1 0 1 0 3;G=tf( num,de n); subplot(2,2,1);pzmap(G);Pole-Ze ro L-lap-I-1-0.500.51Real Axis isecondsL I幅频曲线1J下1.1Xfs=S;t=0：l/fs:5;x= (2/3)(-5» (t-2) 1 lexvisida(t-2);尸 fft 6c)41.5m=ats (y-)h-argle( y)；subplot (211) ;plot (t, n) ;titleC*幅频曲统):subplot (212) :plot (t,h' :titleC 相顼曲纷 i ；20-2-400.511.522.533.544.55II -1.0可Flai=linspace (Cj 10 10/0. 01);f= (2/3