熟悉MATLAB软件的相关函数的使用方法各种信号的时域波形.doc

.实验目的： 熟悉MATLAB软件的相关函数的使用方法、各种信号的时域波形实验容：1、用MATLAB软件绘制各类典型信号的时域波形并且给出程序源代码1）指数信号、 指数序列；（2）单位阶跃函数、 单位阶跃序列；（3）单位脉冲信号； 单位抽样序列；（4）矩形信号，矩形序列信号， 矩形宽度自定；（5）正弦信号、 正弦序列，其中振幅和频率自选；2、 假设存在一个单边离散指数序列， 参数自选； 为随机噪声，方差和均值自选； 绘制， 和 的图形3、绘制你所采集的电信号的时域波形（部分即可）， 进行必要的说明和分析4、选作提高： 编写一个程序， 运行后可以在键盘上依次任意输入两个序列，计算两个序列的线性卷积，并输出计算结果相关函数：input ， conv）实现方案：（1） 指数信号、指数序列 1、指数信号分为实指数信号和复指数信号，其中实指数信号的基本形式为 其中，K、a为实数当a>0时，实指数信号随时间按指数式增长；当a<0时，实指数信号随时间按指数式衰减；当a=0时，实指数信号不随时间变化，转化为直流信号MATLAB中用exp函数来表示实指数信号，语句表示为 y=K*exp(a*t).下面用MATLAB命令产生单边递增指数信号，当0<=t<=5的波形图。

MATLAB源程序为：K=3;a=2;t=0:0.01:5;y=K*exp(a*t);plot(t,y),grid on程序运行后，产生如下图所示的波形2、 复指数信号 复指数信号的基本形式为其中， 是复变量；、为实数当 =0 时，为一个实指数信号；当 时， 的实部和虚部分别是按指数规律衰减的正弦振荡；当 时，的实部和虚部均为等幅的正弦振荡 下面用MATLAB生成复指数信号，0<=t<=3的波形源程序为： t=0:0.01:5; y=K*exp(a*t); plot(t,y),grid on t=0:0.01:3; K=4;a=-3;b=10; y=K*exp((a+i*b)*t); plot(t,y),grid on生成波形图如下图所示： 3、实指数序列 实指数序列定义为，其中n为正整数。

下面利用MATLAB分别绘制 实指数序列、，源代码与波形图如下： n=0:10; a1=1.2;a2=-1.2; x1=a1.^n;x2=a2.^n; subplot(221); stem(n,x1,'fill'),grid on; subplot(222); stem(n,x2,'fill'),grid on4、复指数序列 复指数序列定义为 当a=0时，得到虚指数序列，为正弦序列的数字域频率由欧拉公式 知， 复指数序列可进一步表示为： 当a>0时，复指数序列x(n)的实部和虚部分别是按指数规律增长的正弦振荡序列； 当a<0时，复指数序列x(n)的实部和虚部分别是按指数规律衰减的正弦振荡序列； 当a=0时，复指数序列x(n)的实部和虚部分别是按指数规律等幅的正弦振荡序列 下面用MATLAB绘制出复指数序列的实部、虚部、模与相角随时间变化的曲线。

源程序与波形图如下： n=0:30; x=exp(-0.1+i*pi/6).^n; xr=real(x); xi=imag(x); xm=abs(x); xa=angle(x); figure; subplot(221);stem(n,xr);title('实部'); subplot(222);stem(n,xi);title('虚部'); subplot(223);stem(n,xm);title('模'); subplot(224);stem(n,xa);title('相角')（2） 单位阶跃函数，单位阶跃序列； 1、单位阶跃信号是信号分析中的基本信号之一，在信号与系统中有着十分重要的意义，常用于化简信号的时域数学表示。

单位阶跃信号用符号u(t)表示，定义为： 下面用MATLAB绘制出单位阶跃信号u(t). MATLAB源程序为： t=-1:0.01:5; y=(t>=0); plot(t,y),grid on; axis([-1 5 -0.5 1.5]);2、单位阶跃序列 单位阶跃序列u(n)定义为: 单位阶跃序列的源程序与波形图如下： n=-30:30; un=[zeros(1,30),ones(1,31)]; stem(n,un)（3）单位脉冲信号、单位脉冲序列 1、单位脉冲信号的定义为 根据冲激函数的定义，可知冲激函数有如下性质： (1) 如果函数f(t)在 处连续，其值为 ，则有 （2）筛选特性 若f(t)在t=0处连续，则有 （3）为偶函数，即 （4）冲激函数与阶跃函数的关系为： 或 （5）尺度特性 用MATLAB绘制单位冲激函数的源程序与波形图如下： x=-10:0.1:10; y=(x==0); plot(x,y) 2、单位抽样序列单位抽样序列也叫单位样值信号或单位冲激序列，定义为： 用MATLAB绘制单位抽样序列的源程序与波形如下： n=-3:3; y=(n==0); stem(n,y),grid on（4） 矩形信号、矩形信号序列 矩形信号的定义为： 用MATLAB绘制矩形信号的源程序与波形图如下： t=-3:0.01:3; width=1; y=rectpuls(t,width); stem(t,y)矩形序列的定义为： 矩形序列有一个重要参数，就是序列宽度N.与u(n)的关系为 =u(n)-u(n-N) 因此，用MATLAB表示矩形序列可以利用预先定义好的 uDT函数。

定义函数的方法为在MATLAB中新建一个Editor编译文件，在空白处输入如下程序： Function y=uDT(n) Y=n>=0; %表示当参数为非负的时候输入1输入完成后点保存，一般会在我的文档MATLAB文件夹中生成一个文件名为uDT 的文件，接下来的编程就是要调用uDT函数编程MATLAB源程序为： n=-3:8; x=uDT(n)-uDT(n-5); stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on波形如下图：（5） 正弦信号、正弦序列 正弦信号的的基本形式为，或其中， K是振幅；是角频率；是初相位这三个参数称为正弦信号的三要素 下面我们利用MATLAB产生正弦信号，并绘制出0到3秒 的波形图MATLAB源程序为： K=2;w=2*pi;phi=pi/4; t=0:0.01:3; y=K*sin(w*t+phi); plot(t,y),grid on axis([0,3,-2.2,2.2]) 程序运行后，将产生如下波形： 2、正弦序列 正弦序列定义为： 其中，是正弦序列的数字域频率； 为初相。

与连续的正弦信号不同，正弦序列 的自变量n必须为整数可以证明只有当 为有理数时，正弦序列才具有周期性 下面利用MATLAB绘制正弦序列 的波形图 MATLAB源程序为： n=0:39; x=sin(pi/6*n); stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on title('正弦序列') axis([0,40,-1.5,1.5]); 产生的波形图。