（可编）四川大学信号与系统实验报告.docx

实验报告课程名称实验名称 实验时间 学 院 指导教师学生信号与系统信号与LTI系统的时频域分析2017 年6 月15 日电子信息学院周新志班级学号 学院（系）电子信息学院专 业信息安全实验报告实验名称 信号与LTI系统的时频域分析 指导教师 周新志一、 实验目的和要求1） 熟悉和掌握实现常用信号的产生方法；；2） 理解系统的单位冲激响应的概念，LTI系统的卷积表达式及其物理 意义，卷积的计算方法；3） 理解典型信号的频谱特征；4） 理解系统的频率响应的概念及其物理意义，理解具有不同频率响应 特性的滤波器对信号的滤波作用；5） 学会利用编程实现卷积以求解系统响应，并绘制相应曲线；6） 学会利用编程实现一些典型信号的频谱分析，并绘制相应曲线二、 实验环境（实验设备）计算机，Matlab2014a三、实验原理及容已知一LTI系统如下：1） 编程产生以下三个正弦信号，并画出波形图可〃]= cos（2时心 弘?]=顽2"〃），其中 fl=1/8 f2=5/8.2） 编程计算下面卷积：已知 A；[n] = { 0. 0031,0. 0044. -0. 0031, -0. 0272,-0. 0346,0. 0374, 0. 1921. 0.3279 0. 3279.0. 1921,0. 0374.-0. 0346.-0. 0272.-0. 0031, 0. 0044,0. 0031 ）,n=0t1,...，15；h2 [n]= {-0. 0238,0. 0562,-0. 0575,-0. 1302.0. 5252,-0. 6842,-0. 3129,5. 6197,5. 6197,-0.3129.-0. 6842.0. 5252,-0. 1302.-0. 0575.0. 0562,-0. 0238}, n=0,1 15。

a, 当h [n]= ///Ini时，输入分别为m[n]. aUji]和.Mnl时系统的输出y [nl,并画出 波形图b, 当力[n]=力z[n]时，输入分别为xjn],是队]和x】n〕时系统的输出y[n],并画 出波形图3） 编程实现以下信号的频谱分析：a, 输入信号岛［n］, x2［n］和xjn］的频谱，并画出频谱图；b, 冲激响应h ［n］= M 时力［n］的頻谱，三种输入信号下输出y［n］的频谱，并画 出h ［n］和输出信号的频谱图；c, 冲激响应h ［n］= h. ［n］时/?〔n的频谱，三种输入信号下输出y〔n］的频谱，并画 出h ［n］和输出信号的频谱图4） 根据输入信号，h ［n］和输出信号的频谱，验证输出信号的频谱与输入信号、力［n］的频谱关系（或卷积性质），即是否满足心）= X（—M（/）5) 分析以上各种情况下，输出信号及频谱不同原因(1)clear；n=-4：4；xl=cos(0. 25*pi*n)； subplot(2,2,1),stem(n,xl),grid on; titleC余弦信号 xltn]1) xlabel("Time index nf)；x2=cos(L 25*pi*n)；subplot(2,2,2),stem(n,x2),grid on； titleC余弦信号 x2[n]r) xlabel(Time index nr);x3=xl+x2；subplot (2,2,3),stem(ntx3) f grid on； titleC余弦相加信号x3[n「) xlabel(Time index nr);14(2) a.clear;hl=[O. 0031,0. 0044,-0. 0031,-0. 0272,-0.0346,0.0374,0.1921,0. 3279,0. 3279,0.192 1,0. 0374,-0. 0346,-0. 0272,-0. 0031,0. 0044,0. 0031]；kl=0：15；n=-4：4；xl=cos(0> 25*pi*n);yl=conv(hltxl)；%计算序列fl与f2的卷积和f k0=kl(l)+n(l)； %计算序列f非零样值的起点位置 k3=length(xl)+length(hl)-2； %计算卷积和f的非零样值的宽度 k=k0：k0+k3； %确定卷积和f非零样值的序号向量 subplot (2,2,1);stem(kf yl)； title(xl[n]与 hl[n]的卷积和 yl[n]);xlabel(k)； ylabel(yl[k])； x2=cos(L 25*pi*n);y2=conv(hltx2)； subplot(2,2,2)； stem(k,y2)； title(x2[n]与 hl[n]的卷积和 y2[n])； xlabel(k);ylabel(，y2[k]f);x3=xl+x2；y3=conv(hl,x3)； subplot(2,2f 3); stem(kf y3);title(x3[n]与 hl [n]的卷积和 y3[n]r)； xlabel(k)； ylabel(fy3[k]T)；clear；h2=[-0. 0238,0. 0562,-0. 0575,-0. 1302,0. 5252, -0. 6842,-0. 3129,5. 6197,5. 6197, -0.3129,-0. 6842,0. 5252,-0.1302,-0. 0575,0. 0562,-0.0238];kl=0：15；n=-4：4；xl=cos (0. 25*pi*n)； yl=conv(h2fxl)；%计算序列fl与f2的卷积和f k0=kl(l)+n(l)； %计算序列f非零样值的起点位置 k3=length(xl) +length(h2)-2; %计算卷积和f的非零样值的宽度 k=k0：k0+k3； %确定卷积和f非零样值的序号向量 subplot (2,2,1)； stem(kfyl);titlefxlEn]与 h2[n]的卷积和 yl[n]r)； xlabel(k);ylabel(yl[k])；x2=cos(l. 25*pi*n)；y2=conv (h2,x2);subplot(2f2,2)；stem (k,y2);title(x2[n]与 h2[n]的卷积和 y2[n])； xlabel(k)；ylabel(y2[k]‘)；x3=xl+x2；y3=conv (h2,x3)； subplot (2,2,3)； stem(k,y3);title(x3[n]与 h2[n]的卷积和 y3[n]‘)； xlabel(k);ylabel(y3[k])；3. (a) fs=128; t=l/fs； L=256； n=0：1：L-1； xl=cos(0> 25*pi*n); x2二cos (1.25*pi*n)； x3=x2+xl；N = 2*nextpow2(L)； Xl=fft(xl,N)/N*2； X2=fft(x2,N)/N*2; X3二fft(x3,N)/N*2； f=fs/N*(0：l：N-l)； figure； subplot (2,1,1)； plot(f,abs(Xl)); title。

幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ)1); ylabel (幅值)； subplot (2,1,2)； plot(ffangle(XI)); titleC相位频谱 xlabelC 频率(HZ))； ylabelC 相位) figure;subplot (2f191); plot(ftabs(X2))s titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ))； ylabelC 幅值)； subplot(2,1,2)； plot(f,angle(X2))； titleC相位频谱)； xlabelC 频率(HZ)1)； ylabelC 相位)；figure; subplot (2,1,1)； plot(f,abs(X3))； titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ))； ylabelC 幅值)； subplot(2,1,2)； plot(f,angle(X3))； titleC相位频谱)； xlabelC 频率(HZ))；ylabelC 相位);幅IS扬潛埋步血率(HZ) 相位颊1Sipn频率(H2) 相位频话鏡率(H7)幅值顿頂頻率(HZ) 相位频谙场率(HZ)(b) fs=128； t=l/fs；Ll=256； n=O：l：Ll-l；hl= [0. 0031.0. 0044,-0. 0031, -0. 0272,-0. 0346,0. 0374,0. 1921,0. 3279,0. 3279,0.1921,0. 0374,-0. 0346,-0. 0272,-0. 0031,0. 0044,0. 0031]: xl=cos(0. 25*pi*n)；x2=cos(l. 25*pi*n)；x3=x2+xl；N = 2~nextpow2(LI):Xl=fft(xl,N)/N*2；X2=fft(x2,N)/N*2；X3=fft(x3,N)/N*2；Hl=fft(hl,N)/N*2；YU=fft (x 1, N) /N. *2. *fft (hl, N) /N. *2;Y12=fft(x2,N)/N. *2. *fft (hl,N)/N. *2； Y13=fft(x3,N)/N. *2. *fft (hl,N)/N. *2； f=fs/N*(O：l：N-l)； figure;subplot (2f191); plot(f,abs(Hl))； titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ))； ylabel C 幅值)； subplot(2f1.2); plot(f.angle(Hl))； titleC相位频谱)； xlabelC 频率(HZ)1)； ylabelC 相位)； figure;subplot (2,1,1)； plot(f,abs(Yll))； titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ)); ylabel C 幅值)； subplot (2,1.2)； plot(f,angle(Yll))； titleC相位频谱)； xlabelC 频率(HZ))； ylabelC 相位)； figure； subplot (2f1,1)； plot(ftabs(Y12))； titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ)1)； ylabelC 幅值)； subplot (2f1,2)； plot(f,angle(Y12))； titleC相位频谱)； xlabelC 频率(HZ)1)； ylabelC 相位)； figure； subplot (2f1,1)； plot(f,abs(Y13)); titleC幅值频谱)； xlabelC 频率(HZ)1); ylabelC 幅值)； subplot (2f1,2)； plot(ffangle(Y13));titleC相位频谱 xlabelC 频率(HZ))； ylabelC 相位)fs=128：t=l/fs；LI=256；n二h。