熟悉MATLAB软件的相关函数的使用方法各种信号的时域波形

1、 .PAGE18 / NUMPAGES18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

2、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：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a0时，实指数信号随时间按指数式增长；当a0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(

3、t,y),grid on程序运行后，产生如下图所示的波形。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=t0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); 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

4、,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(

5、n,y),grid on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MAT

6、LAB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：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,

7、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); 产生的波形图如下图： 假设单边离散指数序列 ,其中n为正整数，下面用MATLAB绘制其 波形图并给出源程序 n=0:10

8、; a=1.5; s=a.n; stem(n,s,fill),grid on 而随机噪声指的是在未来任一给定时刻，其瞬时值都不能精确预知的噪声。常见的随 机噪声主要分三类：单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。在MATLAB中噪声主要用 Randn函数实现。Randn是求正态分布的随机数矩阵，下面我们用MATLAB生成一个 噪声信号。源程序与波形如下： N=10; n=0:N-1; y=randn(1,N); plot(n,y),grid on 下面通过MATLAB编程，实现2个信号的叠加，源程序与波形如下： N=10; n=0:N-1; x1=1.5.n; x2=randn(1,N); x2=x2-

9、mean(x2); %改变均值x2=x2/std(x2); %改变方差a=0.2; b=sqrt(0.6); x2=a+b*x2; %高斯噪声新的均值和方差x3=x1+x2; %求和subplot(2,2,1);stem(n,x1);title(sn);grid %绘图1subplot(2,2,2);stem(n,x2);title(dn);grid %绘图2subplot(2,1,2);stem(n,x3);title(sn+dn);grid %绘图3mean(x2) %确认均值var(x2) %确认方差ans = 0.2000ans = 0.6000绘制你所采集的电信号的时域波形（部分即可

10、）， 进行必要的说明和分析 在做数字电子电路实验时，已知我们采集到一个芯片某管脚的高低电平序列为 01011100，下面我们用MATLAB绘制出其波形，程序与波形如下：a=0 1 0 1 1 1 0 0;t=1:length(a);stairs(t-1,a);axis(0 length(a) min(a)-0.5 max(a)+0.5) 由波形可知，芯片管脚输出电平信号刚好是 01011100, 与理论完全吻合，显示出 MATLAB工具的强大作用。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） 先设定2个序列 X、H的长度分别为 N=5 M=6，卷积后的平移量L=M+N-1 源程序如下： N=5;M=6;L=N+M-1;x=input( );h=input( );y=conv(x,h);nx=0:N-1;nh=0:M-1;ny=0:L-1;subplot(231);stem(nx,x,.k);xlabel(n);ylabel(x(n);grid on;subplot(232);stem(nh,h,.k);xlabel(n);ylabel(h(n);grid on;subplot(233);stem(ny,y,.k);x