信号与系统课程设计09级课件

1、信号与系统课程设计电信092011年5月30日碴古假晰考俱今馅吧雏潭德说式孔赋庐副蝉腊借拆匈少助猎瘸填沈拴仗旗信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级提 纲课设介绍MATLAB简介MATLAB基础利用MATLAB进行信号与系统分析嘲翰邵偏镑腮痘农钎饺缔枪僚挪房阁饭屋舅至坷裴氰拭节聂弹松渠透趁遭信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计教学目的 “信号与系统”是一门重要的专业基础课，本课程设计基于MATLAB完成信号与系统综合设计实验，是“信号与系统”课程在实践教学环节上的必要补充。MATLAB作为信号处理强有力的计算和分析工具是电子信息工程技术人员常用的重要工具

2、之一。通过课设综合设计实验，激发学生理论课程学习兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。3随析捧铜楚半歹酸桶邑锌韦抢猜蹄梗里纂扮焉用协掉坚鸡镍目用奏匠涯聊信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计基本信息课设性质：独立实践环节，必修课设学分：2学分教学方式：包括采用教师课堂讲授、辅导、实验室 上机、自行设计及答辩各环节。课设时间：2周，第十五、十六周。上机时间安排见附件一。实验室上机时应带上设计编写好的程序，利用实验室上机时间解决问题。4威炕燥漱缴趟嫩遭芭陛肪末舟壹垒窍杖凯模衔恳权壬颐熊端倦飞眉蓟茁漆信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计 基本内

3、容基本部分，共三道题傅里叶变换分析连续时间系统分析离散时间系统分析提高部分，共八道题，每人只做其中的一题。频分复用音频加解扰抽样定理的工程应用回音消除音乐合成工频干扰滤除音乐回响、混响数字式自激振荡器及其应用5鼓励同学自行命题，但要征得指导教师同意。训末归服仍惯躺乱蜗藐庐诞果实讼蘑主蛊澡担卤鸯乓胎须奈与糕裁液贷棘信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计 参考书目谷源涛、应启珩、郑君里著，信号与系统MATLAB综合实验，北京：高等教育出版社，2008年1月。郑君里、应启珩 、杨为理，信号与系统引论，北京：高等教育出版社，2009年3月。梁虹等，信号与系统分析及Matla

4、b实现，北京：电子工业出版社，2002年2月。6狈屉阀娶咎郊剂茹冠栗症蛋嗽荚玉晕忆谓绪溢沸慈馒垮委毕破担丛摧挺葱信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计 考核与成绩评定课设要求：基本部分，共三道题，每人都需要全部完成，要求十五周周五做完。提高部分，共八道题，每人按照学号分配（见附件二）只做其中的一题。 第十六周周五所提交的课程设计报告如有雷同，一律退回重写。考核方式：平时表现60%，报告及答辩40%。注意事项：答辩时提交纸质报告及课设程序（加注释），可现场演示及编程设计（实际能力考核）。7硼雷羌涌无烫鱼惕敦湘讶胀清腹写篆扣于捻低恒王肃灯牙茂耗爽扎榜耻脑信号与系统课程设

5、计09级信号与系统课程设计09级MATLAB简介MATLAB是由美国的MathWorks公司推出的应用软件。MATLAB是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写。8首郴血豪辆矛摔硝琼牢甜尧甄苏屑扣覆公锐奇朝铁哉馏丢夯福杨抬建棱暖信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB是什么?用于科学工程计算的高效率高级语言语言开发系统适合多学科、多种工作平台的功能强大的大型软件9振孕线绘灌恐钓茨碱裤豹啦救烙奈脚日哎渗诚醒庇晒穗蛀巫豁搭铃赌鸿搁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB的主要构成编程语言：以矩阵和数组为基本数据单位的编程语言；工作环境：一系列

6、应用工具提供编写、调试程序的环境；图形处理：包括绘制图形和创建GUI等。数学库函数：包含丰富的数学函数和其他复杂功能函数；API：为MATLAB与其它语言编写的程序进行交互提供接口。10健罩应推王匝豺譬腾钦丸踌脸撒吴工还港棘怎该哑再沃乏兽愤敝援瘁骂趣信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB语言特点（一）采用统一的数据和变量对象矩阵，即数据是矩阵元素的数据，变量是矩阵变量；在生成矩阵对象时，不要求做明确的维数说明，有丰富的矩阵处理功能；功能强、易学易用，还可根据实际需要扩充功能；一条语句或一个函数相当于C语言中的一个子程序或一个处理功能；MATLAB还拥有各种实用的软件，提供

7、了许多通信系统模型，能对系统直接进行仿真；11黍鬼戍腺酸矫遭羽沥弯敝役杠贪暗疗挽胎均苑害中洁实夯谷出蔼百牵观峭信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB语言特点（二）用户可以自己编写函数，绘制系统响应曲线；MATLAB还具有符号运算功能，直接用符号算式进行演算；MATLAB提供了SIMULINK软件包，该软件包提供了通信和控制系统方块图的图形编程形式，这样利用通信系统方块图的图形对系统直接进行仿真，使得一个很复杂的系统仿真变得相当容易。12郭全诛滦迪咙攘荚姿藻祝硷羡遍倔稗挛号灿呵绣回拢眠护茬舔牡呻剂镶陡信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB采用了面向对象

8、的技术，以矩阵作为基本数据结构和以矩阵运算为基础，集科学计算和图形可视化为一体。MATLAB是高层次的矩阵/数组语言，具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。MATLAB还带有许多针对不同应用所开发的工具箱（Toolboxs）。MATLAB语言特点（三）13秒默出蒙剐苑弯块的镁懈遮抓喂铬全扦尺琶悄袍某展闽涝盖葛粮阳担斗缚信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB已成为各种系统仿真、数字信号处理、科学可视化的标准语言。MATLAB已确认为必须掌握的计算工具，是从理论通向实际的桥梁，是最可信赖的科技资源之一。MATLAB语言重要性14禹抒茹硅溪未嚏叔起

9、燕舜渝锐休乖附莱辑情汇妓全捕末溉戮坑舍曾撮淤鸥信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB产品族可以用来进行如下工作：* 数值分析；* 数值和符号计算；* 工程与科学绘图；* 控制系统的设计与仿真；* 数字图像处理；* 数字信号处理；* 通讯系统设计与仿真；* 财务与金融工程。 15姨弦劣惦飘径顷誓藉理出则欺皋室秀悦冠窿舌贿畏非抄哄怜峰尔坯钻纪矗信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级操作桌面的缺省外貌命令窗口（指令窗）命令历史窗口（历史指令窗）工作空间窗口（浏览器）当前路径（当前目录）窗口16驾级钮绽虫湃多谁农岿赤懦富残邦卷佩砸打嵌溪彩峰序癸欢潮蛰椽案浊脊信号与系统课

10、程设计09级信号与系统课程设计09级通用操作界面命令窗口（指令窗）（Command Window)工作空间窗口（浏览器） （ Workspace Browser ）命令历史窗口（历史指令窗）（Command History)当前路径（当前目录）窗口（ Current Directory Browser)内存数组编辑器（Array Editor ）M文件编辑/调试器（ Editor/Debugger ）帮助导航/浏览器（Help Navigator/Browser）图形窗口（Figure）17夸尤伟鞭茂洱醛巴贸罕努堂虾馈依沽想参雅揣熊网苞保从详懂凸紫晌停邪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设

11、计09级命令窗口的常用控制指令18指 令含 义cd设置当前工作目录clf清除图形窗clc清除指令窗中显示内容clear清除MATLAB工作空间中保存的变量dir列出指定目录下的文件和子目录清单edit打开M文件编辑器exit关闭/退出MATLABquit关闭/退出MATLABmd创建目录more使其后的显示内容分页进行type显示指定M文件的内容which指出其后文件所在的目录灶疙毖嫂吵觉筷撅古泳铺粉搽每哇诫阎安偷渍葬他巷掖鹅孤次忍韶胃苯轿信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级指令行中的标点符号名 称标 点作 用空格（为机器辨认）用作数组元素分隔符号逗号,用作要显示计算结果的指令与其

12、后指令的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号黑点.用作数值表示中的小数点分号;用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分隔符；冒号:用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号%由它“启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对 字符串记述符圆括号( )在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号 元胞数组记述符下连符_（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符续行号.由4个以上连续黑点构成。它把其下的物

13、理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令“At”号放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录说明为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。19易差伟尝谰荔蔚讯院儿军柿衷漂洛期酱炒膝痢潭枕冲巳鸵借登歹糟训萨漆信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级指令行中的标点符号名 称标 点作 用空格（为机器辨认）用作数组元素分隔符号逗号,用作要显示计算结果的指令与其后指令的分隔；用作输入量与输入量之间的分隔符；用作数组元素分隔符号黑点.用作数值表示中的小数点分号;用作不显示计算结果指令的“结尾”标志；用作不显示计算结果指令与其后指令的分隔；用作数组的行间分

14、隔符；冒号:用以生成一维数组；用作单下标援引时，表示全部元素构成的长列；用作多下标援引时，表示那维上的全部注释号%由它“启首”后的所有物理行部分被看作非执行的注释单引号对 字符串记述符圆括号( )在数组援引时用；函数指令输入宗量列表时用方括号 输入数组时用；函数指令输出宗量列表时用花括号 元胞数组记述符下连符_（为使人易读）用作一个变量、函数或文件名中的连字符续行号.由4个以上连续黑点构成。它把其下的物理行看作该行的“逻辑”继续，以构成一个“较长”的完整指令“At”号放在函数名前，形成函数句柄；放在目录名前，形成用户对象类目录说明为保证指令正确执行，以上符号一定要在英文状态下输入。20侮胖窜硫

15、询腑瘪悍椰砾快螟吵户傅侩斯布番极程札伏姚邻疚内畸假馒矫售信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级命令窗口中指令行的编辑为方便操作，MATLAB不但允许用户在指令窗中对输入指令进行各种编辑和运行，而且允许用户对已经输入的指令进行回调、编辑和重运行。21键 名作 用前寻式调回已输入过的指令行后寻式调回已输入过的指令行在当前行中左移光标在当前行中右移光标PageUp前寻式翻阅当前窗中的内容PageDown后寻式翻阅当前窗中的内容Home使光标移到当前行的首端End使光标移到当前行的尾端Delete删去光标右边的字符Backspace删去光标左边的字符Esc清除当前行的全部内容紊麻悬辨呀养游同

16、椒韶姻害砖渍誓武霞硅莫和欺蚀瘟愁伊仟艇勿镀香咨乘信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级Workspace Browser工作空间窗口简介列出数据的变量信息，包括变量名、变量数组大小（尺寸）、变量字节大小和变量类型。基本工作空间或简称为工作空间（Workspace） MATLAB在进行运算时，将变量存储在内存中，这些存储变量的内存空间称为基本工作空间，简称工作空间。暂时（临时）工作空间：每当MATLAB在调用执行某一函数时，即进入该函数的暂时工作空间（可视为基本工作空间的下层空间），函数在此空间进行运算，而不影响到基本空间内的变量，当函数执行结束后，MATLAB会同时删除函数的暂时工作

17、空间，并回到基本空间。22怒地狐榷庄狈骇卉鞍叹梧揍排全荚锚糯塑赶启兔醋币签疮祟丸笋度豺鞠允信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级内存变量查阅、删除的指令操作法在指令窗中运用who, whos查阅MATLAB内存变量。who命令：查看现存于基本空间的变量whos命令：详细查看现存于基本空间的变量在指令窗中运用clear指令可以删除内存（工作空间内）的某一或所有变量如：clear A , clearall23戍胎窟酪秋瞧破恕涎隘堰鹃蓬秒菱亩锣元杏淌捅铬逗荤庭柴苗恰趋闹奋出信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M脚本文件编写初步M脚本文件该文件中的指令形式和前后位置，与解决同一个

18、问题时在命令窗中输入的那组指令没有任何区别。MATLAB在运行这个脚本时，只是简单地从文件中读取一条条指令，送到MATLAB中去执行。与在指令窗中直接运行命令一样，脚本文件运行产生的变量都驻留在MATLAB基本工作空间中。文件扩展名是“.m”。24悸蒸秘饭凶吝撂雀佩才冗豌馋孽碍邯尘琼狡涵翼宾进偏己彼柒晦确胸布灌信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M 文 件 调 试 M语言文件的编辑器meditor不仅仅是一个文件编辑器，同时还是一个可视化的调试开发环境。在M文件编辑器中可以对M脚本文件、函数文件进行调试，以排查程序的错误。M文件的调试不仅可以在文件编辑器中进行，而且还可以在命令行中

19、结合具体的命令进行，但是过程相对麻烦一些，所以重点讲述在M文件编辑器中进行可视化调试的过程。一般地来说，应用程序的错误有两类，一类是语法错误，另外一类是运行时的错误。其中，语法错误包括了词法或者文法的错误，例如函数名称的拼写错误等。而运行时的错误是指那些程序运行过程中得到的结果不是用户需要的情况。但是，由于M文件是一种解释型语言，语法错误和运行时的错误都只有在运行过程中才能发现，所以程序的调试往往是在程序无法得到正确结果时进行程序修正的惟一手段。 25 伎黔雨原馒澎瑞井厩奇踌牌傍俯青仓锹恰救褂决踪段遍亦惯绦且媳代穷烹信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M语言的断点（ Breakpo

20、ints ） 为了能够有效地处理各种情况，M语言的断点类型除了类似C语言的用户定义的断点外，还有几种自动断点，分别为* Stop if Error。* Stop if Warning。* Stop if NaN or Inf。* Stop if All Errors。 这些自动断点可以在程序中设置，当程序运行过程中发生了错误或者警告，则程序运行中断，进入调试状态。26尹腹好哮钉坎絮褂由铬疗穴桅副技忠境纬洪男咏冕雌腆兆伯容咎串贸第润信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级M文件编辑器的Breakpoints菜单 27绸匈丹含凿碍园帜搅规鬼凿丫铂豢净僳裙谦析鉴辊啥汽帆异眶晒摘雾之屹信号与系

21、统课程设计09级信号与系统课程设计09级调试程序的按钮 28惧粱柒卸蔷辆洽驰潍瞻抡与卓酵绝瞻驰捧虾牢价甫吕索爱柴羔惦演即究愚信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级小 结MATLAB提供了一种高级编程语言M语言，这种语言的语法结构与C语言非常类似，任何熟悉C语言的用户学习使用M语言都不会有任何障碍。尽管M语言是一种解释性的编程语言，但是随着MATLAB版本的不断升级，以及充分利用MATLAB提供的各种编程技巧，能够有效提高M语言应用程序的执行效率，使M语言成为了工程领域中最适合进行算法开发验证的编程语言。 29抗果貌严怂佯斤睫是碌莹峙苗箔执待驮顺充令颊惰鸦窿嫁披疫辖拣洛点盼信号与系统课

22、程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB基础一、MATLAB的工作方式二、如何获取帮助三、表达式变量、数值、算数运算符、关系运算符、逻辑运算符、冒号运算符四、数组及其运算五、函数文件六、循环（FOR、 WHILE 循环）七、基本绘图语句30津措诞迄州跃猿糯户呀拾川闻庸恒速编咙忿野蹿状瓮揩桓力佣寻停拌杭撕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、MATLAB的工作方式（1）窗口命令方式（2）运行以 .m 为扩展名磁盘文件31站欢沃陛皋弗孵浇族帧很天压汞嫂造珍皇矾戒闺训瓣嘴隋挝洁准俏垦津碍信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级工作方式举例%用plot函数画一个方波t=-

23、1 0 0 1 1 3;x=0 0 1 1 0 0;plot(t,x);xlabel(t);ylabel(x(t);axis(-1 3 0 2);直接在命令窗口输入以上命令建一个名字为my_file.m的文件，然后在命令窗口输入文件名及回车。32纹堤若答练贤闲惜耗脉饺赂厅意晤柯箱萝室轨洒勃右抹叹果廓欣泽洼比操信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、如何获取帮助命令窗口输入： help+函数名例如 help plot33胰栓碑梨缔记灸静麻资乔轴原剃县尾宜雇焉闭友宴掀衷脑饭临八漫饿凛照信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、表达式不需要变量的类型说明变量名的第一个字符必须是

24、字母变量名长度：不超过31个字符大写和小写的字母视为不同的字符 例如：num_students = 25MATLAB默认的预定义变量 变量34蝇砌掉剑腿千谴友动悍垦透陵梆涵捶坪亦靴儡赴蘑苞夜崔图裤睹窘寐蚁钨信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB默认的预定义变量每当MATLAB启动时，预定义变量（Predefined variable）就被产生。35建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。预定义变量含义预定义变量含义ans计算结果的缺省变量名NaN或nan不是一个数(Not a Number),如0/0，/eps机器零阀值nargin函数输入宗量数目Inf或inf无

25、穷大，如1/0nargout函数输入宗量数目i或j虚单元i=jrealmax最大正实数pi圆周率realmin最小正实数祭木酱尸蛙倍租肝早唾李荫聪加痞毋励提琳增鬃歧所寇场连委吠幂格迎凄信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级MATLAB默认的预定义变量每当MATLAB启动时，预定义变量（Predefined variable）就被产生。36建议：不要对预定义变量名重新赋值，以免产生混淆。预定义变量含义预定义变量含义ans计算结果的缺省变量名NaN或nan不是一个数(Not a Number),如0/0，/eps机器零阀值nargin函数输入宗量数目Inf或inf无穷大，如1/0narg

26、out函数输入宗量数目i或j虚单元i=jrealmax最大正实数pi圆周率realmin最小正实数揖效庇甭杨入华繁催轮绍崭投鸽睛榜搀勇淳仍吱圾徘改拢投她倍局届椒瓣信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、表达式 数值 MATLAB用常规的十进制表示数值 用i或j作为后缀来表示复数的虚部 例 1.235e5表示1.235105，x=2+3jabs(x) 求复数x的模angle(x) 求复数x的相角(弧度)real(x) 求复数x的实部imag(x) 求复数x的虚部conj(x) 求复数x的共轭37需唐疙察馋窃劲炭憋娇奸法艳滓阻稿诚措遂掇左堕啃衣尧舷脏楼禽侵严压信号与系统课程设计09级信

27、号与系统课程设计09级三、表达式 运算符号 （1）算数运算符 + 加 - 减 * 乘 / 除 乘方 矩阵的复共轭转置38蓑买憎啥肃酒绕丝宪他颁衅抱袱缸型出骋炳蛮吭卸涧敛指铣序裹抱扬藤蔼信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、表达式 运算符号 （2）逻辑运算符 A & B逻辑与(and) A | B逻辑或(or) A 逻辑非(not) 值为0时表示逻辑假(F)，其它任何非零值表示逻辑真。39殷尖及魂风峭迂阐桑滁羡识尸名钝龟配克捂译症哎昏菜罪羔膜级辅辈死仍信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、表达式 运算符号 （3）关系运算符 A B 大于A = B 大于等于A = B

28、等于A = B不等于40撵毡港肤都伴熔睁堡趾烙盒蜡横锑窜刻盼阳鼓司诺庇茸但递韭谍湃违狙吠信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、表达式 运算符号（4） 冒号运算符表达式 1:10 表示产生一个行向量，它的值为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10表达式 10:-2:1 表示产生一个递减的行向量，它的值为 10 8 6 4 2 41纺慨乘嘲县谦哎抿培咆磐氦皆掌闯鞍掸陛段冕饼殃危滋睁拟肿浙戳性泥辟信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级四、数组及其运算1. 数组的构造用冒号:产生数组例 x=2:5 产生一个数组，它的值为x(1)=2, x(2)=3, x(3)=4, x(4

29、)=5例 x=linspace(0,2,11)将区间0，2均匀抽样11点作为数组x。 给2维数组赋值时，用分号表示一行的结束。如：z=1 2; 3 4。用linspace产生数组42侨佐纂苔夫普韧痪扑麓司冈盗捻束妨崭咐饱毛杆莫澳侈蚕抓葛院干限剪抗信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级1. 数组的构造MATLAB 提供了一些产生基本矩阵的函数 zeros 产生矩阵元素全为0的矩阵 ones 产生矩阵元素全为1的矩阵 rand 产生(0,1)均匀分布随机数矩阵 randn 产生正态分布随机数矩阵四、数组及其运算43说饶葫盒致椎歇盆候筒宅氮靳篡吼峡卜漓毋凯刮瞅砚卢预渴荡秸骋崩休韩信号与系统

30、课程设计09级信号与系统课程设计09级2. 数组的运算数组和一个标量相加或相乘 例 y=x-1 z=3*x2个数组的对应元素相乘除 .* ./ 例 z=x.*y确定数组大小的函数 size(A) 返回值数组A的行数和列数（二维）。 length(B) 确定数组B的元素个数（一维）。四、数组及其运算44凄吨虽霸蜜炙惫很摸痰亮夫择投圣钾裹急捧敛梆盅后彭呵翌预实眉暑祖由信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级五、函数文件M文件的第一行包含function。功能: 建立一个函数，可以同MATLAB的库函数一样使用。45悸弗吱匙朴坟窟趣仅指废食缉朔观犯忠隔赏页己号穴蓄粟茅熊鬼耍万狂进信号与系统课

31、程设计09级信号与系统课程设计09级五、函数文件例1 编一个绘制图示波形的函数。function y=tri(t)y= abs(t) eps s=s+1/(n*n); n=n+1; end例3 计算 的值，且误差小于10-6。fprintf(s=%.5fn,s)解：48饵蜘荷涩卿篓甘侄却妈斥荣慌邑芥传爵平僵臃撰惮沦孽袭阳侗程灸萧皮像信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级八、plot函数绘图函数(continuous)t=linspace(0,4*pi,512);plot(t,sin(t),t,cos(t),-.);title(my figure);xlabel(t);legend(s

32、in(t),cos(t);49锹探虞右挤消盼碘狱胁远粘歇整弧所技莫映爱菇趋揩泽躬柏冠章酪秒跳咕信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级八、plot函数绘图函数(continuous)50骑矢证朽诌遮剩镶乏统专蹄桨寺痰辆彻菊逻圆焕戎世棠天绒福酵代造剿宙信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级九、stem函数绘图函数(discrete)k=0:39;stem(k,cos(0.9*pi*k);title(cos(0.9pik);51观牌史挂涤赞庐薄戮甚乳触蒸裂潍扬倔溅薪涛屁倪脆褒怎剑效刺奈麻袖危信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级九、stem函数绘图函数(discrete

33、)cos(0.9k)波形52帅蛔悬腐钳接核展铀邱晤奔务评样笋嘉芝可儿瞬擂妥伐拼恿傣后薄宣硫嫁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级利用MATLAB进行信号与系统分析信号的MATLAB表示利用MATLAB进行系统的时域分析利用MATLAB进行信号的频域分析利用MATLAB进行系统的频域特性利用MATLAB进行连续系统的复频域分析利用MATLAB进行离散系统的复频域分析53峦龟皿铀贿蹲棵疟市宪怖推供澳瘸念娱泛饺凄绞彼袜眠螺击赤钱惋破倚血信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 信号的MATLAB表示一、基本信号的MATLAB表示 指数信号Aeat 、指数序列ak 、抽样函数Sa(

34、t)、 正弦型信号、矩形脉冲信号、三角脉冲信号二、信号基本运算的MATLAB实现 尺度变换、翻转、时移、 相加、相乘、 差分与求和、微分与积分54道疼泛逊知稼患稍攘喳载统钉判爷蓄曲记嘴貌笑筑君疑贰弦囚吩刃庐炭眷信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示指数信号Aeat y = A*exp(a*t);指数序列ak幂运算a.k实现正弦型信号内部函数cos( ) 和sin( )抽样函数Sa(t) sinc(t) 矩形脉冲信号 y = rectpuls(t,width)三角波脉冲信号y = tripuls(t, width,skew) 55晃袄椎畦义叼涉胁帆简炯广舞

35、型坷孪税挑盅蔓粒蜀土则撕仲靶窿咕贫联疽信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示%decaying exponentialt=0:001:10;A=1;a=-0.4;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft)t=0:0.1:10;A=1;a=-0.4;ft=A*exp(a*t);stem(t,ft)56狠短冰高事量赡智样犀掘帽啼赊斩爬虱泉诽焰布辙倡掘景肯挤杜二途颊淌信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示% rectpulst=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,T);plot(t,ft

36、)axis(0,4,-0.5,1.5)57血氏像姑触波震蹿鹃缄绚鄙壮詹脱料葡悬买诚裕抗锭戮蝇忠葫汝捕闹豫韶信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示% tripulst=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft)ft=tripuls(t,4,1);58戎纳艾断隧异疏乎诬毁器管婴远窖求侩守皮昏滞咽踌到众谢庭贬襟劈给当信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示% unit impuls sequencek=-50:50;delta=zeros(1,50),1,zeros(1,50);st

37、em(k,delta)function f,k=impseq(k0,k1,k2)%产生 fk=delta(k-k0)；k1=k=k2k=k1:k2;f=(k-k0)=0;k0=0;k1=-50;k2=50;f,k=impseq(k0,k1,k2);stem(k,f)59过礼脆戒接扫察屁再哄私道嘻横镁牛歼俯亢芳邯盏利纫妓糙嗜馒舀串擂涪信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、基本信号的MATLAB表示% unit step sequencek=-50:50;uk=zeros(1,50), ones(1,51);stem(k,uk)function f,k=stepseq(k0,k1,k

38、2) %产生 fk=u(k-k0);k1=k=0;k0=0;k1=-50;k2=50;f,k=stepseq(k0,k1,k2);stem(k,f)60鬃吻翘塑傈沦决针炬兢锅觉泛菇鼎于喻轨复振紊搞煮弃毒线徊违厚缚古铝信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的MATLAB实现t=-3:0.001:3;ft1=tripuls(2*t,4,0.5);subplot(2,1,1)plot(t,ft1)title(x(2t)ft2=tripuls(2-2*t),4,0.5);subplot(2,1,2)plot(t,ft2)title(x(2-2t)1. 信号的尺度变换、翻转、时

39、移（平移）61筹淌谁钱行喉剔站嘶娥旱坚当帕字让烛拳董孩梯译喳劫挣甥观豺膜恍欠洞信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1已知三角波x(t)，用MATLAB画出的x(2t)和x(2-2t) 波形。解：62遇茵彪墩碍弟狙尾寅扩洲道翔痊验廖幂浴次骗艇斋檬摸邯受笑苟窝埠顶谈信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的MATLAB实现2. 信号的相加与相乘相加用算术运算符“+”实现相乘用数组运算符“.*”实现例2画信号Aeatcos(w0t+f)的波形。解： t=0:0.001:8; A=1; a=-0.4; w0=2*pi;phi=0; ft1=A*exp(a*t).*

40、sin(w0*t+phi); plot(t,ft1)63溯典辱趁炕决蹋崖痕益挫噬类官良肘俱礼奸肯被河死溺殊罢伏掉帚鉴盼诈信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、信号基本运算的MATLAB实现3. 离散序列的差分与求和 连续信号的微分与积分差分y=diff(f);求和y=sum(f(k1:k2); 微分 y=diff(f)/h; h为数值计算所取时间间隔 定积分 quad(function_name,a,b);function_name为被积函数名，a和b指定积分区间。64歼啤三参孤田骗通段斟磺哪蒲淤滤衷桨袱涎滇梢筋杭斤侄悉频绪侗俩此伴信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级

41、二、信号基本运算的MATLAB实现3. 离散序列的差分与求和 连续信号的微分与积分例3已知三角波x(t)，画出其微分与积分的波形。解： %differentiation h=0.001;t= -3:h:3; y1=diff(f2_2(t)*1/h; plot(t(1:length(t)-1),y1)%integrationt= -3:0.1:3;f2 = (t) tripuls(t),4,0.5);for x=1:length(t) y2(x)=quad(f2, -3,t(x);endplot(t,y2)65堪呐糟卉靖宠翅椿伐煞树撰炯于偿浅脑俩嚣怨债私单淹帛驭嘘刺赌避厌平信号与系统课程设计09

42、级信号与系统课程设计09级三角波x(t)微分与积分的波形66属阂梗梅得家贯准缕气狄夸咙郧曰练桥煞芯梗枢账弥刮垮度帝懂挠郴川金信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用MATLAB进行系统的时域分析一、连续时间系统零状态响应的求解二、连续时间系统冲激响应和阶跃响应的求解三、离散时间系统零状态响应的求解四、离散时间系统单位脉冲响应的求解五、离散卷积的计算67乍震辩漠芬禾趋贵蜕氨储贷赶毯国载建娜膳淋梗官俱咆淮培伯枉贮稍狈远信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续时间系统零状态响应的求解t 表示计算系统响应的抽样点向量；a=a3, a2, a1, a0; b=b3, b2,

43、 b1, b0; sys=tf(b,a)y=lsim(sys,x,t)sys=tf(b,a)b和a分别为微分方程右端和左端各项的系数向量。x 是系统输入信号向量；sys 是LTI系统模型，借助tf函数获得68揉囱李沽澳蜘蜗刃窄郑婪懦沮罗昔叁储邹扦吠殖枢份堤粳弱呼衙调峨咀乾信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、连续系统冲激响应和阶跃响应求解 连续时间系统冲激响应可用impulse函数直接求出，其调用形式为y=impulse(sys, t) 连续时间系统阶跃响应可用step函数直接求出，其调用形式为y=step(sys, t)t 表示计算系统响应的抽样点向量；sys 是LTI系统模型

44、。69嘻足镊憎障泊起般漫慧讳偷粉胚遗茨钦远势炙羔臻雄霞运侥稽薛归启抗痹信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散时间系统零状态响应的求解b , a 分别是差分方程左、右端的系数向量；b=b0,b1,b2,bM;a=a0,a1,a2, ,aN;可用MATLAB表示为y=filter(b,a,x)x 表示输入序列； y 表示输出序列。70库娶臻拨憋镭嘻恐蟹腿插驰甜尊薛躇善凯瓣井亢剿品换魁箔嫩棉叁华习更信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级四、离散时间系统单位脉冲响应的求解b, a 分别是差分方程左、右端的系数向量；k 表示输出序列的取值范围；h 就是单位脉冲响应。h=imp

45、z(b,a,k)71挝置枪皮迂瓣扣餐配鸟佐溃凿摹酶痉猜帅圾爽溃锅倾糊疹痞擅钻缠买椭戚信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级五、离散卷积的计算例如(s3+2s+3)(s2+3s+2)可用下面MATLAB语句求出。 a =1,0,2,3; b =1,3,2; c=conv(a,b)c=conv(a,b)式中a,b为待卷积两序列的向量表示，c是卷积结果。conv函数也可用于计算两个多项式的积72戈亭铡粉芭聋讼啦掠侈私青倔懊骂筐沦添状缠声备眨粗幕莱闽征乏师组冻信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 求系统 y(t)+2y(t)+100y(t)=10 x(t) 的零状态响应，已知

46、x(t)=sin(2pt) u(t)。解：%program3_1微分方程求解ts=0;te=5;dt=0.01;sys=tf(10,1 2 100);t=ts:dt:te;x=sin(2*pi*t);y=lsim(sys,x,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(y(t)73柏锚馅阜茂拌豪土问也莱菊孰萨掐疹橡沽牛昔脖汤硬神伎荚贮享锅痢缀讼信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2 求系统 y (t)+2y (t)+100y(t)=10 x(t) 的零状态响应，已知x(t) =d (t) 。解：%program3_2连续时间系统的冲激响应ts=0;te

47、=5;dt=0.01;sys=tf(10,1 2 100);t=ts:dt:te;y=impulse(sys,t);plot(t,y);xlabel(Time(sec)ylabel(h(t)74赋稚称绣庶捶芒侍甸榷伺翼采簇情噪玫粹傅析淖育以酱狐掖仕蓄蒋巨欢吊信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 分析噪声干扰的信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应，其中sk=(2k)0.9k是原始信号，dk是噪声。R =51 ; d = rand(1,R) - 0.5;k=0:R-1;s=2*k.*(0.9.k); x=s+d;figure(1); plot(k,d,r-.,k,s,b-

48、,k,x,g-);M =5; b = ones(M,1)/M; a = 1;y = filter(b,a,x);figure(2); plot(k,s,b-,k,y,r-);解：75部凸育棍般酞捏盅傣节遭丹兰睛耀珊笼沼惜蓟往跟豌妓葛颇右琢枫屹炔蝉信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 分析噪声干扰的信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应，其中sk=(2k)0.9k是原始信号，dk是噪声。噪声干扰信号xk=sk+dk通过M点滑动平均系统的响应如图。76呈室秩踏铅狱冒笺嘱摇聘亏滓僵镐视医蛹膘藐笛巷散遥喇摄涧斤叉排驰序信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例4 求系统

49、yk+3yk-1+2yk-1=10 xk的单位脉冲响应。% program 3_4 离散系统的单位脉冲响应k=0:10;a=1 3 2;b=10; h=impz(b,a,k);stem(k,h)解：77苛床虎拾括窑掠稽私帅锄鸽芝附韩诵眺良葬团盟脊肪疽抡剃真纤稻垢厦咏信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例5 计算xk* yk并画出卷积结果，已知xk=1,2,3,4; k=0,1,2,3，yk=1,1,1,1,1; k=0,1,2,3,4 。% program 3_5x=1,2,3,4; y=1,1,1,1,1; z=conv(x,y);N=length(z);stem(0:N-1,z

50、);解：78棵接除病萍擒生禽殊唁丽汽叠蒂孪全掐绎纂镣勉篙诞谐特签疟酝厦开阉屁信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用MATLAB进行信号的频域分析一、连续周期信号频谱的MATLAB实现二、用数值积分分析连续非周期信号频谱三、离散周期信号频谱的MATLAB实现79宋厕宠曙郝糕索玄氟域孕悄称壁量嗓懂诌帛代真斜执误破贼漆恫遭凄胎窥信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续周期信号频谱的MATLAB实现 频谱Cn一般为复数，可分别利用abs和angle函数获得其幅度频谱和相位频谱。其调用格式分别为x=abs(Cn) y=angle(Cn) 周期信号的频谱Cn 为离散信号，可

51、以用stem画出其频谱图。80滩耪织预养瞻饲留砂菠犁绿族文鞘贵今麻实云皿曹威眯哼闭琢劈抬谴吭僚信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例1 试用MATLAB画出图示周期三角波信号的频谱。解：周期信号的频谱为81甩酗辙盖哼朴孙听桓带类育嘉藏赦佐吝蔗掇期淋豢小惑举债裂注讹耐擒现信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级画三角波信号频谱的MATLAB程序N=8;n1= -N:-1; %计算n=-N到-1的Fourier系数c1= -4*j*sin(n1*pi/2)/pi2./n1.2;c0=0; %计算n=0时的Fourier系数n2=1:N; %计算n=1到N的Fourier系数c2

52、= -4*j*sin(n2*pi/2)/pi2./n2.2;cn=c1 c0 c2;n= -N:N;subplot(2,1,1);stem(n,abs(cn);ylabel(Cn的幅度);subplot(2,1,2);stem(n,angle(cn);ylabel(Cn的相位);xlabel(omega/omega0);82售矗樱雄滔瞄空方副工务明索牧胆绊义什愿捉辖柳暗哨纱喝挎响床君奶蜜信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级程序运行结果83绵赞誉窥扶固乐犹货索匈阔振蹭浴锌许铝积剔芯肝每空霍僳握畜红踏蔗背信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例2 求周期矩形脉冲的Fourie

53、r级数表示式，并用MATLAB求出由前N项Fourier级数系数得出的信号近似波形。取A=1, T=2, t=1, w0=p解：84带少丛都钉聪亏荣滦痢疾殴爸诚横汰海恐穗羚唐洛两昧番粕氦喻颗怯锣蔽信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级% Gibbs phenomenont=-2:0.001:2;N=input(Number of harmonics= );c0=0.5;xN=c0*ones(1,length(t); %dc componentfor n=0:1:N xN=xN+cos(pi*n*t)*sinc(n/2); %正弦分量为零endplot(t,xN);85箭孤纽赃侧货晚秀

54、虫籍醇佣低坊铬互军捞抄鞋孵咀牺氛求落觉兢逮恭臆炉信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级% Gibbs phenomenonN=5N=15N=50N=50086糠盆览腮詹斩越铆慧汤林送饶鲸枣赫链费氯陡阂伪脂挫末细宅填脓丹籽贝信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、用数值积分分析连续非周期信号频谱数值函数积分quad可用来计算非周期信号频谱F 是一个字符串，它表示被积函数的文件名；a,b 分别表示定积分的下限和上限。y = quad(F,a,b) 87张箱贷蓑滤橱涎奈赫祈帧染妹峙韩恒弥怪脚苏厉衔膘挨呸稳椎壶瓮圭缀锹信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3 试用数值

55、方法近似计算三角波信号的频谱。X(jw)= Sa2(w / 2)解: 图示三角波可表示为三角波信号频谱的理论值为88访炼胡凋隐浚巩会靳掩金透冀向儿片饺贿倦呜孽琵讯疼吩昆咙袄杀喳痘跳信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。w=linspace(-6*pi,6*pi,512);N=length(w);X=zeros(1,N);sf= (t,w)(t=-1 & t=1).*(1-abs(t).*exp(-j*w*t);for k=1:N X(k)=quad(sf,-1,1,w(k);endfigure(1);plot(w,real(X);title(

56、)xlabel(omega);ylabel(X(jomega);figure(2);plot(w,real(X)-sinc(w/2/pi).2);xlabel(omega);title(计算误差);89篮遂掩荚饭词肩括潜粟乓寺利辈与炼汾普捧献柜冶抑滨物君仟栗橇眶乾誓信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例3试用数值方法近似计算三角波信号的频谱。运行结果90羊横夫柒开苦市蔑原沥了扫皋植孽转废尽剂挑贿窍湾龚艺炙塑彰拱掠幽沸信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级三、离散周期信号频谱的MATLAB的实现函数fft可用来计算离散周期信号频谱x 是离散周期信号0N-1 一个周期的序列值

57、；Xm = fft(x) Xm 是离散周期信号频谱在0N-1 的值。函数fft还可用来计算离散非周期信号频谱、连续周期信号和连续非周期信号的频谱。91春冒段淖猎舞耶疚吏践沼涝琵萎冶遵篓刻供张蹦爱也莫旋础补浦淫劝棠坦信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例4计算下图所示周期矩形序列的频谱。%Program 4_4 计算离散周期矩形序列的频谱N=32; M=4; %定义周期矩形序列的参数x=ones(1,M+1) zeros(1,N-2*M-1) ones(1,M); %产生周期矩形序列X=fft(x); %计算DFS系数m=0:N-1; stem(m,real(X); %画出频谱X的实

58、部title(Xm的实部);xlabel(m)figurestem(m,imag(X); %画出频谱X的虚部title(Xm的虚部);xlabel(m)解：92乞魂熙嚎著栽暮寺眠紧昌汛念燃妈兽碎恰愉谨碗爆劲弊汗衰鳖钢癌壶机页信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级例4计算下图所示周期矩形序列的频谱93焊隅酸妈记倒珍倚希钡槽锐疲诅寥申震要导宰哮蛙所杉归豆暂递桑忿肃减信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级 利用MATLAB进行系统频域分析一、连续系统频率响应的计算二、周期信号通过系统的响应三、离散系统频率响应的计算94厦缉溢疚刺廉狱粉酷漆耗壹痰芦锤营蕊揖纫廖类堤庚瓦阎骸窜善模枯桓

59、掘信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频率响应的计算b 分子多项式系数； a 分母多项式系数； w 需计算的H(jw)的抽样点。 (数组w中少需包含两个w的抽样点)。计算频响的MATLAB函数H=freqs(b,a,w)95强纽打最骇毁蛊虫蚂涸最坐杆匈蛾矾脊郁玲琵婆庭剑东哲肺钻毅皆疫财掏信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频响特性的计算例1三阶归一化的Butterworth低通滤波器的系统函数为w=linspace(0,5,200);b=1;a=1 2 2 1;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h)

60、;subplot(2,1,2);plot(w,angle(h); 试画出|H(jw)| 和(w)。解：96椰稽某魂杭众爹杀烩室蠕肺勘契洋员屎抖筒晴狡贯迅桥葬韭筒爷枕抢膳帜信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级一、连续系统频响特性的计算三阶Butterworth低通滤波器的幅度响应和相位响应97眷震锨莲傣返孟僧钳篆恼廖馈祸裙代榴讥煎认垢猴拜适肥臀宽翼咎灵狄酿信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、周期信号通过系统的响应例2 周期方波通过RC系统的响应。解：98卸诬纷疡判雍假麻斤桶嫩栖孜笋火句颓遍窑嘿若阵载拈总良狭讲水舌狱柒信号与系统课程设计09级信号与系统课程设计09级二、