信號與線性系統課程設計_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  信號與線性系統</b></p><p><b>  課程設計</b></p><p><b>  班級:</b></p><p><b>  學號:</b></p><p><b>  姓名:</b>&l

2、t;/p><p><b>  目 錄</b></p><p>  實驗一 連續(xù)信號的時域分析 …………………………… 3</p><p>  實驗二 連續(xù)時間系統的時域分析 ……………………… 8</p><p>  實驗三 連續(xù)信號的頻域分析 …………………………… 14</p><p>  實驗四

3、 連續(xù)系統的頻域分析 …………………………… 22</p><p>  實驗五 信號采樣與重建 ………………………………… 33</p><p>  實驗六 離散時間信號和系統分析 ……………………… 39</p><p>  實驗總結 ………………………………………………… 46</p><p>  實驗一 連續(xù)信號的時域分析</p

4、><p><b>  一、實驗目的</b></p><p>  1、熟悉MATLAB 軟件。</p><p>  2、掌握常用連續(xù)信號與離散信號的MATLAB 表示方法。</p><p><b>  二、實驗設備</b></p><p>  安裝有matlab6.5 以上版本的P

5、C 機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理</b></p><p><b>  四、實驗內容</b></p><p>  1、用MATLAB表示連續(xù)信號:,Acos(ω0 t +? ),Asin(ω0 t +? )。</p><p><b>  源程序:</b>&l

6、t;/p><p><b>  clc</b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  syms t;</b></p><p>  f1=2*exp(t)

7、;</p><p>  f2=2*cos(3*t+4);</p><p>  f3=2*sin(3*t+4);</p><p>  subplot(2,2,1);</p><p>  ezplot(f1,[-10,2]);</p><p>  xlabel('t');</p><p&

8、gt;  title('f(t)=2e^t');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  subplot(2,2,2);</p><p>  ezplot(f2,[-5,5]);</p><p>  xlabel('t');</p><

9、p>  title('f(t)=2cos(3t+4)');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  subplot(2,2,3);</p><p>  ezplot(f3,[-5,5]);</p><p>  xlabel('t');</p&g

10、t;<p>  title('f(t)=2sin(3t+4)');</p><p><b>  grid on</b></p><p>  2、用MATLAB表示抽樣信號(sinc(t))、矩形脈沖信號(rectpuls(t, width))</p><p>  及三角脈沖信號(tripuls(t, width,

11、skew))。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  close</b></p><p>  t=-5:

12、0.01:5;</p><p>  f1=sinc(t);</p><p>  f2=3*rectpuls(t,4);</p><p>  f3=3*tripuls(t,4,0);</p><p>  subplot(2,2,1);</p><p>  plot(t,f1);</p><p> 

13、 xlabel('t');</p><p>  title('f(t)=sinc(t)');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  subplot(2,2,2)</p><p>  plot(t,f2);</p><p>  xl

14、abel('t');</p><p>  title('f(t)=3rectpuls(t,4)');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  axis([-5,5,-1,4]);</p><p>  subplot(2,2,3);</p>&

15、lt;p>  plot(t,f3);</p><p>  xlabel('t');</p><p>  title('f(t)=3rectpuls(t,4,0)');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  axis([-5,5,-1,4]);<

16、;/p><p>  3、編寫如圖3 的函數并用MATLAB 繪出滿足下面要求的圖形。</p><p>  (1) f (?t); (2) f (t ? 2); (3) f (1? 2t); (4) f (0.5t +1).</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  clc<

17、;/b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  close</b></p><p>  t1=-14:0.05:2;</p><p>  t2=0:0.05:16;</p><p>  t=-6.5:0.05:1.5;</p&

18、gt;<p>  t4=-6:0.05:26;</p><p>  f1=4*rectpuls(-t1-6,12)+3*tripuls(-t1-6,4,0);</p><p>  f2=4*rectpuls(t2-8,12)+3*tripuls(t2-8,4,0);</p><p>  f3=4*rectpuls(1-2*t-6,12)+3*tripu

19、ls(1-2*t-6,4,0);</p><p>  f4=4*rectpuls(0.5*t4+1-6,12)+3*tripuls(0.5*t4+1-6,4,0);</p><p>  subplot(2,2,1);</p><p>  plot(t1,f1);</p><p>  xlabel('t');</p>

20、<p>  title('f(-t)');</p><p>  subplot(2,2,2);</p><p>  plot(t2,f2);</p><p>  xlabel('t');</p><p>  title('f(t-2)');</p><p>

21、  subplot(2,2,3);</p><p>  plot(t,f3);</p><p>  xlabel('t');</p><p>  title('f(1-2t)');</p><p>  subplot(2,2,4);</p><p>  plot(t4,f4);</

22、p><p>  xlabel('t');</p><p>  title('f(0.5t+1)');</p><p>  實驗二 連續(xù)時間系統的時域分析</p><p><b>  一、實驗目的</b></p><p>  1、掌握卷積計算方法。</p>

23、<p>  2、掌握函數lsim,impulse,step 的用法,lsim 為求取零狀態(tài)響應,</p><p>  impulse 為求取單位脈沖響應,step 為求取單位階躍響應。</p><p>  3、運用課堂上學到的理論知識,從RC、RL 一階電路的響應中正確</p><p>  區(qū)分零輸入響應、零狀態(tài)響應、自由響應與受迫響應。</p>

24、;<p><b>  二、實驗設備</b></p><p>  安裝有matlab6.5 以上版本的PC 機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理</b></p><p><b>  四、實驗內容</b></p><p>  1. 分別用函數lsim 和

25、卷積積分兩種方法求如圖7 所示系統的零狀態(tài)</p><p>  響應。其中L=1,R=2,e(t) = ε(t),i(0? ) = 2。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  方法一:</b></p><p><b>  clear</b>&

26、lt;/p><p><b>  close</b></p><p><b>  clc</b></p><p>  t=0:0.01:10;</p><p>  f=exp(-t);</p><p><b>  a=[1 2];</b></p>

27、<p><b>  b=[1];</b></p><p>  y=lsim(b,a,f,t);</p><p>  plot(t,y);</p><p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('i(t)');</p>&l

28、t;p>  axis([0,10,-0.025,0.275]);</p><p><b>  grid on;</b></p><p><b>  方法二:</b></p><p>  易求得系統的沖激響應為ε(t)</p><p><b>  clear;</b><

29、;/p><p><b>  clc;</b></p><p><b>  close;</b></p><p><b>  syms t x;</b></p><p>  e=exp(-x);</p><p>  h=exp(-2.*(t-x));</

30、p><p>  i=int(e.*h,x,0,t);</p><p>  ezplot(i,[0,10]);</p><p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('i(t)');</p><p>  title('exp(-t)*exp(-

31、2t)');</p><p><b>  grid on;</b></p><p>  2. 求上述系統的沖激響應與階躍響應。</p><p><b>  沖激響應源程序:</b></p><p><b>  clear;</b></p><p>

32、;<b>  close;</b></p><p><b>  clc;</b></p><p><b>  a=[1 2];</b></p><p><b>  b=[1];</b></p><p>  impulse(b,a,10);</p>

33、;<p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('i(t)');</p><p>  axis([0,10,-0.1,1]);</p><p><b>  grid on;</b></p><p><b>  階躍響應源程序

34、:</b></p><p><b>  clear;</b></p><p><b>  close;</b></p><p><b>  clc;</b></p><p><b>  a=[1 2];</b></p><p

35、><b>  b=[1];</b></p><p>  step(b,a,10);</p><p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('i(t)');</p><p>  axis([0,10,0,0.55]);</p>&

36、lt;p><b>  grid on;</b></p><p><b>  五、思考題</b></p><p>  1. 為什么連續(xù)時間系統的零狀態(tài)響應為激勵與沖擊響應的卷積?</p><p>  答:根據卷積的定義,函數e(t)與函數h(t)相卷積后,就是在變量由負無窮到正無窮范圍內,對于某一t值時乘積e(τ)h(

37、t-τ)曲線下的面積,也就是:r(t)=e(t)*h(t),又零狀態(tài)響應與系統的特性和外加激勵有關,所以如問題。</p><p>  2. 利用卷積積分法計算系統響應應從幾個方面進行?</p><p>  答:利用卷積積分法先要將系統的沖擊響應求出,之后再將其與激勵卷積即可</p><p>  實驗三 連續(xù)信號的頻域分析</p><p>&l

38、t;b>  一、實驗目的</b></p><p>  1. 掌握周期信號的頻譜—— Fourier 級數的分析方法。</p><p>  2. 深入理解信號頻譜的概念,掌握典型信號的頻譜以及Fourier 變換</p><p><b>  的主要性質。</b></p><p>  3. 掌握調制與解調的

39、基本原理及濾波器的使用。</p><p><b>  二、實驗設備</b></p><p>  安裝有matlab6.5 以上版本的PC 機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理</b></p><p><b>  四、實驗內容</b></p><

40、p>  1. 求如圖所示周期矩形脈沖信號的Fourier級數表達式,畫出頻譜圖,并用前N次諧波合成的信號近似。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  clear</b></p><p>&

41、lt;b>  clc</b></p><p><b>  syms t n;</b></p><p>  T=2*pi; %設T為2*pi</p><p>  N=9; %設N為9</p><p>  f=heaviside(t)-2*heaviside(t-T/2)+heaviside(t-T); s

42、ubplot(2,2,1);</p><p>  ezplot(f,[0,2.1*pi]);</p><p>  title('原函數');</p><p>  h=exp(-j*n*2*pi/T*t); %用指數傅里葉級數表示,角頻率2*pi/T</p><p>  A1=int(f.*h,t,0,T);</p>

43、<p><b>  A=2/T*A1;</b></p><p>  for n1=-N:-1</p><p>  C(n1+10)=subs(A,n,n1);</p><p><b>  end</b></p><p>  for n1=1:N</p><p>

44、  C(n1+10)=subs(A,n,n1);</p><p><b>  end</b></p><p>  C(10)=0;%N=0時系數</p><p>  subplot(2,2,3);</p><p><b>  k=-N:N;</b></p><p>  ste

45、m(k,abs(C)); %作出幅度譜</p><p>  ylabel('Cn 的幅度');</p><p>  xlabel('\Omega');</p><p>  subplot(2,2,4);</p><p>  stem(k,angle(C)); %作出相位譜</p><p>

46、;  ylabel('Cn的相位');</p><p>  xlabel('\Omega');</p><p><b>  f1=0;</b></p><p>  for m=-N:N</p><p>  f1=f1+1/2*C(m+10)*exp(j*m*t); %前N次諧波合成的信號近

47、似</p><p><b>  end</b></p><p>  subplot(2,2,2);</p><p>  ezplot(f1,[0,2.01*pi]);</p><p>  title('前N次諧波合成的信號近似');</p><p>  2、試用fourier()函

48、數求下列信號的傅里葉變換F( jω) ,并畫出F( jω)</p><p>  (1) f (t) = te?3tε (t)</p><p>  (2) f (t) = sgn(t)</p><p><b>  (1)源程序:</b></p><p><b>  clear</b></p>

49、;<p><b>  close</b></p><p><b>  clc</b></p><p>  syms t x ;</p><p>  x=fourier(t*exp(-3*t)*heaviside(t));</p><p><b>  x</b>&l

50、t;/p><p><b>  z=abs(x);</b></p><p>  ezplot(z);%符號函數作圖函數</p><p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('|F(jω)|');</p><p><b>

51、;  grid on</b></p><p>  得F(jω)= 1/(3+ j*ω)^2</p><p><b>  (2) 源程序:</b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  close</b></p>&

52、lt;p><b>  clc</b></p><p>  syms t x ;</p><p>  x=fourier(2*heaviside(t)-1);%2*heaviside(t)-1即為sgn(t)</p><p><b>  x</b></p><p><b>  z=ab

53、s(x);</b></p><p>  ezplot(z);%符號函數作圖函數</p><p>  xlabel('Time(sec)');</p><p>  ylabel('|F(jω)|');</p><p><b>  grid on</b></p>&l

54、t;p>  得F(jω)= -2*j/ω</p><p>  3、調制信號為一取樣信號,利用MATLAB 分析幅度調制(AM)產生</p><p>  的信號頻譜,比較信號調制前后的頻譜并解調已調信號。設載波信號</p><p>  的頻率為100Hz。</p><p><b>  源程序:</b></p&g

55、t;<p><b>  clc;</b></p><p><b>  clear;</b></p><p><b>  close;</b></p><p><b>  Fm=10;</b></p><p>  t1=0:0.00002:0.

56、2;</p><p><b>  syms t v;</b></p><p>  x=sin(2.0*pi*Fm*t)/(2.0*pi*Fm*t);</p><p>  subplot(3,2,1);</p><p>  ezplot(x,[0,0.2]);</p><p>  title(

57、9;原函數');</p><p>  Fx=fourier(x,v);</p><p>  subplot(3,2,2);</p><p>  ezplot(Fx,[-50*pi,50*pi]);</p><p>  axis([-50*pi,50*pi,-0.05,0.1]);</p><p>  title

58、('頻譜');</p><p>  y=x*cos(200*pi*t);</p><p>  subplot(3,2,3);</p><p>  b=subs(y,t,t1);</p><p>  plot(t1,b);</p><p>  title('調制后');</p>

59、<p>  axis([0,0.2,-1,1]);</p><p>  Fy=fourier(y,v);</p><p>  subplot(3,2,4);</p><p>  ezplot(Fy,[-250*pi,250*pi]);</p><p>  axis([-250*pi,250*pi,-0.05,0.1]);<

60、/p><p>  title('頻譜');</p><p>  z=y*cos(200*pi*t);</p><p>  Fz=fourier(z,v);</p><p>  G=-heaviside(v-20*pi)+heaviside(v+20*pi);%門函數</p><p><b>  F

61、x1=Fz*G;</b></p><p>  x1=2*ifourier(Fx1,v);%濾波過程中幅度減半且反向。</p><p>  subplot(3,2,5);</p><p>  ezplot(x1,[0,0.2]);</p><p>  title('解調后');</p><p>

62、;  subplot(3,2,6);</p><p>  ezplot(2*Fx1,[-50*pi,50*pi]);</p><p>  axis([-50*pi,50*pi,-0.05,0.1]);</p><p>  title('頻譜');</p><p><b>  五、思考題</b></p

63、><p>  1、根據試驗1 的結果,解釋Gibbs 現象。</p><p>  答:因為對于具有不連續(xù)點的函數,即使級數的項無限增大,在不連續(xù)處,級數之和不收斂于函數f(t);在躍變點附近的波形,總是不可避免的存在有起伏震蕩,從而使躍變點的值超過一形成過沖,造成吉布斯現象。</p><p>  2、比較周期信號與非周期信號的頻譜。</p><p&g

64、t;<b>  區(qū)別:</b></p><p>  1.周期信號的頻譜為離散頻譜,非周期信號的頻譜為連續(xù)頻譜。</p><p>  2.周期信號的頻譜為Fn的分布,表示每個諧波分量的復振幅;而周期信號的頻譜為F(jω)的分布,(F(jω)/2)ω表示合成諧波分量的復振幅,所以也將稱為頻譜密度函數。</p><p><b>  聯系:&

65、lt;/b></p><p>  1.都是反映將時域信號表示為正弦類信號時各諧波分量的分布特性。</p><p>  2.若周期信號是連續(xù)非周期信號的周期延拓,則兩者的關系為</p><p>  F(jω)= ; =</p><p>  3、調制與解調的基本原理是什么?為什么要進行調制?</p>&l

66、t;p>  調制:調制就是使信號f(t)控制載波的某一個或某些參數(如振幅、頻率、相位等),是這些參數按照信號f(t)的規(guī)律變化的過程。載波可以是正弦波或脈沖序列。以正弦型信號作載波的調制叫做連續(xù)波調制。調制后的載波就載有調制信號所包含的信息,稱為已調波。對于連續(xù)波調制,已調信號可以表示為:</p><p>  它有振幅頻率和相位三個參數構成。改變三個參數中的任何一個都可以攜帶同樣的信息。因此連續(xù)波的調制可

67、分為調幅、調相、和調頻。</p><p>  解調:解調是調制的逆過程,它的作用是從已調波信號中取出原來的調制信號。調制過程是一個頻譜搬移的過程,它將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。如果要接收端回復信號,就要從已調信號的頻譜中,將位于載頻的信號頻譜再搬回來。</p><p>  之所以進行解調,是因為無線電通信是通過空間輻射方式傳輸信號的,調制過程可以將信號的頻譜搬移到容易以電磁波形勢輻射的

68、較高頻率范圍;此外,調制過程可以將不同的信號通過頻譜搬移托付至不同頻率的載波上,實現多路復用,不至于互相干擾。</p><p>  實驗四 連續(xù)系統的頻域分析</p><p><b>  一、實驗目的:</b></p><p>  掌握連續(xù)時間系統變換域分析的基本方法。 </p><p><b>  二、實驗

69、設備:</b></p><p>  安裝有matlab6.5以上版本的PC機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理</b></p><p><b>  四、實驗內容:</b></p><p><b>  如圖所示系統:</b></p><

70、;p>  對不同的RC值,用freqs函數畫出系統的幅頻曲線。</p><p>  易求得H(jω)=1/(1+jωRC),RC的取值依次為100、10、……、0.00001時的幅頻曲線。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  close</b></p><p&

71、gt;<b>  clear</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b>  b=[0 1];</b></p><p>  for c=-5:2</p><p><b>  RC=10^c;</b></p>&

72、lt;p><b>  a=[RC 1];</b></p><p>  freqs(b,a);</p><p>  axis([10^(-2),10^(5),0.1,1]);</p><p><b>  hold on</b></p><p><b>  end</b>&l

73、t;/p><p>  得到一系列幅頻曲線,從左到右依次為RC的取值依次為100、10、……、0.00001時的幅頻曲線。圖中褐色虛線表示縱坐標取值為0.707,紅線表示橫坐標為100,綠線橫坐標為2000。</p><p>  (b) 信號包含了一個低頻分量和一個高頻分量。確定適當的RC值,濾除信號中的高頻分量并畫出信號和在s范圍內的波形。提示: |H( jω)|為最大值的/2處對應的頻率為通

74、帶截止頻率ωc,首先求取|H( jω)|并找到ωc和RC關系,然后根據題意選定ωc即可確定RC值。</p><p>  由(a)中的圖可知,當RC=-2時符合題意。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  c

75、lear</b></p><p><b>  clc</b></p><p>  t=0:0.001:0.2;</p><p>  f=cos(100*t)+cos(2000*t);</p><p>  subplot(2,1,1);</p><p>  plot(t,f);</

76、p><p>  y1=cos(100*t)/(1+j*100*10^(-2))+cos(2000*t)/(1+j*2000*10^(-2));</p><p>  subplot(2,1,2);</p><p>  plot(t,y1)</p><p>  2、信號任選,分析以下幾種情況下信號的頻譜和波形變化:</p><p&

77、gt;  (1) 系統滿足線性不失真條件時;</p><p> ?。?) 系統只滿足恒定幅值條件時;</p><p>  (3) 系統只滿足相位條件時;</p><p> ?。?)系統兩個條件均不滿足時。</p><p>  提示:利用fourier求取信號的傅立葉變換E(jω),然后設計</p><p>  H( j

78、ω) = H( jω) eφ (ω )使之滿足不同條件,計算R( jω)= E(jω) H(jω)并畫頻譜圖。</p><p><b> ?。?)源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b>  clear</b></p><p><

79、;b>  close</b></p><p><b>  syms t v;</b></p><p>  e=exp(-2*abs(t));</p><p>  subplot(2,3,1);</p><p>  ezplot(e,[-3,3]);</p><p>  axis(

80、[-3,3,-0.2,2]);</p><p>  Fe=fourier(e,v);</p><p>  subplot(2,3,2);</p><p>  ezplot(Fe,[-3,3]);</p><p>  title('幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,0,2]);<

81、;/p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(Fe,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</p><p><b>  i=i+1;</b></p>

82、<p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,3);</p><p>  plot(b,C);</p><p>  title('相位譜');</p><p>  axis([-3,3,-1,

83、1]);</p><p>  H1=2*exp(-j*v*1);</p><p><b>  R1=Fe*H1;</b></p><p>  r1=ifourier(R1,t);</p><p>  subplot(2,3,4);</p><p>  ezplot(r1,[-3,3]);</

84、p><p>  title('滿足線性不失真條件');</p><p>  axis([-3,3,-0.2,2])</p><p>  subplot(2,3,5);</p><p>  ezplot('abs(8/(4+v^2)*exp(-i*v))');</p><p>  title(

85、'幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,0,2.2]);</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(R1,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);

86、</p><p><b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,6);</p><p>  plot(b,C);</p><p>

87、  title('相位譜');</p><p>  axis([-3,3,-3,3]);</p><p><b> ?。?)源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b>  clear</b></p><

88、;p><b>  close</b></p><p><b>  syms t v;</b></p><p>  e=exp(-2*abs(t));</p><p>  subplot(2,3,1);</p><p>  ezplot(e,[-3,3]);</p><p&g

89、t;  axis([-3,3,-0.2,2]);</p><p>  Fe=fourier(e,v);</p><p>  subplot(2,3,2);</p><p>  ezplot(Fe,[-3,3]);</p><p>  title('幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,

90、0,2]);</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(Fe,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</p><p><b>  i=i+1;</b><

91、;/p><p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,3);</p><p>  plot(b,C);</p><p>  title('相位譜');</p><p>  axis(

92、[-3,3,-1,1]);</p><p>  H1=(1-j*v)/(1+j*v);</p><p><b>  R1=Fe*H1;</b></p><p>  D=abs(R1);</p><p>  r1=ifourier(R1,t);</p><p>  subplot(2,3,4);&l

93、t;/p><p>  ezplot(r1,[-3,3]);</p><p>  title('只滿足恒定幅值');</p><p>  axis([-3,3,-1,2]);</p><p>  subplot(2,3,5);</p><p>  ezplot('4*abs(1/(4+v^2)*(1-

94、i*v)/(1+i*v))');</p><p>  title('幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,0,2]);</p><p>  subplot(2,3,6)</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0

95、.02:3</p><p>  R11=subs(R1,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</p><p><b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b></p><p>  a=-3:0.02:3;</p&g

96、t;<p>  plot(a,C);</p><p>  title('相位譜');</p><p>  axis([-3,3,-3,3]);</p><p><b> ?。?)源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><

97、p><b>  clear</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  syms t v;</b></p><p>  e=exp(-2*abs(t));</p><p>  subplot(2,3,1);</p>&

98、lt;p>  ezplot(e,[-3,3]);</p><p>  axis([-3,3,-0.2,2]);</p><p>  Fe=fourier(e,v);</p><p>  subplot(2,3,2);</p><p>  ezplot(Fe,[-3,3]);</p><p>  title(

99、9;幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,0,2]);</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(Fe,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</

100、p><p><b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,3);</p><p>  plot(b,C);</p><p>  tit

101、le('相位譜');</p><p>  axis([-3,3,-1,1]);</p><p>  H1=v^2*exp(-j*v*1);</p><p><b>  R1=Fe*H1;</b></p><p>  r1=ifourier(R1,t);</p><p>  subp

102、lot(2,3,4);</p><p>  ezplot(r1,[-3,3]);</p><p>  title('滿足相位條件');</p><p>  axis([-3,3,-4,0.2])</p><p>  subplot(2,3,5);</p><p>  ezplot('R1'

103、;);</p><p>  title('幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,-3,3]);</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(R1,v,a);</p&g

104、t;<p>  C(i)=angle(R11);</p><p><b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,6);</p><p>  

105、plot(b,C);</p><p>  axis([-3,3,-3,3]);</p><p>  title('相位譜');</p><p><b> ?。?)源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b> 

106、 clear</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  syms t v;</b></p><p>  e=exp(-2*abs(t));</p><p>  subplot(2,3,1);</p><p>  ezplo

107、t(e,[-3,3]);</p><p>  axis([-3,3,-0.2,2]);</p><p>  Fe=fourier(e,v);</p><p>  subplot(2,3,2);</p><p>  ezplot(Fe,[-3,3]);</p><p>  title('幅度譜');<

108、;/p><p>  axis([-3,3,0,2]);</p><p><b>  i=1;</b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(Fe,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</p><p>

109、;<b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b></p><p>  b=-3:0.02:3;</p><p>  subplot(2,3,3);</p><p>  plot(b,C);</p><p>  title('相位譜'

110、;);</p><p>  axis([-3,3,-1,1]);</p><p>  H1=v^2*(1-j*v)/(1+j*v);</p><p><b>  R1=Fe*H1;</b></p><p>  D=abs(R1);</p><p>  r1=ifourier(R1,t);</

111、p><p>  subplot(2,3,4);</p><p>  ezplot(r1,[-3,3]);</p><p>  title('兩個條件均不滿足');</p><p>  axis([-3,3,-0.5,7]);</p><p>  subplot(2,3,5);</p><

112、p>  ezplot('4*abs(1/(4+v^2)*v^2*(1-i*v)/(1+i*v))');</p><p>  title('幅度譜');</p><p>  axis([-3,3,0,2]);</p><p>  subplot(2,3,6)</p><p><b>  i=1;&

113、lt;/b></p><p>  for a=-3:0.02:3</p><p>  R11=subs(R1,v,a);</p><p>  C(i)=angle(R11);</p><p><b>  i=i+1;</b></p><p><b>  end</b>&

114、lt;/p><p>  a=-3:0.02:3;</p><p>  plot(a,C);</p><p>  title('相位譜');</p><p>  axis([-3,3,-3,3]);</p><p><b>  五、思考題</b></p><p>

115、  1、連續(xù)系統頻域與復頻域分析的基本方法是什么?</p><p>  頻域分析方法:將激勵信號分解為正弦分量,找出聯系響應與激勵的系統函數H(jw),求每一頻率分量的響應,從響應的頻譜函數R(jw)求傅里葉反變換從而求得響應r(t)。</p><p>  復頻域分析方法:通過拉普拉斯變換將時域中的積分微分方程變成復頻域中的代數方程,在復頻域中進行代數運算后則可得到系統響應的復頻域解,將此

116、解在經反變換則得到最終的時域解。</p><p>  2、若信號經過系統不發(fā)生失真,則對系統頻響有何要求?</p><p>  系統頻響的幅頻特性在整個頻率范圍中為一常數,即系統具有無限頻寬的響應均勻的通頻帶,系統的相頻特性是經過原點的直線。</p><p>  實驗五 信號采樣與重建</p><p><b>  一、實驗目的<

117、;/b></p><p>  1、 深刻理解采樣定理的內容。</p><p>  2、掌握信號采樣后的頻譜。</p><p><b>  二、實驗設備</b></p><p>  安裝有matlab6.5 以上版本的PC 機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理</

118、b></p><p><b>  四、實驗內容:</b></p><p>  1、已知f (t) = Sa(2t),以fs為采樣頻率,對f (t)進行采樣得到fa(t) ,觀</p><p>  察隨著fs 由小變大, fa(t)頻譜的變化,最后得出fa(t)與f (t)兩者頻譜</p><p><b>

119、  之間的關系。</b></p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b>  close</b></p><p><b>  clear</b></p><p

120、><b>  syms t w;</b></p><p>  f=sin(2*t)/(2*t);</p><p>  subplot(3,2,1);</p><p>  ezplot(f,[-5,5]);</p><p>  title('時域信號');</p><p>  

121、ff=fourier(f);</p><p>  subplot(3,2,2);</p><p>  ezplot(ff,[-5,5]);</p><p>  title('頻譜信號');</p><p>  fs=1;fc=0;</p><p>  for n=-6:6</p><

122、p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p><p><b>  end</b></p><p>  subplot(3,2,4);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);</p><p&

123、gt;  title('采樣信號頻譜,采樣頻率1');</p><p>  fs=3;fc=0;</p><p>  for n=-3:3</p><p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p><p><b&

124、gt;  end</b></p><p>  subplot(3,2,5);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);</p><p>  title('采樣信號頻譜,采樣頻率3');</p><p>  fs=5;fc=0;</p><p>  for n=-3:3&l

125、t;/p><p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p><p><b>  end</b></p><p>  subplot(3,2,6);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);<

126、/p><p>  title('采樣信號頻譜,采樣頻率5');</p><p>  fs=0.5;fc=0;</p><p>  for n=-3:3</p><p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p>

127、<p><b>  end</b></p><p>  subplot(3,2,3);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);</p><p>  title('采樣信號頻譜,采樣頻率0.5');</p><p>  2、 由實驗1 中采樣得到的離散信號重建對應的連續(xù)時間

128、信號:情況</p><p>  一、f s ≥ 2f m;情況二、f s < 2f m。提示根據內插公式重建連續(xù)時間信</p><p>  號,或者根據采樣后頻譜通過低通濾波器的形式重建連續(xù)時間信號。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  clc</b>&l

129、t;/p><p><b>  close</b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  syms t w;</b></p><p>  f=sin(2*t)/(2*t);</p><p>  subplot(4,2,1)

130、;</p><p>  ezplot(f,[-5,5]);</p><p>  title('時域信號');</p><p>  ff=fourier(f);</p><p>  subplot(4,2,2);</p><p>  ezplot(ff,[-5,5]);</p><p&

131、gt;  title('頻譜信號');</p><p>  fs=3;fc=0;</p><p>  for n=-3:3</p><p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p><p><b>  end

132、</b></p><p>  subplot(4,2,3);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);</p><p>  title('采樣信號頻譜,fs≥2fm(fs=3)');</p><p>  G=-heaviside(w-4)+heaviside(w+4);</p>&

133、lt;p><b>  Fc=fc*G;</b></p><p>  f1=ifourier(Fc)/fs;</p><p>  subplot(4,2,5);</p><p>  ezplot(Fc,[-40,40]);</p><p>  title('重建信號頻譜,fs≥2fm(fs=3)');

134、</p><p>  subplot(4,2,7);</p><p>  ezplot(f1,[-5,5]);</p><p>  title('重建時域信號,fs≥2fm(fs=3)');</p><p>  fs=0.5;fc=0;</p><p>  for n=-3:3</p>&

135、lt;p>  fc=fc+(pi/2)*fs*(-heaviside(w-2-n*2*pi*fs)+heaviside(w+2-n*2*pi*fs));</p><p><b>  end</b></p><p>  subplot(4,2,4);</p><p>  ezplot(fc,[-40,40]);</p><

136、;p>  title('采樣信號頻譜,fs<2fm(fs=0.5)');</p><p>  G=-heaviside(w-4)+heaviside(w+4);</p><p><b>  Fc=fc*G;</b></p><p>  f1=ifourier(Fc)/fs;</p><p> 

137、 subplot(4,2,6);</p><p>  ezplot(Fc,[-40,40]);</p><p>  title('重建信號頻譜,fs<2fm(fs=0.5)');</p><p>  subplot(4,2,8);</p><p>  ezplot(f1,[-5,5]);</p><p

138、>  title('重建時域信號,fs<2fm(fs=0.5)');</p><p><b>  五、思考題</b></p><p>  1、隨著采樣頻率 fs 從小到大變化,fa(t) 的頻譜發(fā)生怎樣的變化,與</p><p>  f (t)頻譜之間的關系如何?與理論計算結果之間是否完全一致?如</p>

139、<p>  果不一致,請分析可能是什么原因導致的?</p><p>  隨著采樣頻率 fs 從小到大變化,fa(t) 的頻譜剛開始時出現混疊現象,之后會出現不相互疊加的頻譜,并且相鄰頻譜之間的間隔越來越大,幅度會增大一些。</p><p>  2、 采樣頻率f s 分別滿足情況一與情況二時,由fa (t)重建的(t)與原信號f (t)是否完全相同?如果不相同,試分析原因。&l

140、t;/p><p>  情況一:重建的圖像衰減一定幅度得到的圖像和原圖像完全相同。</p><p>  情況二:不一樣。因為fa (t) 出現混疊現象,使其解調后的圖像與原圖像不同。</p><p>  實驗六 離散時間信號和系統分析</p><p><b>  一、 實驗目的</b></p><p>

141、  1. 掌握常用離散信號的MATLAB 表示方法。</p><p>  2、掌握用MATLAB 計算卷積和及零狀態(tài)響應的方法。</p><p><b>  二、 實驗設備</b></p><p>  安裝有matlab6.5 以上版本的PC 機一臺。</p><p><b>  三、實驗原理 </b&g

142、t;</p><p><b>  四、實驗內容</b></p><p>  1、用MATLAB表示離散信號:,Asin(k)。</p><p><b>  源程序:</b></p><p><b>  clc</b></p><p><b> 

143、 close</b></p><p><b>  clear</b></p><p><b>  k=-3:3;</b></p><p>  fk=2.^(k);</p><p>  subplot(1,2,1);</p><p>  stem(k,fk,'

144、;filled');</p><p>  axis([-4,4,0,9]);</p><p><b>  h=-7:7;</b></p><p>  fh=2*sin(h);</p><p>  subplot(1,2,2);</p><p>  stem(h,fh,'filled

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