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实验一 连续信号的时域分析
一、实验目的
掌握利用Matlab画图函数和符号函数显示常用连续信号波形、连续信号在时域中的基本运算及连续信号的奇偶分解的方法。
二、实验内容
1、连续信号的波形表示(单边指数信号、正弦信号、复指数信号、Sinc函数、单位阶跃信号、单位冲击信号)
a. 画出教材(上册)P38习题1-9(4)的波形图。 b. 画出教材(上册)中P9图1-8。
c. 画出教材(上册)P39习题1-11(2)、(5)(a=2,t0=1)的波形图。 d. 用符号函数sign画出单位阶跃信号u(t-2)的波形(-5 e. 单位冲击信号可看作是宽度为?,幅度为1/?的矩形脉冲,即t=t1处的冲击信号为 ?1? t?t?t1??x1(t)???(t?t1)???1 ??0 other画出??0.5,t1=1的单位冲击信号。 f. 画出复指数信号f(t)?e(??j?)t当??0.5, ??10(0 a. 画出教材(上册)中P13图1-16、1-17(取??2). b. 利用符号函数subs画出教材(上册)中P11图1-13(a)(b)(c)(d),并与P38习题1-4进行对比。 3、信号的奇偶分解 利用符号函数subs画出教材(上册)中P40习题1-18(c)(d)的波形并画出信号的奇分量和偶分量的波形。 .1. 实验指导书(Matlab版) 信号与系统 实验二 线性系统的时域分析 一、实验目的 掌握利用Matlab工具箱求解线性时不变系统的冲激响应、阶跃响应和零状态响应,理解卷积概念。 二、实验内容 1、连续系统的冲击响应、阶跃响应、LTI连续系统的响应 a. 利用impulse和step函数画出教材(上册)P49方程(2-20)的冲击响应和阶跃响应的波形。 b. 利用lsim函数画出教材(上册)P49方程(2-20)当e(t)=4u(t)时的零状态响应的波形。 2、连续时间信号卷积 a. 画出教材(上册)P62图2-12(a)、(b)并利用conv函数画出它们的卷积积分P64图2-14。 b. 画出教材(上册)P84习题2-13(3)的f1(t)和f2(t),并利用conv函数画出它们的卷积积分。 .2. 实验三 连续时间周期信号的傅里叶级数 一、实验目的 掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的展开和合成,理解吉布斯现象,掌握周期矩形脉冲信号的频谱及不同周期、脉冲宽度对周期信号频谱的影响。 二、实验内容 1.周期信号的傅里叶级数的展开和合成 画出教材(上册)P99图3-6(b)(c)(d),进一步画出对称方波的7、9、11次谐波的傅里叶级数合成波形,观察吉布斯现象。 2.周期矩形脉冲信号的频谱 a. 画出周期矩形脉冲的傅里叶级数的频谱—教材(上册)P104图3-9(d); b. 取E=1,?=1, 画出教材(上册)P105图3-11(a)(b)右边的频谱; c. 取E=1,T1=10, 画出教材(上册)P106图3-12右边的频谱。 .3. 实验指导书(Matlab版) 信号与系统 实验四 非周期信号的频域分析 一、实验目的 理解非周期信号的频域分析方法,掌握典型信号的幅度谱和相位谱,理解信号的调制特性,掌握傅里叶变换的性质:尺度变换、时移、频移、卷积定理、对称性、微分特性。 二、实验内容 1、利用符号函数fourier和ifourier求傅里叶变换和傅里叶逆变换。 a. 利用符号函数fourier求教材(上册)P114双边指数信号当a=3时的傅里叶变换表达式。 b. 利用符号函数ifourier求教材(上册)P114公式(3-32)第一式当a=1时的傅里叶逆变换表达式。 1c. 利用符号函数fourier和ezplot画出f(t)?e?2tu(t)及其幅频谱。 22、矩形脉冲信号和周期矩形脉冲信号的频谱比较 画出教材(上册)P110图3-18右边的离散谱和连续谱。 3、幅度调制信号及其频谱 已知线性调制信号表示式如下: a. cos(?t)cos(?0t); b. [1.5?sin(?t)]cos(?0t) 式中?0?9?,试分别画出它们的波形图和频谱图 4、傅里叶变换的性质(尺度变换、时移、频移、卷积定理、对称性) a. 设f(t)?u(t?1)?u(t?1)?G2(t),求y(t)?u(2t?1)?u(2t?1)?G1(t)的频谱Y(j?),并与f(t)的频谱F(j?)进行比较。(提示:利用单位阶跃信号的符号函数Heaviside) 1?2t11eu(t)、 f1(t)?e?2(t?0.4)u(t?0.4)和f2(t)?e?2(t?0.4)u(t?0.4)的幅度222谱和相位谱,观察信号时移对信号频谱的影响。 b. 画出f(t)?c. 画出f(t)?u(t?1)?u(t?1)、f1(t)?f(t)e?j20t和f2(t)?f(t)ej20t的频谱,进行相互比较。 d. 画出f(t)?u(t?1)?u(t?1)、y(t)?f(t)*f(t)及其F(j?)、F(j?)?F(j?)和Y(j?)的图形,验证时域卷积定理。 e. 设f(t)?Sa(t),已知信号f(t)的傅里叶变换为 F(j?)??G2(?)??[u(??1)?u(??1)],求f1(t)??G2(t)的傅里叶变换F1(j?),画出各自的图形,并验证对称性。 .4.