MATLAB连续时间信号的实现和时域基本运算(八)

简介: MATLAB连续时间信号的实现和时域基本运算(八)

1、实验目的:

1)熟悉常用连续时间信号的实现方法;

2)掌握连续时间信号的时域基本运算;

3)掌握实现基本函数及其运算的函数的使用方法;

4)加深对信号基本运算的理解。

2、实验内容:

2-1)、利用数值法编程实现冲激信号δ(t-2)和阶跃信号u(t-1),并绘制两者的波形。(注:t取值范围[-1, 4])

1. t0 = -1; t1 = 0; t2 = 4; dt = 0.05; %dt是信号时间间隔
2. t = t0: dt: t2;
3. x = 1/dt*(t==2);    %t=2时候的冲激函数
4. stairs(t,x);
1. t0 = -1; t1 = 1; t2 = 4; dt = 0.05;    %dt是信号时间间隔
2. t = t0:dt:t2;
3. k = length(t); %获取采样点的个数
4. n = floor((t1-t0)/dt);  %求t1对应的样本序号
5. u = [zeros(1, n), ones(1, k-n)]
6. stairs(t, u);%绘制阶梯图

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2-2)、分别利用数值法符号法实现连续正弦信号f(t)=ksin(ωt+φ)的图形绘制,其中取k=2ω=πφ=π/3。(注:t取值范围[-2π, 2π])

1. % 数值法
2. clear
3. t = -2 : 0.01 : 2;
4. k = 2; w = pi; fai = pi/3;
5. ft = k*sin(w*t+fai);
6. plot(t,ft);
7.
1. % 符号法
2. clear
3. syms k w t fai;
4. k = 2; w = pi; fai = pi/3;
5. ft = k*sin(w*t+fai);
6. ezplot(ft,[-2,2]);

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2-3)、利用数值法实现复指数信号e327a138104875b5c6ee2b079d427bf5_3a87498119fd45039b0b6e205681f3d9.png,并绘制其实部、虚部、模和相角图形(注:t取值范围[0, 3])。

1. t = -1 : 0.01 : 4; a = -3; b = 4;
2. ft = exp((a+j*b)*t);
3. subplot(2,2,1), plot(t,real(ft)), title('实部'),  grid     
4. subplot(2,2,3), plot(t,imag(ft)), title('虚部'),  grid     
5. subplot(2,2,2), plot(t,abs(ft)), title('模'),     grid 
6. subplot(2,2,4), plot(t,angle(ft)), title('相角'), grid

3b307d0ddea39cc554fa284abd9e1ef8_1d2c143a93e94690b876e08c465f84e7.png

2-4)、利用数值法编程实现幅度为2,周期为1,占空比为0.5的周期性方波信号(注:t取值范围[-1, 2])。

1. t = -1 : 0.01 : 2;
2. y = 2*square(2*pi*t,50);   %产方波信号,周期为1,占空比50%
3. stairs(t,y);
4. axis([-1,2,-2.2,2.2]);

3754e2ecebcabbb5f3caffafd84f5756_1ecd939f786942c2b512c98243ed411d.png

2-5)、利用数值法实现两信号81b7cca5e1ad44fad991aa1ddd17b4c5_d3b95f43ddeb4908b3c9f63a42e3ad1e.png的和与乘积运算,并绘制原始两信号与运算后的信号波形(注:t取值范围[0, 4])。

1. t = 0 : 0.01 : 4;
2. f1t = exp(-t);
3. f2t = sin(2*pi*t);
4. Sum = f1t+f2t;
5. p = f1t.*f2t; % 数组用点乘
6. plot(t, f1t, t, f2t);   % 原函数f1t、f2t图像
7. hold on;                % 保持图像
8. plot(t, Sum, t,p);% 和运算 乘积运算图像
9. hold off;

020d4022574413b515aea625b90a3bcf_5df9a12db42347c4a8b83b1e82192de1.png

2-6)、利用数值法实现将信号y=sin(t)的频率增为原来的2倍,并将y取倒相后进行翻转,在三个窗口分别显示原图与其2倍频图形、2倍频与其倒相图形、2倍频倒相与其翻转图形(注:t取值范围[0, 4π],原图形用蓝实线(第一个图形),另一个用红虚线)。

1. t = 0 : 0.01 : 4*pi; y = sin(t);    % 原信号
2. Double_Fre = sin(2*t);              % 2倍频信号
3. subplot(1,3,1); plot(t, y, '-b', t, Double_Fre, '--r');         %蓝色实线, 红色虚线
4. 
5. Double_Dao = -sin(2*t);             % 2倍频的倒相信号
6. subplot(1,3,2); plot(t, Double_Fre, '-b', t, Double_Dao, '--r'); % 尺度变换
7. 
8. Dou_Dao_fan = -sin(-2*t);           %2倍频倒相其翻转图形
9. subplot(1,3,3); plot(t, Double_Dao, '-b', t, Dou_Dao_fan, '--r'); % 二倍频倒相与其翻转图像

输出结果如下:

dd224e6c40a96c0a18035dd237e786b6_bb60e716fcc240a0b792aea4dfab0743.png

我觉得没问题~_~

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1. % 利用sbus 函数改变变量
2. 
3. clear
4. syms t;
5. ft = (1+t/2)*(heaviside(t+2)-heaviside(t-2));   %原函数ft
6. f1 = subs(ft, t, t-2);    % f(t-2)              
7. f2 = subs(ft, t, -t);     % f(-t)                 
8. f3 = subs(ft, t, 2*t);    % f(2t)               
9. f4 = subs(ft, t, t/2+1); f4 = diff(f4); % 求导
10. f5 = subs(ft, t, 2-t);  f5 = int(f5);   % 积分
11. 
12. subplot(2,3,1); ezplot(ft, [-3,3]); title('f');
13. subplot(2,3,2); ezplot(f1, [-1,5]); title('f1');
14. subplot(2,3,3); ezplot(f2, [-3,3]); title('f2');
15. subplot(2,3,4); ezplot(f3, [-3,3]); title('f3');
16. subplot(2,3,5); ezplot(f4, [-3,3]); title('f4');
17. subplot(2,3,6); ezplot(f5, [-3,6]); title('f5');

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