MATLAB信号的表示和运算,实验一基本信号在matlab中的表示和运算.doc

实验一基本信号在matlab中的表示和运算.doc

实验一基本信号在MATLAB中的表示和运算一、实验目的1．学会用MATLAB表示常用连续信号的方法；2．学会用MATLAB进行信号基本运算的方法；二、实验原理1．连续信号的MATLAB表示MATLAB提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。数值法是定义某一时间范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形；符号法是利用MATLAB的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解析式，也可用绘图语句画出其波形图。例11指数信号指数信号在MATLAB中用EXP函数表示。如，调用格式为FTAEXPAT程序是ATAETFA1A04T000110定义时间点FTAEXPAT计算这些点的函数值PLOTT,FT画图命令，用直线段连接函数值表示曲线GRIDON在图上画方格例12正弦信号正弦信号在MATLAB中用SIN函数表示。调用格式为FTASINWTPHIA1W2PIPHIPI/6T00018定义时间点FTASINWTPHI计算这些点的函数值PLOTT,FT画图命令GRIDON在图上画方格例13抽样信号抽样信号SATSINT/T在MATLAB中用SINC函数表示。定义为/SINTCTSAT3PIPI/1003PIFTSINCT/PIPLOTT,FTGRIDONAXIS10,10,05,12定义画图范围，横轴，纵轴TITLE 抽样信号 定义图的标题名字例14三角信号三角信号在MATLAB中用TRIPULS函数表示。调用格式为FTTRIPULST,WIDTH,SKEW，产生幅度为1，宽度为WIDTH，且以0为中心左右各展开WIDTH/2大小，斜度为SKEW的三角波。WIDTH的默认值是1，SKEW的取值范围是11之间。一般最大幅度1出现在TWIDTH/2SKEW的横坐标位置。T30013FTTRIPULST,4,05PLOTT,FTGRIDONAXIS3,3,05,15例15虚指数信号调用格式是FEXPJWTT000115WPI/4XEXPJWTXRREALX取实部XIIMAGX取虚部XAABSX取模XNANGLEX取相位SUBPLOT2,2,1,PLOTT,XR,AXIS0,15,MAXXA05,MAXXA05,TITLE 实部 SUBPLOT2,2,3,PLOTT,XI,AXIS0,15,MAXXA05,MAXXA05,TITLE 虚部 SUBPLOT2,2,2,PLOTT,XA,AXIS0,15,0,MAXXA1,TITLE 模 SUBPLOT2,2,4,PLOTT,XN,AXIS0,15,MAXXN1,MAXXN1,TITLE 相角 SUBPLOTM,N,I命令是建立M行N列画图窗口，并指定画图位置I例16复指数信号调用格式是FEXPAJBTT00013A1B10FEXPAJBTSUBPLOT2,2,1,PLOTT,REALF,TITLE 实部 SUBPLOT2,2,3,PLOTT,IMAGF,TITLE 虚部 SUBPLOT2,2,2,PLOTT,ABSF,TITLE 模 SUBPLOT2,2,4,PLOTT,ANGLEF,TITLE 相角 例17矩形脉冲信号矩形脉冲信号可用RECTPULS函数产生，调用格式为YRECTPULST,WIDTH,幅度是1，宽度是WIDTH，以T0为对称中心。T20012WIDTH1FT2RECTPULST,WIDTHPLOTT,FTGRIDON例18单位阶跃信号单位阶跃信号UT用“T0”产生，调用格式为FTT0T10015FTT0PLOTT,FTGRIDONAXIS1,5,05,15例19正弦信号符号算法SYMST定义符号变量TYSINPI/4T符号函数表达式EZPLOTY,16,16符号函数画图命令或者FSYM SINPI/4T 定义符号函数表达式EZPLOTF,16,16例110单位阶跃信号MATTLAB符号数学函数HEAVISIDE表示阶跃信号，但要画图需在工作目录创建HEAVISIDE的M文件FUNCTIONFHEAVISIDETFT0保存，文件名是HEAVISIDE，调用该函数即可画图，例T10013FHEAVISIDETPLOTT,FAXIS1,3,02,12或者YSYM HEAVISIDET EZPLOTY,1,5GRIDON2．信号基本运算的MATLAB实现信号基本运算是乘法、加法、尺度、反转、平移、微分、积分，实现方法有数值法和符号法例111以FT为三角信号为例，求F2T,F22TT300013FTTRIPULST,4,05SUBPLOT3,1,1PLOTT,FTGRIDONTITLE FT FT1TRIPULS2T,4,05SUBPLOT3,1,2PLOTT,FT1GRIDONTITLE F2T FT2TRIPULS22T,4,05SUBPLOT3,1,3PLOTT,FT2GRIDONTITLE F22T 例112已知F1TSINWT,F2TSIN8WT,W2PI,求F1TF2T和F1TF2T的波形图W2PIT00013F1SINWTF2SIN8WTSUBPLOT211PLOTT,F11, ,T,F11, ,T,F1F2GRIDON,TITLE F1TF2T SUBPLOT212PLOTT,F1, ,T,F1, ,T,F1F2GRIDON,TITLE F1TF2T 符号算法也可实现上述运算，以信号的微积分运算为例说明符号算法应用微分的调用格式为DIFFFUNCTION,’VARIABLE’,N积分的调用格式为INTFUNCTION,’VARIABLE’,A,B式中FUNCTION表示要微分或积分的函数，VARIABLE表示运算变量，N表示求导阶数，默认值是求一阶导数，A是积分下限，B是积分上限，AB默认是求不定积分。例113求一阶导数的例题，已知，SIN21XYXYLSICLEARSYMSAXY1Y2定义符号变量A，X，Y1，Y2Y1SINAX2符号函数Y1Y2XSINXLOGX符号函数Y2DY1DIFFY1,’X’无分号直接显示结果DY2DIFFY2无分号直接显示结果例114求积分的例题，，DXAX25102DXECLEARSYMSAXY3Y4Y3X5AX2SQRTX/2Y4XEXPX/1X2IY3INTY3, X IY4INTY4,0,1三、上机实验内容1．验证实验原理中程序2．画出信号波形(1)(2)2TETF2COS1TTTF3．信号，求、波形COS2FF四、实验要求1在MATLAB中输入程序，验证实验结果，并将实验结果存入指定存储区域。2对于程序设计实验，要求通过对验证性实验的练习，自行编制完整的实验程序，实现对信号的模拟，并得出实验结果。3在实验报告中写出完整的自编程序，并给出实验结果。五、思考题1冲击信号与阶跃信号各有什么特点2如何利用基本信号表示方波、三角波等信号