发布时间 : 星期六 文章北京理工大学 信号与系统实验报告更新完毕开始阅读
.
本科实验报告
实验名称： 信号与系统实验
课程名称： 数字信号处理 任课教师： 范哲意 实验教师： 何冰松, 范哲意 学生姓名： 学号/班级： 学 院： 信息与电子学院 专 业： 信息工程 实验时间： 实验地点： 4-442 □ 原理验证 实验类型： □ 综合设计 □ 自主创新 组 号： 同组搭档： 成 绩：
'.
.
实验一 信号的时域描述与运算
一、实验目的
①掌握信号的MATLAB表示及其可视化方法。 ②掌握信号基本时域运算的MATLAB实现方法。
③利用MATLAB分析常用信号，加深对信号时域特性的理解。
二、实验原理与方法
1. 连续时间信号的MATLAB表示
连续时间信号指的是在连续时间范围内有定义的信号，即除了若干个不连续点外，在任何时刻信号都有定义。在MATLAB中连续时间信号可以用两种方法来表示，即向量表示法和符号对象表示法。
从严格意义上来说，MATLAB并不能处理连续时间信号，在MATLAB中连续时间信号是用等时间间隔采样后的采样值来近似表示的，当采样间隔足够小时，这些采样值就可以很好地近似表示出连续时间信号，这种表示方法称为向量表示法。表示一个连续时间信号需要使用两个向量，其中一个向量用于表示信号的时间范围，另一个向量表示连续时间信号在该时间范围内的采样值。例如一个正弦信号可以表示如下：
>> t=0:0.01:10; >> x=sin(t);
利用plot(t,x)命令可以绘制上述信号的时域波形，如图1所示。
如果连续时间信号可以用表达式来描述，则还可以采用符号表达式來表示信号。例如对于上述正弦信号，可以用符号对象表示如下：
>> x=sin(t); >> ezplot(X);
利用ezplot(x)命令可以绘制上述信号的时域波形
'.
.
10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-10124567Time(seconds)图1 利用向量表示连续时间信号38910
常用的信号产生函数
函数名 heaviside sin cos sinc exp 功能 单位阶跃函数 正弦函数 余弦函数 sinc函数 指数函数 sin(t) 函数名 rectpuls tripuls square sawtooth 功能 门函数 三角脉冲函数 周期方波 周期锯齿波或三角波 10.50-0.5-1-6-4024t图 2 利用符号对象表示连续时间信号-26
2.连续时间信号的时域运算
'.
.
对连续时间信号的运算包括两信号相加、相乘、微分、积分，以及位移、反转、尺度变换（尺度伸缩）等。
1）相加和相乘
信号相加和相乘指两信号对应时刻的值相加和相乘，对于两个采用向量表示的可以直接使用算术运算的运算符“+”和“*”来计算，此时要求表示两信号的向量时间范围和采样间隔相同。采用符号对象表示的两个信号，可以直接根据符号对象的运算规则运算。
2）微分和积分
对于向量表示法表示的连续时间信号，可以通过数值计算的方法计算信号的微分和积分。这里微分使用差分来近似求取的，由时间向量[t1,t2,?,tN]和采样值向量[x1,x2,?,xN]表示的连续时间信号，其微分可以通过下式求得
x'(t)|t?tk?xk?1?xk,k?1,2,?,N?1?t
其中?t表示采样间隔。MATLAB中用diff函数来计算差分
xk?1?xk。
连续时间信号的定积分可以由MATLAB的qud函数实现，调用格式为
quad ('function_name',a,b)
其中，function_name为被积函数名，a、b为积分区间。
对于符号对象表示的连续时间信号，MATLAB提供了diff函数和quad函数分别用于求微分和积分。
3.离散时间信号的MATLAB表示
离散时间信号仅在一些离散时刻有定义。在MATLAB中离散时间信号需要使用两个向量来表示，其中一个向量用于表示离散的时间点，另一个向量表示在这些时间点上的值。例如对于如下时间信号
x(n)?{?3,2,?1,2,1,?1,2,3}
采用MATLAB可以表示如下：
>> n=-3:4;
>> x=[-3 2 -1 2 1 -1 2 3]; >> stem(n,x,'filled');
'.