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文檔簡介
1、<p><b> 信號與線性系統(tǒng)</b></p><p><b> 課程設(shè)計</b></p><p><b> 班級:</b></p><p><b> 學(xué)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)分析 ……………………… 39</p><p> 實驗總結(jié) ………………………………………………… 46</p><p> 實驗一 連續(xù)信號的時域分析</p
4、><p><b> 一、實驗?zāi)康?lt;/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(shè)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(nèi)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(shù)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(tǒng)的時域分析</p><p><b> 一、實驗?zāi)康?lt;/b></p><p> 1、掌握卷積計算方法。</p>
23、<p> 2、掌握函數(shù)lsim,impulse,step 的用法,lsim 為求取零狀態(tài)響應(yīng),</p><p> impulse 為求取單位脈沖響應(yīng),step 為求取單位階躍響應(yīng)。</p><p> 3、運用課堂上學(xué)到的理論知識,從RC、RL 一階電路的響應(yīng)中正確</p><p> 區(qū)分零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、自由響應(yīng)與受迫響應(yīng)。</p>
24、;<p><b> 二、實驗設(shè)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(nèi)容</b></p><p> 1. 分別用函數(shù)lsim 和
25、卷積積分兩種方法求如圖7 所示系統(tǒng)的零狀態(tài)</p><p> 響應(yīng)。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(tǒng)的沖激響應(yīng)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(tǒng)的沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)。</p><p><b> 沖激響應(yīng)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(yīng)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(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)為激勵與沖擊響應(yīng)的卷積?</p><p> 答:根據(jù)卷積的定義,函數(shù)e(t)與函數(shù)h(t)相卷積后,就是在變量由負無窮到正無窮范圍內(nèi),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(yīng)與系統(tǒng)的特性和外加激勵有關(guān),所以如問題。</p><p> 2. 利用卷積積分法計算系統(tǒng)響應(yīng)應(yīng)從幾個方面進行?</p><p> 答:利用卷積積分法先要將系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)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?zāi)康?lt;/b></p><p> 1. 掌握周期信號的頻譜—— Fourier 級數(shù)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(zhì)。</b></p><p> 3. 掌握調(diào)制與解調(diào)的
39、基本原理及濾波器的使用。</p><p><b> 二、實驗設(shè)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(nèi)容</b></p><
40、p> 1. 求如圖所示周期矩形脈沖信號的Fourier級數(shù)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(shè)T為2*pi</p><p> N=9; %設(shè)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(shù)');</p><p> h=exp(-j*n*2*pi/T*t); %用指數(shù)傅里葉級數(shù)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(shù)</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(shù)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(shù)作圖函數(shù)</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(shù)作圖函數(shù)</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(diào)制信號為一取樣信號,利用MATLAB 分析幅度調(diào)制(AM)產(chǎn)生</p><p> 的信號頻譜,比較信號調(diào)制前后的頻譜并解調(diào)已調(diào)信號。設(shè)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(shù)');</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(diào)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(shù)</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(diào)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(jù)試驗1 的結(jié)果,解釋Gibbs 現(xiàn)象。</p><p> 答:因為對于具有不連續(xù)點的函數(shù),即使級數(shù)的項無限增大,在不連續(xù)處,級數(shù)之和不收斂于函數(shù)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(xiàn)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(fù)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(fù)振幅,所以也將稱為頻譜密度函數(shù)。</p><p><b> 聯(lián)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(guān)系為</p><p> F(jω)= ; =</p><p> 3、調(diào)制與解調(diào)的基本原理是什么?為什么要進行調(diào)制?</p>&l
66、t;p> 調(diào)制:調(diào)制就是使信號f(t)控制載波的某一個或某些參數(shù)(如振幅、頻率、相位等),是這些參數(shù)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(diào)制叫做連續(xù)波調(diào)制。調(diào)制后的載波就載有調(diào)制信號所包含的信息,稱為已調(diào)波。對于連續(xù)波調(diào)制,已調(diào)信號可以表示為:</p><p> 它有振幅頻率和相位三個參數(shù)構(gòu)成。改變?nèi)齻€參數(shù)中的任何一個都可以攜帶同樣的信息。因此連續(xù)波的調(diào)制可
67、分為調(diào)幅、調(diào)相、和調(diào)頻。</p><p> 解調(diào):解調(diào)是調(diào)制的逆過程,它的作用是從已調(diào)波信號中取出原來的調(diào)制信號。調(diào)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(fù)信號,就要從已調(diào)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(diào),是因為無線電通信是通過空間輻射方式傳輸信號的,調(diào)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(diào)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(xiàn)多路復(fù)用,不至于互相干擾。</p><p> 實驗四 連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析</p><p><b> 一、實驗?zāi)康模?lt;/b></p><p> 掌握連續(xù)時間系統(tǒng)變換域分析的基本方法。 </p><p><b> 二、實驗
69、設(shè)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(nèi)容:</b></p><p><b> 如圖所示系統(tǒng):</b></p><
70、;p> 對不同的RC值,用freqs函數(shù)畫出系統(tǒng)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(biāo)取值為0.707,紅線表示橫坐標(biāo)為100,綠線橫坐標(biāo)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(dāng)?shù)腞C值,濾除信號中的高頻分量并畫出信號和在s范圍內(nèi)的波形。提示: |H( jω)|為最大值的/2處對應(yīng)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(guān)系,然后根據(jù)題意選定ωc即可確定RC值。</p><p> 由(a)中的圖可知,當(dāng)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; ?。?) 系統(tǒng)滿足線性不失真條件時;</p><p> ?。?) 系統(tǒng)只滿足恒定幅值條件時;</p><p> ?。?) 系統(tǒng)只滿足相位條件時;</p><p> ?。?)系統(tǒng)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(shè)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(tǒng)頻域與復(fù)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(lián)系響應(yīng)與激勵的系統(tǒng)函數(shù)H(jw),求每一頻率分量的響應(yīng),從響應(yīng)的頻譜函數(shù)R(jw)求傅里葉反變換從而求得響應(yīng)r(t)。</p><p> 復(fù)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(fù)頻域中的代數(shù)方程,在復(fù)頻域中進行代數(shù)運算后則可得到系統(tǒng)響應(yīng)的復(fù)頻域解,將此
116、解在經(jīng)反變換則得到最終的時域解。</p><p> 2、若信號經(jīng)過系統(tǒng)不發(fā)生失真,則對系統(tǒng)頻響有何要求?</p><p> 系統(tǒng)頻響的幅頻特性在整個頻率范圍中為一常數(shù),即系統(tǒng)具有無限頻寬的響應(yīng)均勻的通頻帶,系統(tǒng)的相頻特性是經(jīng)過原點的直線。</p><p> 實驗五 信號采樣與重建</p><p><b> 一、實驗?zāi)康?lt
117、;/b></p><p> 1、 深刻理解采樣定理的內(nèi)容。</p><p> 2、掌握信號采樣后的頻譜。</p><p><b> 二、實驗設(shè)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(nèi)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(guān)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(yīng)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(jù)內(nèi)插公式重建連續(xù)時間信</p><p> 號,或者根據(jù)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(guān)系如何?與理論計算結(jié)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?qū)е碌模?lt;/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(xiàn)混疊現(xiàn)象,之后會出現(xiàn)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(xiàn)混疊現(xiàn)象,使其解調(diào)后的圖像與原圖像不同。</p><p> 實驗六 離散時間信號和系統(tǒng)分析</p><p><b> 一、 實驗?zāi)康?lt;/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(yīng)的方法。</p><p><b> 二、 實驗設(shè)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(nèi)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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