習(xí)題1繪制典型信號(hào)及其頻譜圖

1、精選文檔習(xí)題一 繪制典型信號(hào)及其頻譜圖電子工程學(xué)院 202班 一、 單邊指數(shù)信號(hào)單邊指數(shù)信號(hào)的理論表達(dá)式為信號(hào)名稱時(shí)間函數(shù) 頻譜函數(shù)單邊指數(shù)脈沖 對(duì)提供的MATLAB程序作了一些說(shuō)明性的補(bǔ)充，MATLAB程序?yàn)?單邊指數(shù)信號(hào)clc;close all;clear all;E=1;a=1;%調(diào)整a的值，觀察不同a的值對(duì)信號(hào)波形和頻譜的影響t=0:0.01:4;w=-30:0.01:30;f=E*exp(-a*t);F=1./(a+j*w);figure(1);plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)');title('信號(hào)時(shí)域圖

2、像');figure(2);plot(w,abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(omega)|');title('幅頻特性');figure(3);plot(w,20*log10(abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(omega)| in dB');title('幅頻特性/dB');figure(4);plot(w,angle(F)*57.29577951);xlabel('omega');ylabel('p

3、hi(omega)/（°）');title('相頻特性');調(diào)整，將a分別等于1、5、10等值，觀察時(shí)域波形和頻域波形。由于波形較多，現(xiàn)不失代表性地將a=1和a=5時(shí)的各個(gè)波形圖列表如下進(jìn)行對(duì)比，其他a值的情況類似可推知。a15時(shí)域圖像幅頻特性幅頻特性/dB相頻特性分析：由上表中a=1和a=5的單邊指數(shù)信號(hào)的波形圖和頻譜圖的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)a值增大時(shí)，信號(hào)的時(shí)域波形減小得很快，而其幅頻特性的尖峰變寬，相頻特性的曲線趨向平緩。二、 矩形脈沖信號(hào)矩形脈沖信號(hào)的理論表達(dá)式為信號(hào)名稱時(shí)間函數(shù) 頻譜函數(shù)矩形脈沖MATLAB程序?yàn)椋?矩形脈沖信號(hào)clc;close all

4、;clear all;E=1;%矩形脈沖幅度width=2;%對(duì)應(yīng)了時(shí)域表達(dá)式中的taot=-4:0.01:4;w=-5:0.01:5;f=E*rectpuls(t,width); %MATLAB中的矩形脈沖函數(shù)，width即是tao，t為時(shí)間F=E*width*sinc(w.*width/2);figure(1);plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)');title('信號(hào)時(shí)域圖像');figure(2);plot(w,abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(o

5、mega)|');title('幅頻特性');figure(3);plot(w,20*log10(abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(omega)| in dB');title('幅頻特性/dB');figure(4);plot(w,angle(F);xlabel('omega');ylabel('phi(omega)');title('相頻特性');調(diào)整，將分別等于1、4等值，觀察時(shí)域波形和頻域波形。由于波形較多，現(xiàn)不失代表性地將a=1和a=

6、4時(shí)的各個(gè)波形圖列表如下進(jìn)行對(duì)比，其他值的情況類似可推知。14時(shí)域圖像幅頻特性幅頻特性/dB相頻特性分析：由以上的圖標(biāo)對(duì)比可知，（1） 解釋“幅值特性/dB”中許多向下跳變的尖峰這是由于求取分貝數(shù)要用lg函數(shù)，lg0為負(fù)無(wú)窮，所以出現(xiàn)了圖像中的很多向下跳變的尖峰。實(shí)際上，矩形脈沖信號(hào)一般不看以分貝為單位的幅頻特性曲線。三、 升余弦脈沖信號(hào)升余弦信號(hào)的理論表達(dá)式為：信號(hào)名稱時(shí)間函數(shù) 頻譜函數(shù)升余弦脈沖MATLAB程序?yàn)椋?升余弦信號(hào)clc;close all;clear all;E=1;width=2;%對(duì)應(yīng)了時(shí)域表達(dá)式中的taot=-4:0.01:4;w=-5:0.01:5;f1=E*rect

7、puls(t,width);%MATLAB中的矩形脈沖函數(shù)，width即是tao，t為時(shí)間f=0.5*(1+cos(2*pi.*t/width).*f1;%用矩形脈沖函數(shù)乘以因子得到升余弦函數(shù)F=E*width*sinc(w.*width/2)*0.5./(1-(w*width*0.5/pi).2);figure(1);plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)');title('信號(hào)時(shí)域圖像');figure(2);plot(w,abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F

8、(omega)|');title('幅頻特性');figure(3);plot(w,20*log10(abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(omega)| in dB');title('幅頻特性/dB');figure(4);plot(w,angle(F);xlabel('omega');ylabel('phi(omega)');title('相頻特性');調(diào)整，將分別等于1、4等值，觀察時(shí)域波形和頻域波形。由于波形較多，現(xiàn)不失代表性地將=1和=

9、4時(shí)的各個(gè)波形圖列表如下進(jìn)行對(duì)比，其他值的情況類似可推知。14時(shí)域圖像幅頻特性幅頻特性/dB相頻特性分析：（1） 首先解釋=4時(shí)，幅值譜中出現(xiàn)的極大值的原因如下所示，生余弦脈沖的時(shí)域頻域表達(dá)式如下所示。由生余弦函數(shù)的傅立葉變換表達(dá)式可知，當(dāng)分母等于0時(shí)，幅值就會(huì)變?yōu)闊o(wú)窮。圖中的極大值即是值接近極點(diǎn)，使得幅值跳變到了很大的值。升余弦脈沖（2） 解釋“幅值特性/dB”中許多向下跳變的尖峰這是由于求取分貝數(shù)要用lg函數(shù)，lg0為負(fù)無(wú)窮，所以出現(xiàn)了圖像中的很多向下跳變的尖峰。實(shí)際上，升余弦信號(hào)一般不看以分貝為單位的幅頻特性曲線。四、 三角脈沖信號(hào)三角脈沖信號(hào)的理論表達(dá)式為：信號(hào)名稱時(shí)間函數(shù) 頻譜函數(shù)三

10、角脈沖MATLAB程序?yàn)椋?三角脈沖信號(hào)clc;close all;clear all;E=1;width=4;%對(duì)應(yīng)了時(shí)域表達(dá)式中的taot=-4:0.01:4;w=-5:0.01:5;f=E*tripuls(t,width);%MATLAB中的三角脈沖函數(shù)，width即是tao，t為時(shí)間F=0.5*E*width*(sinc(w.*width/4).2);figure(1);plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)');title('信號(hào)時(shí)域圖像');figure(2);plot(w,abs(F);xlabel(&

11、#39;omega');ylabel('|F(omega)|');title('幅頻特性');figure(3);plot(w,20*log10(abs(F);xlabel('omega');ylabel('|F(omega)| in dB');title('幅頻特性/dB');figure(4);plot(w,angle(F)*57.29577951);xlabel('omega');ylabel('phi(omega)/（°）');title('相頻特性');調(diào)整，將分別等于2、4等值，觀察時(shí)域波形和頻域波形。由于波形較多，現(xiàn)不失代表性地將=2和=4時(shí)的各個(gè)波形圖列表如下進(jìn)行對(duì)比，其他值的情況類似可推知。24時(shí)域圖像幅頻特性幅頻特性/dB相頻特性分析：（1） 首先對(duì)比=2和4時(shí)的結(jié)果，可以明顯看到三角脈沖寬度變寬之后其頻域的幅頻特性曲線反而變窄了，這與理論公式的結(jié)果相