實驗一 MATLAB編程環(huán)境及常用信號的生成及波形仿真

實驗一MATLAB編程環(huán)境及常用信號的生成及波形仿真一、實驗?zāi)康?、學(xué)會運用Matlab表示常用連續(xù)時間信號的方法2、觀察并熟悉這些信號的波形和特性:3、實驗內(nèi)容：編程實現(xiàn)如下常用離散信號：單位脈沖序列，單位階躍序列，矩形序列，實指數(shù)序列，正弦序列，復(fù)指數(shù)序列；二、實驗原理及實例分析2、如何表示連續(xù)信號？從嚴(yán)格意義上講，Matlab數(shù)值計算的方法不能處理連續(xù)時間信號。然而，可利用連續(xù)信號在等時間間隔點的取樣值來近似表示連續(xù)信號，即當(dāng)取樣時間間隔足夠小時，這些離散樣值能被Matlab處理，并且能較好地近似表示連續(xù)信號。3、Matlab提供了大量生成基本信號的函數(shù)。如：（1）指數(shù)信號：K*exp(a*t)（2）正弦信號：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi)（3）復(fù)指數(shù)信號：K*exp((a+i*b)*t)（4）抽樣信號：sin(t*pi)注意：在Matlab中用與Sa(t)類似的sinc(t)函數(shù)表示，定義為：（5）矩形脈沖信號：rectpuls(t,width)（6）周期矩形脈沖信號：square(t,DUTY)，其中DUTY參數(shù)表示信號的占空比DUTY%，即在一個周期脈沖寬度（正值部分）與脈沖周期的比值。占空比默認為0.5。（7）三角波脈沖信號：tripuls(t,width,skew)，其中skew取值范圍在-1~+1之間。（8）周期三角波信號：sawtooth(t,width)（9）單位階躍信號：y=(t>=0)常用的圖形控制函數(shù)1）學(xué)習(xí)clc,dir(ls),help,clear,format,hold,clf控制命令的使用和M文件編輯/調(diào)試器使用操作；2）主函數(shù)函數(shù)的創(chuàng)建和子程序的調(diào)用；3）plot,subplot,gridon,figure,xlabel,ylabel,title,hold,title,Legend,繪圖函數(shù)使用;axis([xmin,xmax,ymin,ymax])：圖型顯示區(qū)域控制函數(shù)，其中xmin為橫軸的顯示起點，xmax為橫軸的顯示終點，ymin為縱軸的顯示起點，ymax為縱軸的顯示終點。有時，為了使圖形具有可讀性，需要在所繪制的圖形中，加上一些網(wǎng)格線來反映信號的幅度大小。MATLAB中的gridon/gridoff可以實現(xiàn)在你的圖形中加網(wǎng)格線。gridon：在圖形中加網(wǎng)格線。gridoff：取消圖形中的網(wǎng)格線。functiony=delta(t)dt=0.01;y=(u(t)-u(t-dt))/dt;產(chǎn)生單位階躍信號的擴展函數(shù)為：%Unitstepfunctionfunctiony=u(t)y=(t>=0);%y=1fort>0,elsey=0請將這二個MATLAB函數(shù)分別以delta和u為文件名保存在work文件夾中，以后，就可以像教材中的方法使用單位沖激信號δ(t)和單位階躍信號u(t)。創(chuàng)建向量，創(chuàng)建矩陣；X=[135];Y=1:2:9;Z=J:INC:KA=[1;2;3;4;5;6]B=(1:6)’M=[123;456;789]向量元素的訪問五階幻方陣P=magic(5)P(2,4)=?P(2,2:4)=?P(2，：)=？P（：，4）=？P’,P^n,P*Q,A/B,A\B,A+B,inv;Zeros--------------------------產(chǎn)生全零陣；Eye----------------------------單位陣；Rand---------------------------均勻分布（0，1）；Randn--------------------------均值為0，方差為1正態(tài)分布陣；（七）畫圖函數(shù)說明：Plot-------------繪制曲線；引用格式：plot(xdata,ydata,’color_linestyle_marker’)例1：x=0:pi/1000:2*pi;y=sin(2*x+pi/4);plot(x,y);plot(x,y,’-.rv’);畫多條曲線：plot(x,y,x,y+1,x,y+2);gridon-------------顯示網(wǎng)格刻度；subplot------------繪制子圖命令；引用格式：subplot(m,n,p),m,n分別為將圖形窗體分割成的行數(shù)和列數(shù)，p為選定的窗體的序號；例：subplot(2,3,4)Figure;思考：將例1中y=f(x),y=f(x)-1,y=f(x)-2繪制在子圖中；（八）MATLAB中如何調(diào)用子函數(shù)子函數(shù)1：function[x,n]=impseq(np,ns,nf)生成x(n)=delta(n-np);ns<=n<=nf%ns為序列起始位置,nf為序列終止位置，np為脈沖位置；ifns>np|ns>nf|np>nferror('輸入位置參數(shù)不滿足ns<=np<=nf')elsen=[ns:nf];x=[(n-np)]==0;end子函數(shù)2：function[x,n]=stepseq(np,ns,nf)n=[ns:nf];x=[(n-np)>=0];主函數(shù)：（運行得到結(jié)果后，用上述命令修改）clear,ns=0;nf=10;np=3;ns3=-2[x1,n1]=impseq(np,ns,nf);[x2,n2]=stepseq(np,ns,nf);n3=ns3:nf;x3=exp((-0.2+0.5j)*n3);subplot(2,2,1),stem(n1,x1);title('單位脈沖序列')gridsubplot(2,2,3),stem(n2,x2,'.');title('單位階躍序列')gridsubplot(2,2,2),stem(n3,real(x3),'x');line([-5,10],[0,0])%?-oá×?±êgridtitle('復(fù)指數(shù)序列')ylabel('實部')subplot(2,2,4),stem(n3,imag(x3),'filled');gridline([-5,10],[0,0]),ylabel('虛部')grid注意：主程序和子程序必須放在同一路徑上，否則找不到子程序；具體實例：clear,%Clearallvariablescloseall,%Closeallfigurewindowsdt=0.01;%Specifythestepoftimevariablet=-2:dt:0.2;%Specifytheintervaloftimex=sin(2*pi*t);%Generatethesignalplot(t,x)%Openafigurewindowanddrawtheplotofx(t)title('Sinusoidalsignalx(t)')xlabel('Timet(sec)')1）單位脈沖序列生成：δ(n-1)n=[-3:3];%生成位置向量x=[(n-1)==0];%生成單個脈沖序列stem(n,x);axis([-3,3,0,1.5]);%標(biāo)示坐標(biāo)運行結(jié)果如下：2）單位脈沖序列生成：u(n+1)n=[-3:3];%生成位置向量x=[(n+1)>=0];%生成階躍序列stem(n,x);axis([-3,3,0,1.5]);gridon;xlabel(‘n’);ylabel(‘x’);title(‘階躍序列u(n+1)’);運行結(jié)果如下：3）單位矩形序列生成函數(shù)function[x,n]=rectseq(n0,n1,n2,N)%單位矩形序列生成函數(shù)%調(diào)用方式[x,n]=rectseq(n0,n1,n2,N)n=[n0:n2];%生成位置向量x=[(n-n1)>=0&((n1+N-1)-n)>=0];%生成矩形脈沖序列例：[x,n]=rectseq(-3,-1,4,5);stem(n,x);axis([-3,5,0,1.5]);4）生成實指數(shù)序列n=[0:10];%生成位置向量x=(0.6).^n;%生成實指數(shù)序列stem(n,x);axis([0,10,0,1.5]);4）生成實指數(shù)序列n=[0:10];%生成位置向量x=(0.6).^n;%生成實指數(shù)序列stem(n,x);axis([0,10,0,1.5]);5）正弦序列3sin(0.1πn+π/3)n=[0:1:20];%生成位置向量x=3*sin(0.1*pi*n+pi/3);%生成正弦序列stem(n,x);axis([0,20,-4,4]);6）復(fù)指數(shù)序列生成n=[-2:10];x=exp((0.2-0.5j)*n);%復(fù)指數(shù)序列subplot(1,2,1),stem(n,real(x));%用空心圓畫點line([-5,10],[0,0]);%畫橫坐標(biāo)subplot(1,2,2),stem(n,imag(x),'filled');%用實心圓畫點%line([-5,10],[0,0])思考：編程求模擬信號x(t)=2sin(4*pi*t)+5cos(8*pi*t)抽樣后序列的64點DFT的幅值譜與相位譜，抽樣頻率100Hz.N=64;n=0:63;t=0.01*n;q=n*2*pi/N;x=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t);y=fft(x,N);subplot(3,1,1);plot(t,x);title(‘sourcesignal’);subplot(3,1,