信号与系统实验指导书

信号系统实验指导书
实验目
1 掌握Matlab绘制波形图方法学会常见波形图绘制
2 掌握Matlab编写函数方法
3 通周期信号非周期信号观察加深周期信号理解

二 实验容
1 实验原理计算实例
11 绘制波图基函数
Matlab种基矩阵数组编程语言变量成矩阵仅强计算功种样画图功
里介绍信号系统分析中常见Matlab函数包括Matlab提供部函数定义函数
命令窗口中次执行条Matlab语句者生成程序存M文件供执行生成函数命令窗口中执行面介绍基函数
（1） 单位阶跃函数
M文件名：um

单位阶跃函数（连续离散）
调格式 yu（t） 产生单位阶跃函数
function yu(t)
y(t>0)

（2） 门函数
M文件名：rectplusmMatlab部函数

调格式 yrectplus(t) 产生高度1宽度1门函数
调格式 yrectplus(tW) 产生高度1宽度W门函数

（3） 三角脉函数
M文件名：tripulsmMatlab部函数

调格式 ytripuls(t) 产生高度1宽度1三角脉函数
调格式 ytripuls(tw) 产生高度1宽度w三角脉函数
调格式 ytripuls(tws)产生高度1宽度w三角脉函数
1 S1时三角形顶点左边

（4） 抽样函数
M文件名：Sam

抽样函数（连续者离散）
高度1
调格式 ySa(t)产生高度1第零点π

function fSa(t)
fsinc(tpi) sinc(t)sin(πt)(πt)MATLAB函数

（5） 符号函数
M文件名：signmMatlab部函数
（6） 周期方波
M文件名：squaremMatlab部函数

调格式： ysquare(w0*t) 产生基频 w0（周期T2πw0）周期方波占空50
调格式： ysquare(w0*tDUTY) 占空DUTYtT*100t周期中信号正时间长度

（7） 周期锯齿波三角波
M文件名：sawtoothmMatlab部函数
调格式 y sawtooth(w0*t)产生基频w0（周期T2πw0）周期锯齿波正斜率锯齿波
调格式 y sawtooth(w0*tWIDTH) 参数WIDTH05时产生周期三角波WIDTH0时产生斜率负周期锯齿波

例21 画出列信号波形图
（a） 正弦信号sin(02πt)
（b） 门函数G2(t)
（c） 机信号
（d） 离散信号cos(01πk)k0±1±2…
（e） 周期 T10s周期锯齿波信号
（f） 指数衰减余弦信号2et6cosπ t













解：Matlab计算程序：
画正弦信号波形
t02*pit12*pidt002
tt0dtt1
fsin(pi2*t)
max_fmax(f)
min_fmin(f)
plot(tf'linewidth'2)
gridline([t0 t1][0 0])
axis([t0t1min_f02max_f+02])
xlabel('t(sec)')title('正弦信号波形')

画门函数程序
t03t13dt002
tt0dtt1
frectpuls(t2)
max_fmax(f)
min_fmin(f)
plot(tf'linewidth'2)
gridline([t0 t1][0 0])
axis([t0t1min_f02max_f+02])
xlabel('t(sec)')title('门函数波形')






















画机信号程序
t08t18dt015
tt0dtt1
frandn(1length(t))
max_fmax(f)
min_fmin(f)
plot(tf'linewidth'2)
gridline([t0 t1][0 0])
axis([t0t1min_f02max_f+02])
xlabel('t(sec)')title('机信号波形')







画离散余弦信号程序
n020n120
nn0n1
fcos(pi*n10)
max_fmax(f)
min_fmin(f)
stem(nf'')
axis([n0n1min_f02max_f+02])
xlabel('k')title('离散余弦信号波形')







画周期锯齿波波形
t06*pit16*pidt005
tt0dtt1
fsawtooth(pi5*t0)
max_fmax(f)
min_fmin(f)
plot(tf'linewidth'2)
gridline([t0 t1][0 0])
axis([t0t1min_f02max_f+02])
xlabel('t(sec)')title('周期锯齿波波形')

画指数衰减余弦信号波形
t04*pit12*pidt001
tt0dtt1
f12*exp(t6)*cos(pi*t)
f22*exp(t6)
f32*exp(t6)
max_fmax(f1)
min_fmin(f1)
plot(tf1'linewidth'2)
hold on
plot(tf2'')
hold on
plot(tf3'')
line([t0 t1][0 0])
line([0 0][min_f05 max_f+02])
axis([t0 t1 min_f05 max_f+02])
xlabel('t(sec)')
hold off
gtext('2e^{t6}cos(\pi t)')
title('指数衰减余弦信号波形')













12 周期信号判断
正弦信号典型周期信号意定频率正弦信号总周期两正弦信号定周期取决正弦信号周期频率间关系正弦信号组合周期T 正弦信号完成整数周期先持续时间计算周期LCM（公倍数）出基频f0周期T倒数等频率GCD（公约数）周期理数频率约周期信号
例22 观察面信号否周期信号
（a） f1t2sin23πt+4cos12πt+4cos13πt15π
（b） f2tsint+3cosπt
解：（a）f1t中分量周期（s）分346
f1t公周期TLCM(346)12sf1t周期T12s周期信号
Matlab程序：
观察周期信号周期
tlinspace(1313400)
f2*sin(23*pi*t)+4*cos(05*pi*t)+4*cos(13*pi*t15*pi)
plot(tf)
xlabel('Time(sec)')
[xy]ginput(2) 返回前鼠标位置
text(97['\bf周期：T'num2str(x(2)x(1))'sec'])
显示周期















程序运行会图出现动十字函数ginput(2)作移动鼠标线准波形值时左键移动鼠标线准波形值时左键周期显示图中图图示显然周期周期T≈12s

（c） 两分量频率ω11radsω2πrads值理数法找出公周期f2t非周期
Matlab程序：
观测周期信号周期
tlinspace(1212400)
fsin(t)+3*cos(pi*t)
plot(tf)
xlabel('Time(sec)')
















程序运行图形图示显然周期

三 实验练
1 Matlab画出列信号波形
（a） f1tε(cost)
（b） f2tt2[εt+2ε(t2)]
（c） f3tsinπt[εtε(2t)]
（d） f4tG2(t)sgn(t)
（e） f5tG6(t) Q6(t2)
（f） f6tε(2t)sin⁡(πt)

2 Matlab绘制出连续时间信号时域波形观察信号否周期信号周期周期少？
（a） f1t3cosπ2t+2sinπt+sin⁡(2πt)
（b） f2tcost+2cos4t+sin⁡(5t)
（c） f3tsin⁡(πt)+2cos2t


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