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  • 实验2利用MATLAB分析信号频谱系统频率特性实验2 利用MATLAB分析信号与系统频域特性 实验目的 1.深入理解信号频谱概念,掌握典型信号频谱以及Fourier 变换主要性质及其matlab实现; 2.学习掌握连续时间...

    实验2利用MATLAB分析信号频谱和系统的频率特性

    实验2 利用MATLAB分析信号与系统的频域特性 实验目的 1.深入理解信号频谱的概念,掌握典型信号的频谱以及Fourier 变换的主要性质及其matlab实现; 2.学习和掌握连续时间系统的频率特性及其幅度特性、相位特性的物理意义及其matlab实现; 3.掌握 抽样定理 实验原理一 傅立叶变换和反变换的Matlab实现 Matlab提供了能直接求解傅立叶变换和反变换的函数fourier()、ifourier()。 调用格式分别为: F=fourier(f) f=ifourier(F) 举例1 syms t x=exp(-2*abs(t)) F=fourier(x) subplot(211) ezplot(x) subplot(212) ezplot(F) 仿真波形 举例2 傅里叶变换的对称性 命令代码1: syms t r=0.01;%采样间隔 j=sqrt(-1); t=-15:r:15; f=sin(t)./t;%计算采样函数的离散采样点 f1=pi*(Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1));%计算脉宽为2的门信号的离散采样点 N=500;%采样点数 k = -N:N; W=5*pi*1;%设定采样角频率 w=k*W/N;%对频率采样 续 F=r*sinc(t/pi)*exp(-j*t'*w);%计算采样函数的频谱 F1=r*f1*exp(-j*t‘*w);%计算门函数的频谱 subplot(221);plot(t,f); xlabel('t'); ylabel('f(t)'); subplot(222); plot(w,F); axis([-2 2 -1 4]); xlabel('w'); ylabel('F(w)'); subplot(223); plot(t,f1); axis([-2 2 -1 4]); xlabel('t'); ylabel('f1(t)'); subplot(224); plot(w,F1); axis([-20 20 -3 7]); xlabel('w'); ylabel('F1(w)'); 仿真波形 仿真波形 实验原理二 连续时间系统频率响应的MATLAB实现 系统频率响应,是指系统在正弦信号激励下稳态响应随频率变化的情况,包括幅度随频率的响应和相位随频率的响应两个方面。 Matlab提供了专门对连续时间系统频率响应H(jω)进行分析的函数freqs()。该函数可以求出系统频率响应的数值解,并可绘出系统的幅频和相频响应曲线。 一般调用格式: [h,w]=freqs(b,a,n) 其中h为返回w所定义的频率点w上系统频率响应的幅值;b为系统频率响应分子多项式系数,a为系统频率响应分母多项式系数,n为输出频率点个数。 举例3 已知一RLC二阶低通滤波器,该电路的频率响应为 用freqs函数绘出该频率响应。 命令代码: b=[0 0 1]; a=[0.08 0.4 1]; [h,w]=freqs(b,a,100); h1=abs(h); h2=angle(h); subplot(211); plot(w,h1); grid xlabel('角频率(W)'); ylabel('幅度'); title('H(jw)的幅频特性'); subplot(212); plot(w,h2*180/pi); grid xlabel('角频率(W)'); ylabel('相位(度)'); title('H(jw)的相频特性'); 仿真波形 实验原理三 抽样定理的Matlab实现 举例4 用有限时宽余弦信号f(t)=cos(2πt/3)(0≤t ≤40)近似理想余弦信号,用Matlab编程画出该信号及其抽样信号的频谱,并对比观察过抽样和欠抽样状态。 解:首先计算该信号的临界抽样角频率 临界抽样频率 临界抽样周期 * * x = exp(-2*abs(t)) F = 4/(4+w^2) 时域抽样定理 一个频谱受限的信号 , 如果频谱只占据 的范围, 则信号 可以用等间隔的抽样值唯一的表示。而抽样间隔必须

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    实验报告

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    一、实验目的

    1、学习MATLAB 的基本用法。

    2、熟悉常见连续信号的意义、特性及波形。

    3、学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形。

    4、观察并熟悉这些信号的波形和特性。

    二、实验设备

    计算机,Matlab 软件

    三、实验原理

    信号一般是随时间而变化的某些物理量。按照自变量的取值是否连续,信号分为连续时间信号和离散时间信号,一般用()f t 和()f k 来表示。若对信号进行时域分析,就需要绘制其波形,如果信号比较复杂,则手工绘制波形就变得很困难,且难以精确。MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能,为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能,在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后,就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法。

    (1)指数信号at

    Ae

    指数信号at

    Ae

    在MATLAB 中可用exp 函数表示,其调用形式为: y=A*exp(a*t)

    (2)正弦信号

    正弦信号Acos(0ω*t+?)和Asin(0ω+?)分别用MATLAB 的内部函数cos 和sin 表示,其调用形式为:A*cos(0ω*t+phi)和 A*sin(0ω*t+phi)

    (3)抽样函数

    Sa(t)在MA TLAB 中用sinc 函数表示,其定义为:Sinc(t)=sin(πt)/(πt)

    其调用形式为: Y=sinc(t) (4)矩形函数

    矩形脉冲信号在MA TLAB 中用rectpuls 函数来表示,其调用形式为: y=rectpuls(t,width)

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    实验利用MATLAB分析信号频谱及系统的频率特性

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    实验报告

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    一、实验目的

    1、学习MATLAB的基本用法。

    2、熟悉常见连续信号的意义、特性及波形。

    3、学会使用MATLAB表示信号的方法并绘制信号波形。 4、观察并熟悉这些信号的波形和特性。

    二、实验设备

    计算机,Matlab软件

    三、实验原理

    信号一般是随时间而变化的某些物理量。按照自变量的取值是否连续,信号分为连续时间信号和离散时间信号,一般用f(t)和f(k)来表示。若对信号进行时域分析,就需要绘制其波形,如果信号比较复杂,则手工绘制波形就变得很困难,且难以精确。MATLAB强大的图形处理功能及符号运算功能,为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。根据MATLAB的数值计算功能和符号运算功能,在采用适当的MATLAB语句表示出信号后,就可以利用MATLAB中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB表示及其波形绘制方法。

    (1)指数信号Ae

    指数信号Ae

    at

    at

    在MATLAB中可用exp函数表示,其调用形式为: y=A*exp(a*t)

    (2)正弦信号

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    (3)抽样函数

    Sa(t)在MATLAB中用sinc函数表示,其定义为:Sinc(t)=sin( t)/( t)

    其调用形式为: Y=sinc(t) (4)矩形函数

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空空如也

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