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信号分析与处理实验_实验一.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.33M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    南京邮电大学 实 验 报 告 实验名称：信号的产生和运算 连续时间信号的频域分析 信号的时域采样和重建 离散傅里叶变换与应用 连续时间系统的频域和复频域分析 数字滤波器的设计与应用 信号处理的综合应用 课程名称 信号分析与处理实验 班级学号 B18011416 姓 名 李文进 开课时间 2019 /2020 学年 第二学期
    实验一 信号的产生和运算 基础知识回顾 1. 单位样本序列(通常称为离散时间冲激或单位冲激)用 [ ]n 表示，其定义为 [ ] n      1, 0, n n   0 0 2. 单位阶跃序列用 [ ]n 表示，其定义为 3. 指数序列由 [ ] n      1, 0, n n   0 0 [ ] x n n A 给定，其中 A 和可以是任意实数或任意复数，表示为 [ ] x n   A e o n j  ( )    n o   e ( oj    o ), A  j  A e   A e o n cos( )    n o   j A e o n sin( )    n o 4. 带有常数振幅的实正弦序列形如 [ ] x n  A cos( ) n   0 其中 A ， 0 和是实数。参数 A ， 0 和分别称为正弦序列 [ ]x n 的振幅、角 频率和初始相位。 5. 长度为 N 的两个序列 [ ]x n 和 [ ]h n 的乘积，产生长度也为 N 的序列 [ ]y n [ ] y n  [ ] [ ] x n h n  长度为 N 的两个序列 [ ]x n 和 [ ]h n 相加，产生长度也为 N 的序列 [ ]y n [ ] y n  [ ] x n  [ ] h n 用标量 A 与长度为 N 的序列 [ ]x n 相乘，得到长度也为 N 的序列 [ ]y n [ ] y n   [ ] A x n 无限长序列 [ ]x n 通过时间反转，可得到无限长序列 [ ]y n [ ] y n [ x n   ]
    无限长序列 [ ]x n 经过 M 延时，可得到无限长序列 [ ]y n [ ] y n  [ x n M  ] 若 M 是一个负整数，上式运算得到 [ ]x n 的超前。 一、实验目的 熟悉 Matlab 软件环境和常用函数，能够按照要求产生信号，对信号进行基 本运算。通过实验，加深理解连续和离散时间信号的时域表示。 二、实验内容 基于 Matlab 环境，产生常用的连续时间信号和离散时间序列（含正弦信号、 指数信号、阶跃信号等），绘制信号波形，实现信号的加、乘、移位、卷积等基 本运算。 三、实验过程与结果分析 1. 单位样本和单位阶跃序列 使用如下 MATLAB 命令，可产生长度为 N 的单位样本序列 u[n] u = [1 zeros(1,N-1)]; 延时 M 个样本且长度为 N 的单位样本序列 ud[n]，可用如下 MATLAB 命令产生，其中 M
    问题 1.2：命令 clf, axis, title, xlabel 和 ylabel 的作用是什么？ 答：clf：清空当前图窗窗口； axis：设置坐标轴范围和纵横比； xlabel：为 x 轴添加标签； ylabel：为 y 轴添加标签； 问题 1.3：修改程序 P1_1，以产生带有延时 11 个样本的延迟单位样本序列 ud[n]。运行修改 的程序并显示产生的序列。 < Insert program code here. Copy from m-file(s) and paste. > < Insert MATLAB figure(s) here. Copy from figure window(s) and paste. > clf; n = 0:30; ud= [zeros(1,11) 1 zeros(1,19)]; stem(n,ud); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([0 30 0 1.2]);
    问题 1.4：修改程序 P1_1，以产生单位阶跃序列 s[n]。运行修改的程序并显示产生的序列。 < Insert program code here. Copy from m-file(s) and paste. > < Insert MATLAB figure(s) here. Copy from figure window(s) and paste. > 修改的程序： clf; n = 0:30; u = [1.*n]; stem(n,u); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([0 30 0 30]); 产生的序列如下： 问题 1.5：修改程序 P1_1，以产生带有超前 7 个样本的延迟单位阶跃序列 sd[n]。运行修改 的程序并显示产生的序列。 < Insert program code here. Copy from m-file(s) and paste. > < Insert MATLAB figure(s) here. Copy from figure window(s) and paste. > 修改的程序： clf;
    n = -15:30; s = [zeros(1,8) ones(1,38)]; stem(n,s); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([-15 30 0 1.2]); 产生的序列如下： 2. 指数序列 指数序列可使用 MATLAB 运算符 .^ 和 exp 产生。 程序 P1_2 可生成一个复指数序列。 % Program P1_2 % Generation of a complex exponential sequence clf; c = -(1/12)+(pi/6)*i; K = 2; n = 0:40; x = K*exp(c*n); subplot(2,1,1); stem(n,real(x)); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Real part'); subplot(2,1,2); stem(n,imag(x)); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Imaginary part'); 程序 P1_3 可生成一个实指数序列。 % Program P1_3 % Generation of a real exponential sequence clf; n = 0:35; a = 1.2; K = 0.2;
    x = K*a.^n; stem(n,x); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); 问题 1.6：运行程序 P1_2，以产生复指数序列。 产生的复指数序列如下： 问题 1.7：运算符 real 和 imag 的作用是什么？ 答：real:提取运算值 x 的实部 imag:提取运算值 x 的虚部 问题 1.8：命令 subplot 的作用是什么？ 答：subplot 的作用是使“实部”和“虚部”用两张图像呈现出来：subplot（a，b， c），其中 a 代表图像分两行显示，b 代表图像分一列显示，c 代表第 a 行的第 b 列图像。 问题 1.9：运行程序 P1_3，以产生实指数序列。 产生的指数序列如下： 3. 正弦序列 实正弦序列， [ ] x n  A cos( 0 ) n   ，在 MATLAB 中可使用三角运算符 cos 和 sin 产生。
    程序 P1_4 是产生一个正弦信号的简单示例。 % Program P1_4 % Generation of a sinusoidal sequence n = 0:40; f = 0.1; phase = 0; A = 1.5; arg = 2*pi*f*n - phase; x = A*cos(arg); clf; % Clear old graph stem(n,x); % Plot the generated sequence axis([0 40 -2 2]); grid; title('Sinusoidal Sequence'); xlabel('Time index n'); ylabel('Amplitude'); axis; 问题 1.10：运行程序 P1_4，以产生正弦序列并显示它。 产生的正弦序列如下： 问题 1.11：该序列的频率是多少？哪个参数控制该序列的相位？哪个参数控制该序列的振 幅？该序列的周期是多少？ 答:该序列的频率是 0.1Hz；通过改变 f 的值可以此正弦序列的频率；参数 phase 控制该序列 的初相位；参数 A 控制该序列的振幅；该序列的周期是 10s。 问题 1.12：修改程序 P1_4，以产生长度为 50、频率为 0.08、振幅为 2.5、相移为 90 度的 正弦序列并显示它。该序列的周期是多少？ 修改的程序如下： clf; n = 0:49; f = 0.08; phase = 1.57;
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