MATLAB实验三 信号的表示

课程名称： Matlab语言 开设时间：2016—2017学年第 2 学期

专业班级： 学生学号： 学生姓名： 实验名称： 实验三、信号的表示与运算 实验成绩： 指导教师： 批改时间：

一、实验目的和要求

掌握连续与离散信号的常见处理方法 掌握数值方法计算连续信号的卷积的方法

二、实验原理 2.1 MATLAB基础

（具体内容见相关指导书）

2.2信号在MATLAB中的表示

例1：用MATLAB命令产生单边衰减指数信号f(t)?2e?1.5tu(t)，并绘出时间范围在0?t?3的波形图。

解：MATLAB程序如下，产生的图形如图1所示。

t = 0: 0.01 : 3; ft = 2 * exp(-1.5 * t);

plot(t,ft,'Linewidth',2);grid;axis([0,3,0 2.5]) xlabel('t(sec)');title('单边指数衰减信号');

单边指数衰减信号2.521.510.5000.511.5t(sec)22.53

图1 例1程序产生的图形

2?t?例2：用MATLAB命令产生正弦信号f(t)?2sin(?4)，并绘出时间范

围在0?t?3的波形图。

解：MATLAB程序如下，产生的图形如图2所示。

t = 0:0.01:3;

ft = 2 * sin(2*pi*t + pi/4); plot(t,ft,'Linewidth',2); axis([0 3 -2.5 2.5]);grid

title('正弦信号');xlabel('t(秒)');

正弦信号2.521.510.50-0.5-1-1.5-2-2.500.511.5t(秒)22.53

图2 例2程序产生的正弦信号波形图

例3：用MATLAB命令画出复指数信号f(t)?2e(?1.5?j10)t的实部、虚部、模及相角随时间变化的曲线，并观察其时域特性。（时间范围：0?t?3）

解：MATLAB程序如下，产生的图形如图3所示。 t = 0:0.01:3;

ft = 2 * exp((-1.5 + j * 10) * t);

subplot(221); plot(t,real(ft),'Linewidth',2); title('实部');axis([0 3 -2 2]);grid;

subplot(222); plot(t,imag(ft),'Linewidth',2); title('虚部');axis([0 3 -2 2]);grid;

subplot(223); plot(t,abs(ft),'Linewidth',2);

title('模');axis([0,3,0,2]);grid;

subplot(224); plot(t,angle(ft) / pi * 180,'Linewidth',2); title('相角（度）');axis([0 3 -200 200]);grid;

实部210-1-201模21.510.5001232001000-100-200012323210-1-20123虚部相角（度）

图3 例3程序产生的图形

例4：用MATLAB命令构建一个能够产生单位阶跃信号u(t)的函数，函数名为uCT.m，并绘出时间范围在?1?t?5内的阶跃信号波形图。

解：先定义函数如下：

function f = uCT(t)

f = (t >= 0);

绘制阶跃信号波形图的程序如下，图形如图4所示。

t = -1:0.001:5; ft = uCT(t);

plot(t,ft,'Linewidth',2); grid; axis([-1 5 -0.5 1.5]); title('单位阶跃信号'); xlabel('t(sec)');

单位阶跃信号1.510.50-0.5-1012t(sec)345

图4 例4产生的单位阶跃信号波形图

例5：用例4中构建的函数实现幅度为1、宽度为1的门函数g(t)。 解：MATLAB程序为：

t = -2:0.001:2;

ft = uCT(t + 0.5) - uCT(t - 0.5); plot(t,ft,'Linewidth',2); grid;

axis([-1.5 1.5 -0.5 1.5]); title('门函数');

门函数1.510.50-0.5-1.5-1-0.500.511.5

图5 例5程序产生的门函数

2.3信号在MATLAB中的运算

关于信号相加、相乘、平移、反转、尺度变换等运算的基本原理请参阅教材p.8-11。