信号与系统实验一 信号在MATLAB中的表示
目录
【实验目的】
【实验原理】
【实验设备】
【实验内容】
1.实验教程p8练习一，1
2.绘出下列信号波形图
（1）教材p39,1-4(2)
编辑（2）教材p39,1-4(3)
3.用下列函数各画一图，参数自定。 sinc,rectpuls,square,tripuls,sawtooth
(1)f(t)=sinc(3t)
(2)f(t)=rectpuls(t,3)
（3）f(t)=square(t,25)
（4）f(t)= tripuls (t,5，0.2)
编辑(5)f(t)=sawtooth(t,0.2)
【实验感悟】
【实验目的】
- 掌握运用MATLAB表示常用连续和离散时间信号的方法。
- 观察并熟悉应用这些信号的波形和特性。
【实验原理】
- 连续信号的MATLAB表示
信号是消息的表现形式与运送的载体。自变量在整个连续区间内都有定义的信号，称为连续时间信号，简称连续信号。例如我们所熟悉的温度、湿度、压力以及声音等信号均为连续信号。从严格意义上来讲,MATLAB数值计算的方法并不能处理连续信号。然而，可以利用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能被MATLAB所处理，并且能够较好地近似表示连续信号。
- 离散信号的MATLAB表示
如果仅在一些离散的瞬间具有定义的信号，则称之为离散时间信号，简称离散信号或序列。如DNA序列、人口统计数据等均为离散信号。离散序列通常用x(n),f(n)表示，自变量必须是整数。对于任意离散序列x(n),需要两个向量来表示：一个表示n的取值范围，另一个表示序列的值。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的序列。
【实验设备】
- 计算机
- MATLAB软件
【实验内容】
1.实验教程p8练习一，1
t = -10:0.01:10;%设置自变量范围及精度y = exp((-2)*abs(t));%函数表达式plot(t,y),grid on;%绘制图像并设置网格线axis([-10,10,0,1]);%设置坐标轴范围xlabel('-10.0 \leq t \leq 10.0');%设置横轴标签ylabel('y');%设置纵轴标签title('y = e^(-2|t|)')%设置图像名称
n = -10:10;%设置自变量范围
a = 0.9;
y = a.^n;%函数表达式
stem(n,y),grid on;%绘制图像并设置网格线
axis([-10,10,0,4]);%设置坐标轴范围
xlabel('n');%设置横轴标签
ylabel('y');%设置纵轴标签
title('y(n)=(0.9)^n ')%设置图像名称
的实部
n = -10:10;%设置自变量范围及精度
a = 1i*pi*n/3;
y = exp(a);%函数表达式
z = real(y);%取该函数的实部
stem(n,z),grid on;%绘制图像并设置网格线
axis([-10,10,-2,2]);%设置坐标轴范围
xlabel('n');%设置横轴标签
ylabel('z');%设置纵轴标签
title(' y(n)=e^(iπ n/3)的实部')%设置图像名称
2.绘出下列信号波形图
（1）教材p39,1-4(2)
t = -1:0.01:1;% 设置自变量范围及精度
x= (1+cos(pi*t)) %函数表达式
plot(t,x), grid on; %绘制图像并设置网格线
axis=[-1,1,0,2]; %设置坐标轴范围
xlabel('-1<t<1'); %设置横轴标签
ylabel('x(t)'); %设置纵轴标签
title('x(t)=1+cos(πt)') %设置图像名称
（2）教材p39,1-4(3)
n = 0:4; % 设置自变量范围及精度
x = exp(n); %函数表达式
stem(n,x),grid on ; %绘制图像并设置网格线
axis=[0,5,1,100]; %设置坐标轴范围
xlabel('0\leqn<5'); %设置横轴标签
ylabel('x[n]'); %设置纵轴标签
title('x[n] = e^n ,0<=n<5'); %设置图像名称
3.用下列函数各画一图，参数自定。 sinc,rectpuls,square,tripuls,sawtooth
(1)f(t)=sinc(3t)
t=-10:0.01:10;% 设置自变量范围及精度
f=sinc(3*t);% 函数表达式
plot(t,f),grid on;% 绘制图像并设置网格线
axis=[-10,10,-1,2];% 设置坐标轴范围
xlabel('-10<t<10'); %设置横轴标签
ylabel('f'); %设置纵轴标签
title('抽样信号'); %设置图像名称
(2)f(t)=rectpuls(t,3)
t=-10:0.01:10;% 设置自变量范围及精度
f= rectpuls(t,3);% 函数表达式
plot(t,f),grid on;% 绘制图像并设置网格线
axis（[-10,10,-1,1]）;% 设置坐标轴范围
xlabel('-10<t<10'); %设置横轴标签
ylabel('f'); %设置纵轴标签
title('非周期矩形脉冲信号'); %设置图像名称
（3）f(t)=square(t,25)
close all
clc
t=-20:0.01:20;% 设置自变量范围及精度
f=square(t,25);% 函数表达式
plot(t,f),grid on;% 绘制图像并设置网格线
axis([-20,20,-3,3]);% 设置坐标轴范围
xlabel('-20<t<20'); %设置横轴标签
ylabel('f'); %设置纵轴标签
title('周期性矩形脉冲信号'); %设置图像名称
（4）f(t)= tripuls (t,5，0.2)
close all
clc
t=-20:0.01:20;% 设置自变量范围及精度
f=tripuls(t,5,0.2);% 函数表达式
plot(t,f),grid on;% 绘制图像并设置网格线
axis([-20,20,-3,3]);% 设置坐标轴范围
xlabel('-20<t<20'); %设置横轴标签
ylabel('f'); %设置纵轴标签
title('tripuls信号'); %设置图像名称
(5)f(t)=sawtooth(t,0.2)
close all
clc
t=-20:0.01:20;% 设置自变量范围及精度
f=sawtooth(t,0.2);% 函数表达式
plot(t,f),grid on;% 绘制图像并设置网格线
axis([-20,20,-3,3]);% 设置坐标轴范围
xlabel('-20<t<20'); %设置横轴标签
ylabel('f'); %设置纵轴标签
title('sawtooth信号'); %设置图像名称
【实验感悟】
通过第一次实验，我初步认识了matlab这个软件，通过对于matlab基础语法的学习，我掌握了软件中基础的作图方法，包括了对于自变量及其范围与精确度的设置，一些复杂函数的编程式，其中我也发现matlab中有不少表达与以前学过的C语言有着一定的联系，因此通过对于以前知识的回顾，我也明白了一些写法例如：绝对值用abs表达式来表示，e的次方项用exp来表示等等。同时也学习了一些新的命令，例如利用real命令取函数的实部等等。
除了对于以前知识的回顾，我也掌握了许多新的知识，例如用plot函数作图，axis 命令提供了许多用于设置图形的比例、方向和纵横比的选项。对 x 和 y 轴添加标签（xlabel、ylabel）的命令，以及添加标题 (title)的命令等等。此外，也通过matlab这种实验的形式加深了对于信号与系统这门课的理解。例如sinc,rectpuls,
square,tripuls,sawtooth，让我从实验的角度强化了对于抽样信号，非周期矩形脉冲信号，周期性矩形脉冲信号，三角形脉冲信号，锯齿波信号等等的理解与认识。
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