实验一离散时间信号的时域分析

实验一离散时间信号的时域分析

陈一凡20112121006

一、实验目的：

学习使用MATLAB程序产生信号和绘制信号；

学习使用MATLAB运算符产生基本离散时间序列——指数序列； 学习使用MATLAB三角运算符产生正弦序列；

学习使用MATLAB命令产生长度为N且具有零均值和单位方差的正态分布的随机信号；学习使用MATLAB中三点滑动平均算法来实现噪声的移除； 学习使用MATLAB程序产生振幅调制信号； 学习使用MATLAB函数产生方波和锯齿波； 二、实验原理简述：

运用运算符和特殊符号，基本矩阵和矩阵控制，基本函数，数据分析，二维图形，通用图形函数，信号处理工具箱等命令，产生以向量形式存储的信号。 三、 实验内容与实验结果

1、产生并绘制一个单位样本序列 运行程序

clf

n=-10:20;

u=[zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; stem(n,u);

xlabel('时间序号);ylabel('振幅'); title('单位样本序列'); axis([-10 20 0 1.2]);

实验结果如图1所示

图1

2.1、生成一个复数值的指数序列：

运行程序：

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('时间序号n');ylabel('振幅'); title('实部'); subplot(2,1,2); stem(n,imag(x));

xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); title('虚部');

实验结果如图2所示

实部

振幅

051015

2025时间序号n

虚部

303540

振幅

051015

2025时间序号n

3035

40

图2

2.2、生成一个实数值的指数序列： 运行程序：

clf;

n=0:35;a=1.2;K=0.2; x=K*a.^n; stem(n,x);

xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');

实验结果如图3所示

振幅

时间序号n

图3

3、产生一个正弦信号： 运行程序：

n=0:40; f=0.1; phase=0; A=1.5;

arg=2*pi*f*n-phase; x=A*cos(arg); clf;

stem(n,x);

axis([0 40 -2 2]); grid;

title('正弦序列'); xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅'); axis;

实验结果如图4所示

正弦序列

振幅

时间序号n

图4

4、产生长度为N且具有零均值和单位方差的正态分布的随机信号： 运行程序：

x=4*rand(1,100)-2 plot(x);

axis([0,100,-2,2]); title('扫频正弦信号'); xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅'); grid;axis;

实验结果如图5所示：

扫频正弦信号

21.5

10.5

振幅

0-0.5-1-1.5-2

0102030

405060

时间序号n

708090100

图5

并产生如下所示序列：

x =

Columns 1 through 11

1.8005 -1.0754 0.4274 -0.0561 1.5652 1.0484 -0.1741 -1.9260 1.2856 -0.2212 0.4617 Columns 12 through 22

1.1677 1.6873 0.9528 -1.2949 -0.3772 1.7419 1.6676 -0.3589 1.5746 -1.7684 -0.5885 Columns 23 through 33

1.2527 -1.9606 -1.4444 -1.1889 -1.2051 0.4152 -0.9112 -1.2047 -1.9389 0.9871 -0.2196 Columns 34 through 44

1.7273 -0.1360 -0.3254 1.3849 0.1006 -1.1894 0.6885 1.3525 -1.9214 0.7251 -0.4821 Columns 45 through 55

1.3272 0.0113 0.8379 -0.2844 -0.7815 -1.2414 -1.2263 0.7289 -0.7889 0.1667 -1.3965 Columns 56 through 66

0.7916 -0.4865 1.4400 1.4146 0.3743 -0.0138 1.5991 1.2865 0.5796 1.2719 0.6409 Columns 67 through 77

-0.6321 -0.8411 -0.6352 0.1363 0.9085 -0.7628 1.3540 0.2723 -0.5183 0.8110 0.1863 Columns 78 through 88

-0.2205 0.7783 0.4852 1.1793 1.8274 0.0904 1.5206 -1.3082 1.9190 -0.9142 -0.9907 Columns 89 through 99

1.5030 0.9492 -1.4539 -1.9530 1.5756 -1.2034 -0.8051 0.6458 -0.8624 -0.1231 -1.7409 Column 100 1.9533

5、利用三点滑动平均算法实现信号中噪声的移除： 运行程序：

clf; R=51;

d=0.8*(rand(R,1)-0.5); m=0:R-1;

s=2*m.*(0.9.^m); x=s+d';

subplot(2,1,1);

plot(m,d','r-',m,s,'g--',m,x,'b-.');

xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); legend('d[n] ','s[n] ','x[n] ');

x1=[0 0 x];x2=[0 x 0];x3=[x 0 0]; y=(x1+x2+x3)/3; subplot(2,1,2);

plot(m,y(2:R+1),'r-',m,s,'g--'); legend('y[n] ','s[n] ');

xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');

实验结果如图6所示：

10

5

振幅

0-5

时间序号n

86

振幅

420

时间序号n

图6

6.1、产生一个振幅调制信号： 运行程序：

n=0:100;

m=0.4;fH=0.1; fL=0.01; xH=sin(2*pi*fH*n); xL=sin(2*pi*fL*n); y=(1+m*xL).*xH; stem(n,y);grid;

xlabel('时间序列n');ylabel('振幅');

实验结果如图7所示：

振幅

0102030

405060时间序列n

708090100

图7

6.2、产生频率随时间线性增加的扫频正弦信号： 运行程序：

n=0:100; a=pi/2/100; b=0;

arg=a*n.*n+b*n; x=cos(arg); clf;

stem(n,x);

axis([0,100,-1.5,1.5]); title('扫频正弦信号'); xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅'); grid;axis;

实验结果如图8所示：

扫频正弦信号

振幅

0102030

405060

时间序号n

708090100

图8

7.1、绘制最大振幅为2.7，周期为10，占空比为60%的方波信号： 运行程序：

t=0:30;

y=2.7*square(2*pi*0.1*t,60); stem(t,y);

xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅');

实验结果如图9所示：

振幅

时间序号n

图9

7.2、绘制最大振幅为2.7，周期为10，占空比为30%的方波信号： 运行程序：

t=0:30;

y=2.7*square(2*pi*0.1*t,30);

stem(t,y);

xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅');

实验结果如图10所示：

振幅

0510

15

时间序号n

202530

图10

7.3、产生一个振幅为2，周期为20的方波信号： 运行程序：

t=0:50;

y=2*sawtooth(2*pi*0.05*t) stem(t,y);

xlabel('时间序号n'); ylabel('振幅');

实验结果如图11所示：

振幅

时间序号n

图11

并产生了锯齿波序列值如下所示:

y =

Columns 1 through 11

-2.0000 -1.8000 -1.6000 -1.4000 -1.2000 -1.0000 -0.8000 -0.6000 -0.4000 -0.2000 0 Columns 12 through 22

0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 1.6000 1.8000 -2.0000 -1.8000 Co …… 此处隐藏：3574字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……