用基本信号表示信号

实验一 信号的MATLAB表示及信号运算 一．实验目的

1、掌握 MATLAB 的使用； 2、掌握 MATLAB 生成信号波形； 3、掌握 MATLAB 分析常用连续信号； 4、掌握信号运算的 MATLAB 实现。 二．实验内容及结果 (一)信号的MATLAB表示

1.用MATLAB实现函数f(t)?Sa(t),并绘制f(t)的波形。

2.用MATLAB绘制正弦函数f(t)?Ksin(wt?a)的波形。

3.用MATLAB绘制单边指数函数f(t)?Ke?at的图形。

4.用MATLAB绘制单位冲击信号的波形。

5.用MATLAB绘制单位阶跃信号的波形。

6.用MATLAB绘制周期方波信号的波形。

7.用MATLAB绘制矩形脉冲信号的波形。

8.用MATLAB绘制三角波脉冲信号的波形。

9.用MATLAB实现函数x(t)?e?0.1tsin(23t)，并绘制波形。

（二）信号运算的MATLAB实现

10.对1-8所示的三角波，利用MATLAB画出f(2t)和f(2?2t)的波形。

三．实验中的主要结论

MATLAB 可以方便的生成信号波形，分析常用连续信号，完成信号的运算。 用户可以自己编写程序实现所需函数，显示出波形，并且实现连续信号

实验一：信号的表示与信号的运算

实验学时：2 实验类型：综合 实验要求：任选 一、实验目的

学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算，为信号分析和系统分析奠定基础。 二、相关知识点

1．连续信号的产生

2．离散信号的产生及基本运算 三、实验原理、方法和手段

MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期矩形波信号等。这些基本信号是信号处理的基础。

1．连续信号的产生 （1）阶跃信号

产生阶跃信号的MATLAB程序如下: t= -2: 0.02: 6; x=(t>=0); plot(t,x);

axis([-2,6,0,1.2]); （2）指数信号

产生随时间衰减的指数信号的MATLAB程序如下: t = 0: 0.001: 5; x = 2*exp(-1*t); plot(t,x); （3）正弦信号

利用MATLAB提供的函数cos和sin可产生正弦和余弦信号。产生一个

幅度为2, 频率为4Hz, 相位为?/6的正弦信号的MATLAB程序如下：

f0=4; w0=2*pi*f0; t = 0: 0.001: 1; x

重庆三峡学院 《信号与系统分析》实验

实验二、信号的表示和运算

1实验目的

1）学会利用MATLAB表示常用的信号，观察这些信号的波形和特性； 2）学会利用MATLAB对简单信号进行相加、相乘、平移、反转和尺度变换等运算。

2实验原理及实例分析

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2.5

21.510.5000.511.5t(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

简单介绍了脉冲压缩,去斜处理,以及窄带和去斜的加窗,形心法测距,信号检测以及单脉冲幅度和相位测角等雷达信号处理的流程,配上有主要实现代码和实现图形

基本雷达信号处理流程

一、脉冲压缩

窄带（或某些中等带宽）的匹配滤波：

相关处理，用FFT数字化执行，即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩） 快速卷积，频域的匹配滤波

脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高 ；

脉宽越大，带宽越窄，雷达能量越小，探测距离越近； D=BT（时宽带宽积）； 脉压流程：

频域：回波谱和参考函数共轭相乘 时域：相关

即输入信号的FFT乘上参考信号FFT的共轭再逆FFT； Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));

Task1

f0=10e9;%载频tp=10e-6;%脉冲宽度B=10e6;%信号带宽fs=100e6;%采样率 R0=3000;%目标初始距离N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs;

Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).^2).*exp(-2j*pi*f0*tau);%回波信号

x 10

7

简单介绍了脉冲

实验三 常见连续信号的MATLAB表示

一、实验目的

1、熟悉常见连续时间信号的意义、特性及波形； 2、学会使用MATLAB表示连续时间信号的方法； 3、学会使用MATLAB绘制连续时间信号的波形。

二、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?n?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，为我们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MATLAB中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。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。下面我们将介绍连续时间信号的MATLAB表示及其波形绘制方法。

所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。从严格意义上讲，MATLAB并不能处理连续信号。在MATLAB中，是用连续信号在等时间间隔点上

实验二 离散时间信号的表示及运算

一、 实验目的：学会运用MATLAB表示的常用离散时间信号；学会运用MATLAB实现离

散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容：

（一） 离散时间信号在MATLAB中的表示

离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用x(n)来表示，自变量必须是整数。

离散时间信号的波形绘制在MATLAB中一般用stem函数。stem函数的基本用法和plot函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill”“filled”、，或者参数“.”。由于MATLAB中矩阵元素的个数有限，所以MATLAB只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。

1. 单位取样序列

单位取样序列?(n)，也称为单位冲激序列，定义为

?1?(n)???0(n?0) （2-1）

(n?0)要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n=0处是

实验二 离散时间信号的表示及运算

一、 实验目的：学会运用MATLAB表示的常用离散时间信号；学会运用MATLAB实现离

散时间信号的基本运算。 二、 实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。 三、 实验内容：

（一） 离散时间信号在MATLAB中的表示

离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用x(n)来表示，自变量必须是整数。

离散时间信号的波形绘制在MATLAB中一般用stem函数。stem函数的基本用法和plot函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill”“filled”、，或者参数“.”。由于MATLAB中矩阵元素的个数有限，所以MATLAB只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。

1. 单位取样序列

单位取样序列?(n)，也称为单位冲激序列，定义为

?1?(n)???0(n?0) （2-1）

(n?0)要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n=0处是

电气学科大类

2013级

《信号与控制综合实验》课程

实验报告

(基本实验一:信号与系统基本实验)

姓名学号专业班号 同组者1学号专业班号

指导教师 日期2014年11月

实验成绩 评阅人

信号与控制综合实验报告——信号部分

实验评分表

实验编号名称/内容 实验一常用信号的观察 实验二零输入响应、零状态响应及完全响应 实验五无源滤波器与有源滤波器 基本实验 实验六 LPF、HPF、BPF、BEF间的变换 实验七信号的采样与恢复 实验八调制与解调 实验名称/内容 设计性实验 实验名称/内容 创新性实验 教师评价意见 实验分值 实验分值 实验分值 总分 评分 评分 评分

1

信号与控制综合实验报告——信号部分

目 录

实验一常用信号的观察.....................................................................4

一实验目的........................................................................................

数字信号处理实验一 时域离散信号的产生与基本运算

实验一 时域离散信号的产生与基本运算

一、实验目的

1、了解常用的时域离散信号及其特点；

2、掌握Matlab 产生常用时域离散信号的方法；

3、掌握时域离散信号简单的基本运算方法；

二、实验内容

1、自己设定参数，分别表示并绘制单位抽样序列、单位阶跃序列、正弦序列、 实指数序列、随机序列；

2、自己设定参数，分别表示并绘制信号移位、信号相加、信号相乘、信号翻转、 信号和、信号积、信号能量。

3、已知信号

??

???≤≤-≤≤-+=其他040614452)(n n n n x

（1） 描绘)(n x 序列的波形；

（2） 用延迟的单位脉冲序列及其加权和表示)(n x 序列； （3） 描绘一下序列的波形

)2()(),2(2)(),2(2)(321n x n x n x n x n x n x -=+=-=

三、实现步骤

1、自己设定参数，分别表示并绘制单位抽样序列、单位阶跃序列、正弦序列、 实指数序列、随机序列。输出图形如图1所示。

x=zeros(1,10); x(2)=1;

subplot(3,2,1); stem(x,'filled')

axis([0,10,-0.2,1]); title('单位抽

用FFT对信号作频谱分析 1．实验目的

学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析 误差及其原因，以便正确应用FFT。 2. 实验原理

用FFT对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D和分析误差。频谱分辨率直接和FFT的变换区间N有关，因为FFT能够实现的频率分辨率是，因此要求。可以根据此式选择FFT的变换区间N。误差主要来自于用FFT作频谱分析时，得到的是离散谱，而信号（周期信号除外）是连续谱，只有当N较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱，因此N要适当选择大一些。

周期信号的频谱是离散谱，只有用整数倍周期的长度作FFT，得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。如果不知道信号周期，可以尽量选择信号的观察时间长一些。 对模拟信号进行谱分析时，首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。如果是模拟周期信号，也应该选取整数倍周期的长度，经过采样后形成周期序列，按照周期序列的谱分析进行。

3．实验步骤及内容

（1）对以下序列进行谱分析。