第二章 信号的时域分析

第二章习题

2.1 选择题（每小题可能有一个或几个正确答案，将正确的题号填入[ ]内） 1．f （5-2t ）是如下运算的结果————————（ ） （1）f （-2t ）右移5 （2）f （-2t ）左移5 （3）f （-2t ）右移

2

5 （4）f （-2t ）左移25

2．)()(n u n 与δ之间满足如下关系——————— （ ）

（1）∑∞-∞

=-=

k k n n u )()(δ （2）∑∞

=-=0

)()(k k n n u δ

（3）)1()()(--=n u n u n δ （4）()()(1)n u n u n δ=----

2.2 是非题（下述结论若正确，则在括号内填入√，若错误则填入×） 1．偶函数加上直流后仍为偶函数。 （ ） 2. 不同的系统具有不同的数学模型。 （ ）

3. 任何信号都可以分解为偶分量与奇分量之和。 （ ） 4．奇谐函数一定是奇函数。 （ ） 5．线性系统一定满足微分特性 （ ）

2.3 填空题 1．=?t t cos )(δ

=+t t 0cos )1(ωδ

=-?)(cos )(0τωδt t

=--)2

()cos 1(π

δt t

=-

-?

∞∞

-dt t t )2

()cos 1(π

δ

?

+∞

∞

-=?tdt t cos )(δ

?+∞

∞-=tdt t 0cos )(ωδ

?

∞

-=t

d ττωτδ0cos )(

?+∞

∞-=+tdt t 0cos )1(ωδ

?

∞

-=+t

d ττωτδ0c o s )1(

2．=?-at e t )(δ

=?-t e t )(δ

?

∞--=t

d e ττδτ)( ?

∞

∞

--=--dt t e t t )1(][22δ

?

∞

∞

--=dt e t at )(δ

3．)()()()(n u n t u t 与及与δδ之间满足以下关系：

)(t δ= （ ）， )(t u = （ ） =)(n δ （ ）， =)(n u （ ） 2.4 简答题

1．画出题图一所示信号f （t ）的偶分量f e （t ）与奇分量f o （t ）。

t

图一

2．)(t f 如图二所示，试画出)

(t f 的偶分量)(t f e 和奇分量()o f t 的波形。

t

图二

3．某线性时不变系统在零状态条件下的输入e （t ）与输出r （t ）的波形如题图三所示，当输入波形为x （t ）时，试画出输出波形y （t ）。

t t

图三

4．信号f （t ）如题图四所示，试求)(t f '表达式，并画出)(t f '的波形。

t

图四

5．f （t ）波形如题图五所示，试写出其表达式（要求用阶跃信号表示）。

图五

2.5 绘出下列各信号的波形

（1）[]4()()sin()u t u t T t T π--； （2）4[()2()(2)]sin()u t u t T u t T t T

π--+- （3）)()2(t u e t

--； （4）)]2()1()[10cos(----t u t u t e t

π

2.6 求出并画出下列信号的一阶导数。

（1）()()()0,

>--=a a t u t u t f （2）()()()[]0,>--=a a t u t u t t f

2.7 用阶跃函数写出题图2-7所示各波形的函数表达式。

t

t

t

()

a ()

b c

题图 2-7

2.8 绘出下列各信号的波形。

（1）)(t u te t - （2）)]2()1([)1(-----t u t u e t （3）)]2()()][cos(1[--+t u t u t π （4）)2()1(2)(-+--t u t u t u

（5）

)

()]

(sin[00t t a t t a -- （6）)](sin [t tu e dt d t -

2.9 绘出下列各信号的波形。

（1）)]1()([--t u t u t （2）()1-t u t （3）)1()]1()([-+--t u t u t u t （4）)1()1(--t u t

（5）)1()()[1(----t u t u t ] （6）)]3()2()[2(----t u t u t

2.10 已知()t f 的波形如题图2-10所示，试画出下列函数的波形图。

（1）()t f 3 （2）()()t u t f -33/

（3）()dt

t df （4）()ττd f t ?∞-

题图 2-10

t

2.11 已知()t f 的波形如题图2-11所示，试画出()()t f t g -=21和()()322--=t f t g 的

波形图。

题图 2-11

t

2.12 已知连续时间信号()t f 波形如题图2-12所示，请画出下列信号波形并标出坐标。

（1）()1-t f （2）()t f -2 （3）()12+t f （4）(

)2

4t f -

（5）()()[]()t u t f t f -+ （6）()??

??????? ??--??? ??+

2323t t t f δδ

题图 2-12

t

2.13 分别指出下列各波形的直流分量等于多少？

（1）)sin()(t t f ω= （2）)(sin )(2t t f ω= （3）)sin()cos()(t t t f ωω+= （4）)]cos(1[)(t K t f ω+=

利用labview进行信号的时域分析

利用labview进行信号的时域分析 信号的时域分析主要是测量测试信号经滤波处理后的特征值，这些特征值以一个数值表示信号的某些时域特征，是对测试信号最简单直观的时域描述。将测试信号采集到计算机后，在测试VI 中进行信号特征值处理，并在测试VI 前面板上直观地表示出信号的特征值，可以给测试VI 的使用者提供一个了解测试信号变化的快速途径。信号的特征值分为幅值特征值、时间特征值和相位特征值。 用于信号时域分析的函数，VIs,Express VIs主要位于函数模板中的Signal Processing子模板中，其中多数对象位于Waveform Measurements子模板，如图所示 LabVIEW8.0中用于信号分析的Waveform Measurements子模板 基本平均值与均方差VI 基本平均值与均方差VI-------Basic Averaged DC—RMS.vi用于测量信号的平均以及均方差。计算方法是在信号上加窗，即将原有信号乘以一个窗函数，窗函数的类型可以选择矩形窗、Haning窗、以及Low side lob窗，然后计算加窗后信号的均值以及均方差值。 演示程序的前面板和后面板如下图所示 Basic Averaged DC—RMS演示程序的前面板

Basic Averaged DC—RMS演示程序的后面板 平均值与均方差值 平均值与均方差值VI------Averaged DC—RMS.vi同样也是用于计算信号的平均值与均方差值，只是Averaged DC—RMS.vi的输出是一个波形函数，这里我们可以看到加窗截断后，正弦信号的平均值和均方差随时间变化的波形。 编写程序演示Average DC----Averaged—RMS.vi的使用方法，程序的后面板和前面板如下图所示 Averaged DC—RMS演示程序的后面板

北京交通大学信号与系统时域分析

北京交通大学信号与系统时域分析

【研讨题目2】 信号与系统时域分析专题研讨 【目的】 1.研究用离散方法近似计算连续信号的卷积积分； 2.通过分析近似计算卷积积分过程中出现的问题，锻炼学生分析问题和解决问题的能力； 【知识点】 信号时域分析，卷积积分，卷积和 【研讨题目】连续信号卷积积分的数值近似计算 两个连续信号的卷积积分定义为 τττd )()()(-= ?∞ ∞ -t h x t y 为了能用数值方法进行计算，需对连续信号进行抽样。记x [k ]=x (k ), h [k ]=h (k ),为 进行数值计算所选定的抽样间隔，可以证明连续信号卷积积分可近似的表示为 (Δ)Δ([][])y k x k h k ≈?* (1) 由式(1)可知，可以利用Matlab 提供的conv 函数近似计算连续信号的卷积积分。 一、(*)理论分析 为了对近似计算的结果进行分析，用解析的方法计算下列卷积积分，推出卷积积分的解析表达式； (1) 时限信号卷积积分 x 1(t )=u (t )-u (t -1)，y 1(t )=x 1(t )*x 1(t ); 卷积结果为：y1(t)= x 1(t )*x 1(t )=r(t)-2*r(t-1)+r(t-2) (2) 分段常数信号卷积积分 x 2(t )= x 1(t )+2 x 1(t -1)+ x 1(t -2)，h 2(t )= x 1(t )- x 1(t -1)， y 2(t )=x 2(t )*h 2(t ); 卷积结果为：y2(t)= x 2(t )*h 2(t ) =y1(t)+y1(t-1)-y1(t-2)-y1(t-3) =r(t)-r(t-1)-2*r(t-2)+2*r(t-3)+r(t-4)-r(t-5) (3) 非时限信号卷积积分 x 3(t )=u (t )，h 3(t )=e -t u (t ), y 3(t )=x 3(t )*h 3(t ) 卷积结果为：y3= x 3(t )*h 3(t ) =[1-exp(-t)]*u(t) 二、(*)时限信号卷积积分的近似计算 取不同的△值，用Matlab 函数conv 近似计算卷积积分y 1(t )并画出其波形，讨论的取值对计算结果的影响。

离散信号与系统时域分析

目录 第1章设计任务及要求 (1) 1.1课程设计内容 (1) 1.2课程设计要求 (1) 第2章设计原理 (2) 2.1离散信号与系统的时域分析设计 (2) 2.1.1描写系统特性的方法介绍 (2) 2.1.2系统的时域特性 (2) 第3章设计实现 (3) 3.1实验内容与方法 (3) 3.1.1实验内容 (3) 第4章设计结果及分析 (3) 4.1程序设计结果及分析 (4) 总结 (7) 参考文献： (7) 附录： (8)

第1章 设计任务及要求 1.1课程设计内容 编制Matlab 程序，完成以下功能，产生系统输入信号；根据系统差分方程求解单位脉冲响应序列；根据输入信号求解输出响应；用实验方法检查系统是否稳定；绘制相关信号的波形。具体要求如下： (1) 给定一个低通滤波器的差分方程为 ()0.05()0.05(1)0.9(1)y n x n x n y n =+-+- 输入信号分别为182()=()()()x n R n x n u n =， ① 分别求出系统响应，并画出其波形。 ② 求出系统的单位脉冲响应，画出其波形。 (2) 给定系统的单位脉冲响应为1102()=()()() 2.5(1) 2.5(2)(3)h n R n h n n n n n δδδδ=+-+-+-，用线性卷积法求18()=()x n R n 分别对系统h1(n)和h2(n)的输出响应，并画出波形。 (3) 给定一谐振器的差分方程为() 1.8237(1)-0.9801(2)()(2)o o y n y n y n b x n b x n =--++-令b0=1/100.49,谐振器的谐振频率为0.4rad 。 1) 用实验方法检查系统是否稳定。输入信号为u(n)时,画出系统输出波形。 2) 给定输入信号为()=sin(0.014)sin(0.4)x n n n +求出系统的输出响应，并画出其波形。 1.2课程设计要求 1. 要求独立完成设计任务。 2. 课程设计说明书封面格式要求见《天津城市建设学院课程设计教学工作规范》附表1 3. 课程设计的说明书要求简洁、通顺，计算正确，图纸表达内容完整、清楚、规范。 4. 简述离散系统时域分析方法和通过实验判断系统稳定性的方法；完成以上设计实验并对结果进行分析和解释；打印程序清单和要求画出的信号波形；写出本次课程设计的收获和体会。 5. 课设说明书要求： 1) 说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。 2) 详细介绍运用的理论知识和主要的Matlab 程序。 3) 绘制结果图形并对仿真结果进行详细的分析。

信号与系统实验报告实验一 信号与系统的时域分析

实验一信号与系统的时域分析 一、实验目的 1、熟悉与掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数; 2、掌握连续时间与离散时间信号的MA TLAB产生,掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MA TLAB编程; 3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念,掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义,掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质; 4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质; 掌握MA TLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数,并学会利用MATLAB求解LTI系统响应,绘制相应曲线。 基本要求:掌握用MA TLAB描述连续时间信号与离散时间信号的方法,能够编写MATLAB程序,实现各种信号的时域变换与运算,并且以图形的方式再现各种信号的波形。掌握线性时不变连续系统的时域数学模型用MA TLAB描述的方法,掌握卷积运算、线性常系数微分方程的求解编程。 二、实验原理 信号(Signal)一般都就是随某一个或某几个独立变量的变化而变化的,例如,温度、压力、 声音,还有股票市场的日收盘指数等,这些信号都就是随时间的变化而变化的,还有一些信号,例如在研究地球结构时,地下某处的密度就就是随着海拔高度的变化而变化的。一幅图片中的每一个象素点的位置取决于两个坐标轴,即横轴与纵轴,因此,图像信号具有两个或两个以上的独立变量。 在《信号与系统》课程中,我们只关注这种只有一个独立变量(Independent variable)的信号,并且把这个独立变量统称为时间变量(Time variable),不管这个独立变量就是否就是时间变量。 在自然界中,大多数信号的时间变量都就是连续变化的,因此这种信号被称为连续时间信号(Continuous-Time Signals)或模拟信号(Analog Signals),例如前面提到的温度、压力与声音 信号就就是连续时间信号的例子。但就是,还有一些信号的独立时间变量就是离散变化的,这种信号称为离散时间信号。前面提到的股票市场的日收盘指数,由于相邻两个交易日的日收盘指数相隔24小时,这意味着日收盘指数的时间变量就是不连续的,因此日收盘指数就是离散时间信号。 而系统则用于对信号进行运算或处理,或者从信号中提取有用的信息,或者滤出信号中某些无用的成分,如滤波,从而产生人们所希望的新的信号。系统通常就是由若干部件或单元组成的一个整体(Entity)。系统可分为很多不同的类型,例如,根据系统所处理的信号的不同,系统可分为连续时间系统(Continuous-time system)与离散时间系统(Discrete-time system),根

连续时间信号的抽样及频谱分析-时域抽样信号的频谱--信号与系统课设

1 引言 随着科学技术的迅猛发展，电子设备和技术向集成化、数字化和高速化方向发展，而在学校特别是大学中，要想紧跟技术的发展，就要不断更新教学和实验设备。传统仪器下的高校实验教学，已严重滞后于信息时代和工程实际的需要。仪器设备很大部分陈 旧，而先进的数字仪器(如数字存储示波器)价格昂贵不可能大量采购，同时其功能较为单一，与此相对应的是大学学科分类越来越细，每一专业都需要专用的测量仪器，因此仪器设备不能实现资源共享，造成了浪费。虚拟仪器正是解决这一矛盾的最佳方案。基于PC 平台的虚拟仪器，可以充分利用学校的微机资源，完成多种仪器功能，可以组合成功能强大的专用测试系统，还可以通过软件进行升级。在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能，开发结构简单、操作方便、费用低的虚拟实验仪器，包括数字示波器、频谱分析仪、函数发生器等，既可以减少实验设备资金的投入，又为学生做创新性实验、掌握现代仪器技术提供了条件。 信号的时域分析主要是测量测试信号经滤波处理后的特征值，这些特征值以一个数值表示信号的某些时域特征，是对测试信号最简单直观的时域描述。将测试信号采集到计算机后，在测试VI 中进行信号特征值处理，并在测试VI 前面板上直观地表示出信号的特征值，可以给测试VI 的使用者提供一个了解测试信号变化的快速途径。信号的特征值分为幅值特征值、时间特征值和相位特征值。 尽管测量时采集到的信号是一个时域波形，但是由于时域分析工具较少，所以往往把问题转换到频域来处理。信号的频域分析就是根据信号的频域描述来估计和分析信号的组成和特征量。频域分析包括频谱分析、功率谱分析、相干函数分析以及频率响应函数分析。 信号在时域被抽样后,他的频谱X(j )是连续信号频谱X(j )的形状以抽样频率为间隔周期重复而得到,在重复过程中幅度被p(t)的傅里叶级数Pn加权。因为Pn只是n的函数,所以X(j )在重复的过程中不会使其形状发生变化。假定信号x(t)的频谱限制在- m~+ m的范围内, 若以间隔Ts对xa(t)进行抽样,可知抽样信号X^(t)的频谱X^(j )是以s为周期重复。显然,若在抽样的过程中s<2 m,则X^(j )将发生频谱混叠现象,只有在抽样的过程中满足s>=2 m条件,X^(j )才不会产生频谱的混叠,接收端完全可以由x^(t)恢复原连续信号xa(t),这就是低通信号抽样定理的核心内容。

信号与系统 信号的时域分析 及Matlab实现

信号与系统 课程实验报告 实验四 实验名称 信号的时域分析 及Matlab 实现 系 别 教师姓名 实验地点 5309 实验日期 2011-06-20 学生姓名 学号 一、实验内容 1．预习实验原理。 2．对实验内容编写程序(M 文件)，上机运行。 3．记录并整理实验数据。 二、实验目的 1．掌握用Matlab 分析系统时间响应的方法。 2．掌握用Matlab 分析连续、离散系统的冲激响应的方法。 3．理解系统零、极点分布与系统稳定性关系。 三、涉及实验的相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况） 计算机一台(安装MATLAB6.5版本或以上版本) 四、实验试做记录（含程序、数据记录及分析） 1．设) 2)(1()(p s p s s s H --= 设①p1=-2，p2=-30； ②p1=-2，p2=3 （1）针对极点参数①②，画出系统零、极点分布图，判断该系统稳定性。 程序： clear num=[1]; den=[1,32,60]; [r,poles,k]=residue(num,den); p=roots(den);

z=roots(num); subplot(2,2,1);plot(real(p),imag(p),'*');hold on; plot(real(z),imag(z),'o');grid on T=0:0.1:10; y1=impulse(num,den,T); subplot(2,2,2);plot(T,y1);grid;title('脉冲响应') 结果： 位于s左半平面，稳定 （2）针对极点参数①②，绘出系统的脉冲响应曲线，并观察t→∞时，脉冲响应变化趋势。 程序： clear num=[1]; den=[1,-1,-6]; [r,poles,k]=residue(num,den); p=roots(den); z=roots(num); subplot(2,2,1);plot(real(p),imag(p),'*');hold on; plot(real(z),imag(z),'o');grid on T=0:0.1:10; y1=impulse(num,den,T); subplot(2,2,2);plot(T,y1);grid;title('脉冲响应') 结果：

实验一 连续时间信号与系统的时域分析及MATLAB实现

实验一 连续时间信号与系统的时域分析及MATLAB 实现 实验目的： 1． 掌握MATLAB 相关函数的调用格式及作用； 2． 会用MATLAB 生成和实现连续时间信号，并对连续系统进行分析。 实验内容： 1． 先在MATLAB 帮助菜单下查看以下函数的调用格式及作用； Plot,ezplot,sym,subplot,stepfun,diff,int,conv,impulse,step,lsim,roots. 2.绘出下列信号的时域波形。 （1）()sin t f t t =；（2）()5sin 4f t t π??= ??? ； （3）()52t f t e -=；（4）()42j t f t e π=（实部、虚部、相角及模） 3．完成下列信号相应的运算和变换。 （1）已知信号()()()11222f t t u t u t ? ?=+?+--?? ?? ???，绘制时域波形并用MA TLAB 求()()()()2,,2,f t f t f t f t +--及其波形。 （2）已知信号()()()()144f t t u t u t =-+?--????和()2sin(2)f t t π=，用MATLAB 计算()()12f t f t +；()1d f t dt ，()1t f d ττ-∞?并绘制波形。； （3）计算信号()()()12f t u t u t =--和()()()24f t u t u t =--的卷积。 4．已知描述某连续连续系统的微分方程为： ()()()()()''''282y t y t y t f t f t ++=+ 试用MATLAB 绘出该系统的冲激响应和阶跃响应，并求出系统在()()2t f t e u t -=的激励下的零状态响应。

信号与系统的时域分析实验报告

实验一信号与系统得时域分析 一、实验目得 1.用示波器观察一阶电路得零输入响应,零状态响应及完全响应. 2.理解并掌握一阶电路各响应得物理意义. 3.观察与测定RLC串联电路得阶跃响应与冲激响应，并研究电路参数对响应波形得影响。 4.观察RＬＣ并联谐振电路对高频脉冲激励得响应,并研究电路参数对响应波形得影响。 5.熟悉与掌握常用得用于信号与系统时域仿真分析得Matlab函数; 6.牢固掌握系统得单位冲激响应得概念，掌握ＬTI系统得卷积表 二、实验原理 (一)实验箱部分 １、一阶电路得零输入、零状态响应分析 一阶连续时间系统如图所示: 图1-1 一阶连续系统实验电路 其模型可用微分方程表示.微分方程得解反映了该系统得响应，其中零输入响应由方程得齐次解得到，零状态响应由方程得全解得到。完全响应由零输入响应与零状态响应得到。 ２、二阶电路得瞬态响应 图1—2 RＬC串联电路响应实验电路图 RＬC串联电路得阶跃响应与冲激响应得观察电路如上图所示,其阶跃响应与冲激响应可以有

三种情况。 时为过阻尼情况；时为欠阻尼情况;时为临界情况。 因此对于不同R，其电路响应波形就是不同得。因为冲激信号就是阶跃信号得导数，所以对线性时不变电路，冲激响应也就是阶跃响应得导数。 为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波替代阶跃信号,而用周期方波通过微分电路后得到得尖顶脉冲代替冲激信号。 (二）Matｌａb部分 1、信号得时域表示方法 可将信号表示成独立时间变量得函数,例如x（t）=ｓin(ωt）与x［n］=n（0、5)ｎu［n］分别表示一个连续时间信号与一个离散时间信号。无论离散信号或就是连续信号，都可以用其信号波形图来描述;对于离散信号,还可以表示成一个数列,例如: x［n]=｛、、、、，0、１, 1、1，—1、2，０,1、3，…、｝ ↑n=０ 2、用Matlab仿真连续时间信号与离散时间信号 在ｍatlａb中,连续时间信号仿真直接写出其表达式即可，如正弦信号:ｘ＝sin(t)，plot(t，x）；对于离散信号则可用函数steｍ实现,如x［ｎ］=｛、、、、，0、１, 1、１，—1、2, 0, 1、3, …、} 可由下列程 序实现：↑n=０ x = [0，0，0, 0, ０、１, 1、1,-1、2,0，１、3, 0，０]；sｔem(n,x）； 信号得卷积可由ｃｏｎｖ命令实现 三、实验内容 ６、修改程序Pｒｏgrａm1＿１，将dt改为0、2，再执行该程序,瞧瞧所得图形得效果如何？与原程序比,哪一幅图形瞧起来与实际信号波形更像? 答:ｐroｇraｍ1_1得图形更加圆滑并贴近实际波形，因为该程序中时间变量得步长更小 实验程序： 实验截图：

07典型信号的时域波形分析

实验七 典型信号的时域波形分析 一. 实验目的 信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。 二. 实验原理 1．信号分类 信号的分类是依据信号的波形特征进行划分，从不同角度来看可以将信号分为： a) 确定性信号与非确定性信号； b) 能量信号与功率信号； c) 时限信号与频限信号； d) 连续时间信号与离散时间信号； e) 物理可实现信号。 图2是最常用的信号分类方法： 图1、用示波器观察信号波形 图2、信号的分类描述

图3是一些典型信号的波形图，熟悉它们的波形特点对实际信号进行分类。 图 3 、典型信号波形 2、信号时域波形参数和统计参数识别 信号的周期、峰值等时域波形参数依据信号的波形特征进行识别， 可以直接从示波器上读取，如下图所示： 图4、信号时域波形参数识别 图中T 为信号周期，P 为信号峰值，P p-p 为信号双峰值。 信号的均值、均方值、方差等统计参数无法直接从信号波形图上读出，需要用公式进行计算，它们的离散计算公式分别为： a) 均值 (b)均方值 (c)方差 按数学公式编程，对采样数据进行计算就可以得到信号的统计参数。 三. 实验内容 从信号波形图确定信号类型，若信号是周期信号，从图上直接读取出信号周期，从图上直接读取信号峰值。用Signal VBScript 编程计算周期、均值、均方值、方差等统计参数 ∑-=1 0/)()]([N x N n x t x E μ∑-=1022/)()]([N N n x t x E ∑--=-=10 2 22])([1])])([)([(N x x n x N t x E t x E μσ

连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现

MATLAB课程设计任务书 姓名：王** 学号：2010******010 题目: 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 初始条件： MATLAB 7.5.0 ,Windows XP系统 实验任务： 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数,分析其时域特性）. 1、单位阶跃信号, 2、单位冲激信号, 3、正弦信号, 4、实指数信号, 5、虚指数信号, 6、复指数信号. 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加, 2、相乘, 3、数乘, 4、微分, 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化,分析波形变化） 1、反转, 2、使移（超时,延时）, 3、展缩, 4、倒相, 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解, 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子,对每个例子,要求画出对应波形. 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形. 给出几个典型例子,四种调用格式. 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形.

目录1 MATLAB简介1 1.1 MATLAB设计目的1 1.2 MATLAB语言特点1 2常用连续时间信号的时域波形1 2.1单位阶跃信号1 2.2单位冲激信号2 2.3正弦信号3 2.4实指数信号4 2.5虚指数信号5 2.6复指数信号6 3 连续时间信号的时域运算7 3.1相加7 3.2相乘8 3.3数乘9 3.4微分10 3.5积分11 4.1反转12 4.2时移13 4.3展缩14

信号的时域分析

信号的时域分析 一、课程内容： 以时间为自变量描述物理量的变化是信号最基本、最直观的表达形式。 在时域内对信号进行滤波、放大、统计特征计算、相关性分析等处理，统称为信号的时域分析。通过时域分析方法，可以有效提高信噪比，求取信号波形在不同时刻的相似性和关联性，获得反映机械设备运行状态的特征参数，为机械系统动态分析和故障诊断提供有效的信息。 2.1 信号的预处理 传感器获取的信号往往比较微弱，并伴随着各种噪声。不同类型的传感器，其输出信号的形式也不尽相同。为了抑制信号中的噪声，提高检测信号的信噪比，便于信息提取，须对传感器检测到的信号进行预处理。所谓信号预处理，是指在对信号进行变换、提取、识别或评估之前，对检测信号进行的转换、滤波、放大等处理。 常用的信号预处理方法 （1）信号类型转换 应变测力传感器、热电阻传感器输出的信号均为电阻信号，为了便于后续处理常用电桥将电阻信号转变为电压信号 （2）信号放大 常用的信号放大器包括：测量放大器、隔离放大器、可编程增益放大器等 信号滤波（本节重点介绍） （3）去除均值 在计算信号的标准差等统计量时，需要去除信号均值 （4）去除趋势项 常用的趋势项消除方法有滤波法、多项式拟合法 2.1.1 信号的滤波处理 信号滤波处理是消除或减弱干扰噪声，保留有用信号的过程。 把实现滤波功能的系统称之为滤波器。 滤波器可分为两大类，即经典滤波器和现代滤波器 1.经典滤波器 定义：当噪声和有用信号处于不同的频带时，噪声通过滤波器将被衰减或消除，而有用信号得以保留 分类： 根据幅频特性的不同，滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等类型。根据处理信号类型的不同，滤波器可分为模拟滤波器和数字滤波器。 对于数字滤波器来说，根据滤波器的单位脉冲响应序列长度的无限和有限，数字滤波器可进一步分为无限冲击响应滤波器(IIR)和有限冲击响应滤波器(FIR)两类。 2．现代滤波器 当噪声频带和有用信号频带相互重叠时，经典滤波器就无法实现滤波功能 现代滤波器也称统计滤波器，从统计的概念出发对信号在时域进行估计，在统计指标最优的意义下，用估计值去逼近有用信号，相应的噪声也在统计最优的意义下得以减弱或消除 常用的统计滤波器有维纳滤波器和卡尔曼滤波器两类。 1）维纳滤波器2）卡尔曼滤波器

(完整版)实验二、信号与系统时域分析的MATLAB实现

实验二、信号与系统时域分析的MATLAB 实现 一、实验目的 掌握利用Matlab 求解LTI 系统的冲激响应、阶跃响应和零状态响应，理解卷积概念。 二、实验内容 1、 卷积运算的MA TLAB 实现： （1） 计算连续信号卷积用MA TLAB 中的函数conv ，可编写连续时间信号卷积通用 函数sconv ， function [f,n]=sconv(f1,f2,n1,n2,p) f=conv(f1,f2);f=f*p; n3=n1(1)+n2(1); L=length(n1)+length(n2)-1; n=n3:p:(n3+(L-1)*p); 例2.1 )()()(21t f t f t f *= 在MA TLAB 编写： p=0.01; n1=-1:p:1;f1=ones(1,length(n1)); n2=0:p:1;f2=2*n2; [f,n]=sconv(f1,f2,n1,n2,p); subplot(3,1,1),plot(n1,f1), axis([-1.5,1.5,0,2]),grid on subplot(3,1,2),plot(n2,f2), axis([-0.1,1.2,0,3]),grid on subplot(3,1,3),plot(n,f),axis([-1.5,5,0,2]),grid on 运算结果如图例2.1所示。 （2） 计算离散信号卷积用MA TLAB 中的函数conv ，其调用格式为： ),(b a conv c = 式中，a 、b 为待卷积两序列的向量表示。向量c 的长度为a 、b 长度之和减1。 例2.2 已知序列{ }{}3,2,1,0;1,1,1,1][,3,2,1,0;4,3,2,1][====k k y k k x ，计算][][k y k x *。 解：MATLAB 的程序为： x=[1,2,3,4];y=[1,1,1,1]; z=conv(x,y) N=length(z); stem(0:N-1,z) 运行结果：如图例2.2 z = 1 3 6 10 9 7 4

离散时间信号的时域分析

实验二离散时间信号的时域分析 1.实验目的 （1）学习MATLAB软件及其在信号处理中的应用，加深对常用离散时间信号的理解。 （2）利用MATLAB产生常见离散时间信号及其图形的显示，进行简单运算。 （3）熟悉MATLAB对离散信号的处理及其应用。 2.实验原理 离散时间信号是时间为离散变量的信号。其函数值在时间上是不连续的“序列”。 （1）单位抽样序列 如果序列在时间轴上面有K个单位的延迟，则可以得到，即： 该序列可以用MATLAB中的zeros函数来实现。 （2）正弦序列 可以利用sin函数来产生。 （3）指数序列 在MATLAB中通过：和来实现。 3.实验内容及其步骤 （1）复习有关离散时间信号的有关内容。 （2）通过程序实现上述几种信号的产生，并进行简单的运算操作。 单位抽样序列 参考：% Generation of a Unit Sample Sequence clf; % Generate a vector from -10 to 20 n = -10:20; % Generate the unit sample sequence u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; % Plot the unit sample sequence stem(n,u); xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([-10 20 0 1.2]);

如果序列在时间轴上面有K个单位的延迟，则可以得到，即： ，通过程序来实现如下所示结果。 正弦序列 参考：% 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; 指数序列 参考：% 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');

连续时间信号和系统时域分析报告及MATLAB实现

MATLAB课程设计任务书 ：王** 学号：2010****** 题目: 连续时间信号和系统时域分析及MATLAB实现 初始条件： MATLAB 7.5.0 ，Windows XP系统 实验任务： 一、用MATLAB实现常用连续时间信号的时域波形（通过改变参数，分析其时域特性）。 1、单位阶跃信号， 2、单位冲激信号， 3、正弦信号， 4、实指数信号， 5、虚指数信号， 6、复指数信号。 二、用MATLAB实现信号的时域运算 1、相加， 2、相乘， 3、数乘， 4、微分， 5、积分 三、用MATLAB实现信号的时域变换（参数变化，分析波形变化） 1、反转， 2、使移（超时，延时）， 3、展缩， 4、倒相， 5、综合变化 四、用MATLAB实现信号简单的时域分解 1、信号的交直流分解， 2、信号的奇偶分解 五、用MATLAB实现连续时间系统的卷积积分的仿真波形 给出几个典型例子，对每个例子，要求画出对应波形。 六、用MATLAB实现连续时间系统的冲激响应、阶跃响应的仿真波形。 给出几个典型例子，四种调用格式。 七、利用MATLAB实现连续时间系统对正弦信号、实指数信号的零状态响应的仿真波形。

目录 1 MATLAB简介 (1) 1.1 MATLAB设计目的 (1) 1.2 MATLAB语言特点 (1) 2常用连续时间信号的时域波形 (1) 2.1单位阶跃信号 (1) 2.2单位冲激信号 (2) 2.3正弦信号 (3) 2.4实指数信号 (4) 2.5虚指数信号 (5) 2.6复指数信号 (6) 3 连续时间信号的时域运算 (7) 3.1相加 (7) 3.2相乘 (8) 3.3数乘 (9) 3.4微分 (10) 3.5积分 (11) 4.1反转 (12) 4.2时移 (13) 4.3展缩 (14) 4.4倒相 (15)