一、实验目的 1. 加深对离散信号的理解。 2. 掌握典型离散信号的Matlab 产生和显示。 二、实验原理及方法 在MATLAB 中,序列是用矩阵向量表示,但它没有包含采样信息,即序列位置信息,为 此,要表示一个序列需要建立两个向量;一是时间序列n,或称位置序列,另一个为取值序 列x,表示如下:n=[…,-3,-2,-1,0,1,2,3,…],x=[…,6,3,5,2,1,7,9,…] 一般程序都从0 位置起始,则x= [x(0), x(1), x(2),…]对于多维信号需要建立矩阵 来表示,矩阵的每个列向量代表一维信号。 数字信号处理中常用的信号有指数信号、正弦信号、余弦信号、方波信号、锯齿波信号 等,在MATLAB 语言中分别由exp, sin, cos, square, sawtooth 等函数来实现。 三、实验内容 1. 用MATLAB 编制程序,分别产生长度为N(由输入确定)的序列: ①单位冲击响应序列:δ(n)可用MATLAB 中zeros 函数来实现; ②单位阶跃序列:U(n)可用MATLAB 中ones 函数来实现; ③正弦序列:x(n) = sin(ωn) ④指数序列:x(n) = aⁿ , −∞ < n < ∞ ⑤复指数序列:用 exp 函数实现,并给出该复指数序列的实部、虚部、幅值和相位的图形。(其中 a=-0.2;b=0.5;K0=4;N=40.) 参考流程图:
四、实验报告要求 1. 写出实验程序,绘出单位阶跃序列、单位阶跃序列、正弦序列、指数序列的图形以及绘出复指数序列的实部、虚部、幅值和相位的图形。 2. 序列信号的实现方法。 3. 在计算机上实现正弦序列 x(n) = A₀ sin(2πfn ϕ ) 。
代码语言:javascript复制clc;clear all;
% parameter setting N=40;
%sequence length
% generate delta function
delta=zeros(1,N 1);
delta(N/2 1)=1;
figure(1)
subplot(2,2,1)
plot(-N/2:N/2,delta);
xlabel('time');
ylabel('amplitude');
title('delta funtion')
hold on;
% generate unit step funtion
fun1=[zeros(1,N/4) ones(1,N)];
subplot(2,2,2)
plot(-N/4:N-1,fun1);
xlabel('time');
ylabel('amplitude');
title('unit step funtion');axis([-10 40 -0.1 1.2])
%generate sin funtion
w=2*pi;
n=1:N;
fun2=sin(w.*n);
subplot(2,2,3)
plot(n,fun2);xlabel('time');ylabel('amplitude');title('sin funtion')
%generate a^n funtion
clear;
N=40;
a=-0.2;
n=1:N;
fun3=a.^n;
subplot(2,2,4)
plot(n,fun3);xlabel('time');ylabel('amplitude');title('a^n funtion')
% generate K0exp(a bi)n
clear;
K0=4;
N=40;
n=1:N;
a=-0.2;b=0.5;
fun4=K0*exp((a i*b).*n);
figure(2)
subplot(4,1,1)
plot(n,abs(fun4));xlabel('time');ylabel('amplitude');title('K0exp(a bi)n funtion')
subplot(4,1,2)
plot(n,real(fun4));xlabel('time');ylabel('Real');title('K0exp(a bi)n funtion')
subplot(4,1,3) plot(n,imag(fun4));
xlabel('time');ylabel('Image');title('K0exp(a bi)n funtion') subplot(4,1,4) plot(n,angle(fun4));xlabel('time');ylabel('phase');title('K0exp(a bi)n funtion')
% generate Asin(2*pi*f*n w)
clear;
A=1.5;
f=30;
w=pi/4;
n=0:0.01:0.4;
fun=A*sin(2*pi*f.*n w);
figure(3)
plot(n,fun);xlabel('time');ylabel('phase');title('A*sin(2*pi*f*n w) funtion')