[脉冲时间信号MATLAB表示.doc

实验1 连续时间信号在MATLAB中的表示 1. 实验目的 学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法；观察并熟悉这些信号的波形和特性。 2. 实验原理 在某一时间区间内，除若干个不连续点外，如果任意时刻都可以给出确定的函数值，则称该信号为连续时间信号，简称为连续信号。从严格意义上讲，MATLAB数值计算的方法并不能处理连续时间信号。然而，可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，这些离散样值能够被MATLAB处理，并且能较好地近似表示连续信号。 MATLAB提供了大量生成基本信号的函数。比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB的内部函数。为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，最后画出其波形图。 3. 实例分析 3.1 典型信号的MATLAB表示 （1）实指数信号 实指数信号的基本形式为。式中，为实数。当时，实指数信号随时间按指数式增长；当时，实指数信号随时间按指数式衰减；当时候，则转化为直流信号。MATLAB中用exp函数来表示实指数信号，其语句格式为： 例1 用MATLAB命令产生单边衰减指数信号，并绘出时间的波形图。 解：MATLAB源程序为： clear;clc; K = 2; a = -1.5; t = 0:0.01:3; ft = K*exp(a*t); plot(t,ft);grid on axis([0,3,0,2.2]); title(单边指数衰减信号); （2）正弦信号 正弦信号的基本形式为或者。其中K 是振幅；是角频率；是初相位。这三个参数称为正弦信号的三要素。MATLAB中可用sin或者cos函数来表示正弦信号，其语句格式为： 例2 用MATLAB命令产生正弦信号，并绘出时间的波形图。 解：MATLAB源程序为： clear;clc; K = 2; w = 2*pi; phi = pi/4; t = 0:0.01:3; ft = K*sin(w*t+phi); plot(t,ft);grid on axis([0,3,-2.2,2.2]); title(正弦信号); 图1 单边指数衰减信号 图2 正弦信号 （3）抽样信号 抽样信号的基本形式为，在MATLAB中用与类似的函数表示，定义为。 可以看出，函数与没有本质的区别，只是在时间尺度上不同而已。 例3 用MATLAB命令产生抽样信号，并绘出时间为的波形图。 解：MATLAB源程序为： clear;clc; t = -6*pi: pi/100: 6*pi; ft = sinc(t/pi); plot(t,ft);grid on axis([-20,20,-0.5,1.2]); title(抽样信号); 图3 抽样信号 （4）矩形脉冲信号 矩形脉冲信号在MATLAB中可用rectpuls函数产生，其语句格式为： 该函数用于产生一个幅度为1、宽度为width，且以t=0为对称轴的矩形脉冲信号，width的默认值为1。 例4 用MATLAB命令画出下列矩形脉冲信号的波形图。 解：根据所定义的矩形脉冲信号，定义的矩形脉冲宽度为1，脉冲的中心位置相对于纵轴向右移动了0.5。因此，其MATLAB源程序为：   clear;clc; t = -0.5: 0.01: 3; t0 = 0.5; width = 1; ft = 2* rectpuls(t-t0, width); plot(t,ft);grid on axis([-0.5,3,-0.2,2.2]); title(矩形脉冲信号); 图4 矩形脉冲信号  周期性矩形波信号或方波在MATLAB中可用square函数产生，其语句格式为： y=square(t,DUTY) 该函数用于产生一个周期为，幅值为的周期性方波信号，其中，DUTY参数用来表示信号的占空比DUTY%，即在一个周期内脉冲宽度（正值部分）与脉冲周期比值。占空比默认值为0.5。 例5 用MATLAB命令产生频率为10Hz，占空比为30%的周期方波信号。 解：MATLAB源程序为： clear;clc; t = 0: 0.001: 0.3; y = square(2*pi*10*t, 30); plot(t,y);grid on axis([0,0.3,-1.2,1.2]); title(周期方波信号); 图5 周期方波信号 还有非周期的三角波脉冲可以用tripuls函数，周期三角波（锯齿波）可以用sawtooth函数实现。同学们可以通过MATLAB help自学，或者上网搜索及其他途径学习。 3