信号和系统实验指导书new.doc

信号与系统实验指导书 计算机与信息工程学院电子与信息工程系 二O一一年三月  目 录 第一章 MATLAB及实验系统简介 1 1.1程序设计环境 1 1.2 基本操作 1 1.3 实验系统简介 1 第二章 连续信号与系统的时域分析 1 实验一 连续信号的波形 1 实验二 连续信号的运算 1 实验三 连续时间系统的零状态响应 1 实验四 连续时间系统的冲激响应和阶跃响应 1 第三章 连续系统的频域分析 1 实验一 连续信号的傅里叶变换 1 实验二 连续时间系统的频率特性 1 实验三 连续时间系统的s域分析 1 实验四 连续信号及系统的综合分析 1 第四章 离散信号与系统的时域分析 1 实验一 离散信号的MATLAB表示 1 实验二 离散信号的运算 1 实验三 离散时间系统的零状态响应 1 实验四 离散时间系统的冲激响应和阶跃响应 1 第五章 离散系统的z域分析 1 实验一 离散系统函数的部分分式展开 1 实验二 离散系统函数的零极点图 1 实验三 离散信号及系统的综合分析 1 第一章 MATLAB及实验系统简介 MATLAB 是一套功能十分强大的工程计算及数据分析软件，它的应用范围覆盖了工业、电子、医疗、建筑等多个领域。它也是一种交互式、面向对象的程序设计语言，其结构完整，具有优良的移植性。它主要用于矩阵运算，同时在数据分析、自动控制、数字信号处理、绘图等方面具有强大的功能。 1.1程序设计环境 MATLAB的工作环境简单、明了、易于操作。 1、命令窗口 启动MATLAB后，显示的操作界面如图1-1所示： 图1-1 MATLAB的操作界面 1、命令窗口 命令窗口是MATLAB的主窗口，用户可以通过单击命令窗口右上角的按钮使其放大成一个独立窗口。在命令窗口中可以直接输入命令，系统将自动显示信息，例如，在命令窗口中输入指令： x=[1 2 3;4 5 6] 数据放在方括号内，行与行之间用分号间隔，数值之间用空格或逗号间隔。如果命令后不加“；”，则系统解释该命令为一个的矩阵，并显示如下结果： x = 1 2 3 4 5 6 如果程序有多行语句，且不需要每行都显示结果，可以在不需要显示结果的语句后加“；”，这在编写M文件时非常有用。 2、启动平台 当用户需要启动某个工具箱的应用程序时，可以在Launch Pad（启动平台）中实现，当单击Launch Pad窗口的按钮后，启动平台最大化。此时用户可以方便地打开工具箱的内容，包括帮助文件、演示示例、实用工具以及Web文档。 3、工作空间 工作空间是MATLAB 6及以后版本的新特点，以前版本的工作空间只是一个对话框，可操作性差，现在的工作空间是一个独立的窗口，操作非常方便。当单击工作空间窗口的按钮后，工作空间最大化。 4、命令历史记录与当前路径窗口 命令历史记录窗口主要显示已经执行过的命令。当前路径窗口主要显示当前工作在什么路径下，包括M文件的打开路径等。 1.2 基本操作 一、MATLAB 支持的数据结构? MATLAB 语言的赋值语句有两种： 变量名 = 运算表达式 [返回变量列表] = 函数名(输入变量列表) ?MATLAB 支持变量和常量，其中 pi 为圆周率 ?, 更重要的，MATLAB 支持 IEEE 标准的运算符号，如 Inf 表示无穷大，NaN (Not a Number) 为 0/0, 0*Inf 或 Inf/Inf 等运算结果。MATLAB 变量名应该由字母引导，后面可以跟数字、字母或下划线等符号。MATLAB 是区分变量名字母大小写的。矩阵 ? MATLAB 最基本的数据结构是复数矩阵。输入一个复数矩阵是很简单的事。例如可以给出下面的语句：? B=[1+9i,2+8i,3+7; 4+6i 5+5i,6+4i; 7+3i,8+2i 1i] 其中 为 MATLAB 的提示符。矩阵各行元素由分号分隔，而同行不同元素由逗号或空格分隔。给出了上面的命令，则可以给出下面的结果。 B =?? 1.0000 + 9.0000i 2.0000 + 8.0000i 3.0000 + 7.0000i ?? 4.0000 + 6.0000i 5.0000 + 5.0000i 6.0000 + 4.0000i ?? 7.0000 + 3.0000i 8.0000 + 2.0000i????? 0 + 1.0000i 其中，元素 1+9i 表示复数项。有这样的表述方法，实矩阵、向量或标量均可以更容易地输入了。如果赋值表达式末尾有分号，则其结构将不显示，否则将显示出全部结果。 ? MATLAB 和其他语言不同，它无需事先声明矩阵的维数。下面的语句可以建立一个更大的矩阵 ? B(2,5)=1B = ?? 1.0