哈工大威海信号系统实验报告完整版

《信号与系统》实验报告姓名：学号：同组人：无指导教师：成绩：实验一典型连续时间信号描述及运算实验报告要求：（1）仿照单边指数信号的示例程序，按要求完成三种典型连续信号，即：正弦信号、衰减正弦信号、钟型信号的波形绘制。（要求：要附上程序代码，以下均如此，不再说明）（2）根据《信号与系统》教材第一章的习题1.1（1，3，5，8）函数形式绘制波形。（3）完成三种奇异信号，即：符号函数、阶跃信号、单位冲激信号的波形绘制。（4）完成实验一中信号的运算：三、6实验内容中的（1）（2）（3）（4）。（5）求解信号的直流/交流分量，按第四部分的要求完成。正文：（1）1正弦信号：代码：t=-250:1:250;f1=150*sin(2*pi*t/100);f2=150*sin(2*pi*t/200);f3=150*sin(2*pi*t/200+pi/5);plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.')2衰减正弦信号3代码：t=-250:1:250;f1=400*exp(-1.*t.*t./10000);f1=400*exp(-1.*t.*t./22500);f1=400*exp(-1.*t.*t./62500);plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.')(2)习题1，3，5，81代码：t=0:1:10;f=t;plot(t,f)3代码：t=1:1:10;f=t;plot(t,f)5代码：t=0:1:10;f=2-exp(-1.*t.);plot(t,f)8代码：t=1:0.1:2;f=exp(-1.*t.)*cos(10*pi*t);plot(t,f)(3)三种奇异函数1符号函数代码:t=-5:0.05:5;f=sign(t);plot(t,f)2阶跃信号代码:t=-5:0.1:5;f=u(t);plot(t,f)3单位冲激信号代码：functionchongji(t1,t2,t0)dt=0.01;t=t1:dt:t2;n=length(t);x=zeros(1,n);x(1,(-t0-t1)/dt+1)=1/dt;stairs(t,x);axis([t1,t2,0,1.2/dt])title('单位冲激信号δ(t)')（4）实验三12341symstf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))');subplot(1,2,1);ezplot(f1);y1=subs(f1,t,-t);f3=f1+y1;subplot(1,2,2);ezplot(f3);functionf=u(t)f=(t0);24、functionf=u(t)f=(t0)symstf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))');subplot(1,3,1);ezplot(f1);f2=sym('sin(2*pi*t)');subplot(1,3,2);ezplot(f2);f6=f1.*f2;subplot(1,3,3);ezplot(f6);5、functionf=u(t)f=(t0)symstf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))');f2=sym('sin(2*pi*t)');subplot(1,3,1);ezplot(f2);f6=f1.*f2;y6=subs(f6,t,t-2);subplot(1,3,2);ezplot(y6);f7=y6+f2;subplot(1,3,3);ezplot(f7);四、t=0:0.1:500;f=100.*abs(sin(2.*pi.*t./50));plot(t,f,t,fD,t,fA)调用子程序：functionfD=fDC(f)fD=mean(f);functionfA=fAC(f,fD)fA=f-fD;(5)求解信号的交直流分量代码：functionfD=fDC(f)fD=mean(f);functionfA=fAC(f,fD)fA=f-fD;t=0:0.1:500;f(t)=100|sin(2*PI*t/50)|;plot(t,fD,t,fA)实验二线性系统时域分析实验报告要求：（1）求解下面两个信号的卷积积分。要求：1)在实验报告中推导出这两个信号卷积积分运算表达式；（手写）2)利用MATLAB进行求解验证，附程序代码和波形。（2）已知描述系统的微分方程和激励信号如下r(t)3r(t)2r(t)e(t)+3e(t)，e(t)=u(t)。要求：1)用解析法求系统的零状态响应r(t)；（手写）2）利用MATLAB绘出系统零状态响应的时域仿真波形，并验证1）的结果是否正确，附程序代码和波形；3）利用MATLAB绘出系统的冲激响应和阶跃响应波形，附程序代码和波形。正文：（1）求解下面两个信号的卷积积分。1在实验报告中推导出这两个信号卷积积分运算表达式；（手写）2利用MATLAB进行求解验证，附程序代码和波形。代码：p=0.01;k1=-1/2:p:1;f1=1;k2=0:p:2;f2=0.5*k2;[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)function[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)f=conv(f1,f2);f=f*p;k0=k1(1)+k2(1);k3=length(f1)+length(f2)-2;k=k0:p:(k3*p+k0);subplot(2,2,1)plot(k1,f1)xlabel('t')ylabel('f1(t)')subplot(2,2,2)plot(k2,f2)ylabel('f2(t)')subplot(2,2,3)plot(k,f);h=get(gca,'position');h(3)=2.5*h(3);set(gca,'position',h)title('f(t)=f1(t)*f2(t)')xlabel('t')ylabel('f(t)')（2）已知描述系统的微分方程和激励信号如下r(t)3r(t)2r(t)e(t)+3e(t)，e(t)=u(t)。要求：1用解析法求系统的零状态响应r(t)；（手写）2利用MATLAB绘出系统零状态响应的时域仿真波形，并验证1的结果是否正确，附程序代码和波形；代码：a=[1,3,2];b=[0,1,3];impulse(a,b)3利用MATLAB绘出系统的冲激响应和阶跃响应波形，附程序代码和波形。代码：a=[1,3,2];b=[0,1,3];step(b,a)代码；a=[1,3,2];b=[0,1,3];p=0.01;t=0:p:5;x=exp(-t);lsim(b,a,x,t)实验三：实验报告内容：对所给音频信号，进行时域压缩和扩展，画出时域波形与幅度谱，使其满足以下要求。（1）将music1.wav的音调变低a倍（0.8a1），及变高a倍（1a1.3），比较变换前后的10%带宽（最大值10%处的带宽）的变化情况。（2）将music2.wav的音调变化到与儿童和男声相似的声音，分析变换前后的10%带宽的变化情况（变宽或变窄多少）。(1)①a=[0.91.01.2];a1=30;b=11025;[x0b]=wavread('F:\信号与系统\music1.wav');form=1:3;a2=a1*a(m);x=resample(x0,a1,a2);wavplay(x,b);t=0:1/b:(length(x)-1)/b;subplot(3,3,3*m-2);plot(t,x);axis([06-infinf]);title(['a=',num2str(a(m)),'的时域图']);N=(length(resample(x0,a1,a1*max(a))));f=(-N/2:N/2-1)/N*b;X=fftshift(fft(x,N));AMP=abs(X);AMP0=AMP/max(AMP);subplot(3,3,3*m-1);plot(f,AMP0);title(['a=',num2str(a(m)),'的频域图']);subplot(3,3,3*m);plot(f,AMP0);axis([-infinf00.1])title(['a=',num2str(a(m)),'的10%带宽图']);end②a=[10.71.4];str=['原''男'‘童'];a1=30;b=11025;[x0b]=wavread('F:\信号实验_2018\music2.wav');form=1:3;a2=a1*a(m);x=resample(x0,a1,a2);wavplay(x,b);t=0:1/b:(length(x)-1)/b;subplot(3,3,3*m-2);plot(t,x);axis([03-infinf])title([str(m),'声的时域图']);N=(length(resample(x0,a1,a1*max(a))));f=(-N/2:N/2-1)/N*b;X=fftshift(fft(x,N));AMP=abs(X);AMP0=AMP/max(AMP);subplot(3,3,3*m-1);plot(f,AMP0);title([str(m),'声的频域图']);subplot(3,3,3*m);plot(f,AMP0);axis([-infinf00.1])title([str(m),'声的10%带宽图'])end分析：扩展0.9倍，变换前后的10%带宽由2284.54Hz变为2056.16Hz，变化率：变窄9.997%；压缩1.2倍，变换前后的10%带宽由2284.54Hz变为2944.61Hz，变化率：变宽28.893%；（2）男声：扩展0.7倍，变换前后的10%带宽由2394.9Hz变为1685.7Hz，变化率：变窄29.61%；童声：压缩1.4倍，变换前后的10%带宽由2394.9Hz变为3353.1Hz，变化率：变宽40.01%；实验七连续系统零极点分析实验报告内容：（1）根据例7-1、7-2、7-3的要求和提示完成。（2）完成第四部分实验内容中的（1）（3）。（1）根据例7-1、7-2、7-3的要求和提示完成。代码：a=[8,2,3,1,5];b=[1,3,2];[q,p]=sjdt(a,b)SJDT函数function[p,q]=sjdt(A,B)p=roots(A);q=roots(B);p=p';q=q';x=max(abs([pq]));x=x+0.1;y=x;clfholdonaxis([-xx-yy]);axis('square')plot([-xx],[00])plot([00],[-yy])plot(real(p),imag(p),'x')plot(real(q),imag(q),'o')title('Á¬ÐøϵͳÁ켡µçͼ')text(0.2,x-0.2,'ÐéÖá')text(x-0.2,0.2,'ʵÖá')7-2（a）代码：a=[10];b=[1];impulse(b,a)(b)代码：a=[12];b=[1];impulse(b,a)(c)代码：a=[1-2];b=[1];impulse(b,a)(d)代码：a=[1116.25];b=[1];impulse(b,a,5)(e)代码：a=[1016];b=[1];impulse(b,a,5)(f)代码：a=[1-116.25];b=[1];impulse(b,a,5)7-3functionsplxy(f1,f2,k,p,q)p=p';q=q';f=f1:k:f2;w=f*(2*pi);y=i*w;n=length(p);m=length(q);ifn==0yq=ones(m,1)*y;vq=yq-q*ones(1,length(w));bj=abs(vq);cosaij=angl