MATLAB实现离散时间信号系统实验:序列运算与LSI系统分析
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更新于2024-09-04
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本实验报告主要关注离散时间的信号与系统,使用MATLAB进行数字信号处理实践。实验目标包括深化理解和掌握离散时间信号的基本概念,如单位采样序列、阶跃序列、实数和复数指数序列、正余弦序列以及随机序列,以及它们的典型运算,如加、乘、移位和折叠。此外,还涉及信号功率的计算,即序列中所有元素绝对值平方和除以序列长度。
实验原理部分详细介绍了各类序列的定义,如单位阶跃函数(步进函数)表示在t0时刻突然变化,实数指数序列是基于指数函数的递减序列,复指数序列则涉及到实部、虚部、模和相位的分析,正余弦序列则是周期性的波形。这些序列的生成使用了MATLAB的基础函数,如`rand(1,N)`和`randn(1,N)`。
实验内容主要包括五个部分:
1. **单位阶跃序列**:通过定义时间变量t和阶跃位置t0,利用`stepfun`函数创建一个在t0时刻从0跳到1的信号,并通过`stem`函数绘制其图形。
2. **实数指数序列**:生成等比递减序列,通过指数函数实现,并显示其在n轴上的变化。
3. **复指数序列**:构建复数指数函数,展示其实部、虚部、模和相位随k的变化,以二维图形式呈现。
4. **正余弦序列**:创建正弦和余弦波形,分别用`sin`和`cos`函数生成,并在同一坐标系下对比显示。
5. **LSI系统的输入输出关系**:虽然未直接提及,但可能涉及线性时不变系统(Linear Shift-Invariant, LSI)的线性卷积操作,这是数字信号处理中的重要概念,用于模拟信号的传输或滤波。
通过本次实验,学生将学习如何在MATLAB环境下操作和分析这些基本信号,以及如何运用该工具进行系统建模和数据分析。同时,实验也强调了工具的局限性和分析结果的解读能力。最终,学生需要根据实验要求完成实验报告,总结实验过程、数据计算和实验结论,提升实验研究和数据分析技能。
2020-12-28 上传
2022-03-22 上传
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