MATLAB实现数字信号处理：离散信号的生成与分析

"该文档是《数字信号处理》实验指导书的一部分，主要涉及利用MATLAB进行数字信号的生成和图形显示。实验涵盖了单位样本序列、单位阶跃序列、指数序列和正弦序列的生成，以及相关MATLAB命令的使用。通过编程实践，学生可以加深对这些基本信号的理解。实验中还包括了若干习题，帮助巩固所学知识。" 实验内容详解： 1. 单位样本序列： 单位样本序列是数字信号处理的基础，定义为在一个时间点上的值为1，其他时间点为0的序列。在MATLAB中，可以通过创建一个向量并赋值1来表示单位样本序列。例如，`u=[zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]`会产生一个在n=10处为1的单位样本序列。`stem`函数用于绘制这种序列的图形，方便观察。 2. 单位阶跃序列： 单位阶跃序列在时间轴上表现为在某个时间点之后变为常数值1。在MATLAB中，可以通过将单位样本序列适当组合实现。实验要求修改程序P1.1以产生单位阶跃序列。 3. 指数序列： 指数序列是一种随着时间指数增长或衰减的信号，可以表示为`x[n]=K*exp(c*n)`，其中`c`是复数，包含频率和相位信息。在MATLAB中，可以使用指数函数`exp`生成复指数序列，然后通过`stem`或类似函数绘图。 4. 正弦序列： 正弦序列是周期性变化的信号，表示为`x[n]=A*cos(2*pi*f*n + phi)`，其中`A`是振幅，`f`是频率，`phi`是初始相位。在MATLAB中，可以使用`cos`函数结合适当的参数生成正弦序列。 实验中，学生需要掌握MATLAB的基本操作，包括矩阵生成、基本函数的使用以及图形绘制。例如，`clf`用于清空当前图形窗口，`axis`设置坐标轴范围，`title`添加标题，`xlabel`和`ylabel`分别为坐标轴添加标签。通过解答习题，学生可以进一步熟悉这些命令的用法。 实验三及要求部分鼓励学生独立编写程序，这不仅锻炼了他们的编程能力，也使他们能更好地理解数字信号的特性。对于指数信号的生成，实验给出了一个例子，学生需要根据此模式修改程序以产生相应的指数序列，并观察其图形特性。 这份实验指导书旨在通过实践教学，使学生深入理解数字信号处理的基本概念和方法，熟练运用MATLAB工具进行信号的生成与分析，为进一步学习更复杂的信号处理技术打下坚实基础。