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信號與系統(tǒng)matlab實驗報告(留存版)

2024-11-17 00:02上一頁面

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【正文】 (2pft)(分別畫出不同周期個數(shù)的波形)。f(t)=Sa(5*t)39。)axis([5,5,3,10])%用axis函數(shù)規(guī)定橫縱坐標的范圍(2)f(n)=e(n)n=5::5 f=heaviside(n)stem(n,f)title(39。)axis([5,5,2,2])ω=5時: n=5::5 f=sin(5*n)stem(n,f)title(39。y(n)=(n2)+x(n)x(n2)的單位(n),并繪出H(e)的幅頻及相頻特性曲線。改進想法:(1)n=10:20 %f=heaviside(n)x=heaviside(n)heaviside(n10)%figure(1)%axis([10,20,0,1])stem(n,x)%title(39。X(k)39。h(n)39。h(n)39。由于盤算歷程啰嗦,最適適用MATLAB 盤算。在一幅圖中畫輸出信號 y(t)和輸出信號幅度頻譜|Y(jw)|。figure(3),subplot(2,1,1),line(t,y,“l(fā)inewidth”,2)。F0=1/s*(1exp(*s))。pretty(y0)。三、實驗內(nèi)容 分別用 MATLAB得向量表示法與符號運算功能,表示并繪出下列連續(xù)時間信號得波形:⑴⑵(1)t=-1:0、01:10。f2=ones(size(t2))。熟悉傅里葉變換得性質(zhì) 3。Fw=fourier(Gt,t,w);FFw=maple(’convert’,F(xiàn)w,’piecewise”);FFP=abs(FFw)。實驗五 連續(xù)時間系統(tǒng)得頻域分析 一、實驗?zāi)康?、高通、帶通、全通濾波器得性能及特點。angh=unwrap(angh)*180/pi。% 以分貝 magh(zerosIndx)=inf; angh=angle(Hz)。grid on xlabel(’特征角頻率(times\pi rad/sample)')title(’相頻特性曲線 theta(w)(degrees)“);實驗心得: :雖然之前用公式轉(zhuǎn)換到頻域上分析,但就是有時會覺得挺抽象得,不太好理解。綜上所述,系統(tǒng)頻率特性具有周期性與對稱性,深入理解這一點就是十分重要得。帶通b)% design1、m b=[0、1,—0、3,0、3,0、1];% 分子系數(shù)向量 a=[1,0、6,0、4,0、1];% 分母系數(shù)向量 printsys(b,a,’z”)[Hz,w]=freqz(b,a)。grid on xlabel(”特征角頻率(\times\pi rad/sample)')title(“幅頻特性曲線 |H(w)|(dB)”)。請問這三個信號得基波周期分別就是多少? 源程序: k= = 0:;f1 1 k= = sin(pi /4* k))、* cos(pi /4*k)。yt= tri pu ls(t,6,0、5); y 1= diff(yt)*1/h。u 1k=[ z er o s(1,20),o o n es(1, , 41)]。(1)三角形式傅立葉級數(shù)dt t n t fTbdt t n t fTadt t fTat n b t n a at b t a t b t a t b t a a t fTT nTT nTTnnnnn n n n242。%輸出 c 為三角級數(shù)展開系數(shù):第 1 元素就是直流項,其后元素依次就是 1,2,次諧波cos 項展開系數(shù) d=B_sym。e1=1/2+1/2、*sign(t—0、5+tao/2); e2=1/2+1/2、*sign(t—0、5—tao/2); y=h、*(e1—e2)。%對擴展后得 S1陣左右對稱交換回原位置Bn=fliplr(B_sym)。y=y*x。分解出來的基波信號即一次諧波信號頻率與原方波信號頻率相同,幅值接近方波信號的幅值。%產(chǎn)生一個寬度tao=1 得矩形脈,中心位置在t=5處 plot(t,x)hold on x=rectpuls(t+5,tao)。for k=1:NfA_sym(k+1)=double(vpa(subs(As,n,k),Nn))。%調(diào)用連續(xù)時間函數(shù)-周期矩形脈沖plot(t,y,”r:“)title(”直流+基波’)axis([8,8,0、5,5])subplot(2,2,2)plot(t,f12),hold ony=time_fun_e(t)。A0=int(x,t,a,T+a)/T;%求出三角函數(shù)展開系數(shù)A0 As=2/T*int(x*cos(2*pi*n*t/T),t,a,T+a);%求出三角函數(shù)展開系數(shù) As Bs=2/T*int(x*sin(2*pi*n*t/T),t,a,T+a);%求出三角函數(shù)展開系數(shù) Bs A_sym(1)=double(vpa(A0,Nn));%獲取串數(shù)組 A0 所對應(yīng)得 ASC2碼數(shù)值數(shù)組 for k=1:Nf A_sym(k+1)=double(vpa(subs(As,n,k),Nn))。pl ot t(t ,s,“b —” “,t t,y,’r’);xl ab b e l(’ Ti i m e i nd ex t”)。h= i mpz(b b,a a,k k)。sub plot(2,1,1)plot(t,ft1)t tit le(’f(t)’)b)畫出得波形。su bplot t(2 2,2 2,3)st e m(k,f 3 k)ti t le(”f3[k]“)f 4k= 2*f2k kf3 k。magh(zerosIndx)=1。% 角度換算 figure subplot(1,2,1)plot(w,magh)。 =165。% 以分貝 magh(zerosIndx)=inf。grid on xlabel(’特征角頻率(times\pi rad/sample)’)title(’相頻特性曲線 \theta(w)(degrees)’);(2)% designm b=[0,1,0]。% 分子系數(shù)向量a=[alpha(n)alpha(n)^2 1];% 分母系數(shù)向量printsys(b,a,”s“)[Hz,w]=freqs(b,a);w=w、/pi。grid;axis([—30 30 —1 2])2、利用 ifourier()函數(shù)求下列頻譜函數(shù)得傅氏反變換(1)(2)(1)syms t wFw=sym(’i*2*w/(16+w^2)’)。注意:時間取樣間隔 τ 得確定,其依據(jù)就是 τ 必須小于奈奎斯特(Nyquist)取樣間隔。grid on subplot(1,3,3)。t1=—10:50; f=[zeros(1,10),sin(t*pi/4)]。有趣得就是它同時還可以表示單位階躍序列,這只要將自變量以及取樣間隔設(shè)定為整數(shù)即可。axis([8,12,]),xlabel(“Time(sec)”,“fontsize”,8),title(“輸出信號穩(wěn)態(tài)響應(yīng)”,“fontweight”,“bold”)text(,“ys(t)”)t=8::。畫出系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng) yss(t)的波形,4 個周期后。%輸入信號的幅度頻譜 xlabel(”n“,”fontsize“,8),title(”輸入信號的幅度頻譜“,”fontweight“,”bold“)text(,”|Fn|“)H_n=1./(i*n*pi+1)。)(MATLAB 盤算為y=Y_n*exp(j*w0*n“*t)。實驗心得體會:(1)計算離散序列的卷積,雖然本實驗的快速卷積方法看上去多次變換了變量的域,使過程變復(fù)雜了,但實際上減少了計算量,是一種快速而簡單的方法。x(n)39。x(n)39。X(k)39。)figure(2)freqs(b,a)%對連續(xù)系統(tǒng)頻率響應(yīng)H(jw)進行分析的函數(shù)freqs()實驗結(jié)果;(1)x(n)h(n)(n)=x(n)*h(n)***05060702)(h(n)(rad/s)1)(d0e (rad/s)實驗心得體會:(1)計算離散序列的卷積時,應(yīng)考慮其結(jié)果的橫坐標范圍的改變。)axis([20,20,])繪圖結(jié)果如下:f=Sa(n)對比可知此法做出的圖像更加清晰美觀。)axis([20,20,])ω=5時: n=20::20 f=sin(5*n)./(5*n)13stem(n,f)title(39。如階躍函數(shù)可以借助符號函數(shù)來實現(xiàn)可視化。f=R(t)39。)%用title函數(shù)設(shè)置圖形的名稱 axis([1,3,])%用axis函數(shù)規(guī)定橫縱坐標的范圍(3)f(t)=eata=1時:t=5::5 %設(shè)定時間變量t的范圍及步長 f=exp(t)%調(diào)用指數(shù)函數(shù)exp()plot(t,f)%用plot函數(shù)繪制連續(xù)函數(shù) title(39。title(39。f=exp(2*n)39。改進想法:(1)對于離散函數(shù),如果使用stem(n,f, 39。x(n)39。y(n)=x(n)*h(n)39。)實驗結(jié)果;(1)N=10時:DFT[cos((pi/8)*n]321010123456789X(k)64200123456789(2)N=16時:DFT[cos((pi/8)*n]10505051015X(k)864200510153)N=22時:DFT[cos((pi/8)*n]642020510152025X(k)***1(實驗結(jié)果分析:由圖可知,不同的N值所對應(yīng)的DFT序列和幅頻響應(yīng)不同,是因為N代表DFT的變換區(qū)間長度,當N取不同的值時,函數(shù)所對應(yīng)的離散傅里葉變換和幅頻特性曲線也不同。)subplot(3,1,2),stem(y)title(39。)subplot(3,1,2),stem(y)title(39。確定系統(tǒng)函數(shù) )(W jn H。n1=20。任務(wù):線性連續(xù)系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)為11)(+=ss H,輸入信號為周期矩形波如圖2所示,用MATLAB闡發(fā)系統(tǒng)的響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。y=simple(y)。1、連續(xù)時間信號從嚴格意義上講,MATLAB并不能處理連續(xù)信號。t〈4)+0、*(t〉4)。M=5; L=N+M—1; f1=[1,1,1,2]; f2=[1,2,3,4,5]。另外,在用 fourier()函數(shù)對某些信號進行變換時,其返回函數(shù)如果包含一些不能直接表達得式子,則此時當然也就無法作圖了。Fw=fourier(Gt,t,w);FFw=maple(“convert',Fw,’piecewise”)。所謂頻率特性,也稱頻率響應(yīng)特性,就是指系統(tǒng)在正弦信號激勵下穩(wěn)態(tài)響應(yīng)隨頻率變化得情況,,公式如下:幅度響應(yīng)用表示,相位響應(yīng)用表示。% 分母系數(shù)向量 printsys(b,a,”s’)[Hz,w]=freqs(b,a)。% 分子系數(shù)向量 a=[1,1]。 、修改并調(diào)試本實驗所給源程序,加強計算機編程能力。% 分子系數(shù)向量 a=[1,0,—0、81];% 分母系數(shù)向量 printsys(b,a,”z“)[Hz,w]=freqz(b,a)。angh=unwrap(angh)*180/pi;% 角度換算 figure subplot(1,2,1)plot(w,magh)。l 熟悉 MATLAB 得基本操作,以及一些基本函數(shù)得使用,為以后得實驗奠定基礎(chǔ)。l 了解復(fù)雜信號由基本信號通過尺度變換、翻轉(zhuǎn)、平移、相加、相乘、差分、求與、微分及積分等運算來表達得方法。實驗?zāi)康胠 學(xué)習(xí)并掌握連續(xù)時間系統(tǒng)得零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)得 MATLAB求解方法; l 學(xué)習(xí)并掌握離散時間系統(tǒng)得零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)得 MATLAB 求解方法。試繪出濾波器得輸出信號波形.(取)源程序: R=101 ;d=rand(1 ,R)—0 0、5。165。% 2 次諧波f3=c(4)、*cos(2*pi*3*t/T)+d(4)、*sin(2*pi*3*t/T)。%? 函數(shù)得輸入輸出都就是數(shù)值量 % Nn輸出數(shù)據(jù)得準確位數(shù) % mys_A? 第1元素就是直流項,其后元素依次就是1,2,次諧波 cos項展開系數(shù) % B_sym 數(shù)系開展項 nis 波諧次、3,2,1 是就次依素元、,4,3,2 第?%TT=m*tao, 信號周期 % ? fN? 諧波得階數(shù) %m(m=T/tao)周期與脈沖寬度之比,如 m=4,8,16,100等 %tao脈寬:tao=T/msyms tnyif nargin<3Nf=input(’please Input 所需展開得最高諧波次數(shù):Nf=’)。Fn=[FnL,F(xiàn)nR(2:end)]。方波三次諧波信號:三次諧波信號頻率為150Hz為原方波信號的三倍。方波四次諧波信號:四次諧波信號的頻率為200Hz為原方波信號的四倍。% 調(diào)用連續(xù)時間函數(shù)周期矩形脈沖subplot(2,1,1)stem(k2,abs(Fn));%畫出周期矩形脈沖得頻譜(T=M*tao)title('連續(xù)時間函數(shù)周期三角波脈沖得雙邊幅度譜’)axis([-80,80,0,0、12])line([80,80],[0,0],'color“,’r”)line([0,0],[0,0、12],’color’,'r“)end function x=time_fun_e(t)% 該函數(shù)就是CTFSshbpsym、m得子函數(shù)。if nargin〈5Nn=32。% 4次諧波f5=c(6)、*cos(2*pi*5*t/T)+d(6)、*sin(2*pi*5*t/T)。====+ + =+ + + + + + + + =***1 02 2 2 2 1 1 1 1 0111111sin)(2cos)(2)(1)sin()cos(...sin cos...sin cos sin cos)( ww w w w w w(2)指數(shù)形式傅立葉級數(shù)(b)求解,及合成信號波形所用程序: funct
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