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1、實驗：離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析一、實驗目的1、熟悉和掌握常用的用于信號與系統(tǒng)時域仿真分析的MATLAB函數(shù)；2、掌握離散時間信號的MATLAB產(chǎn)生，掌握用周期延拓的方法將一個非周期信號進行周期信號延拓形成一個周期信號的MATLAB編程；3、牢固掌握系統(tǒng)的單位序列響應的概念，掌握MATLAB描述LTI系統(tǒng)的常用方法及有關函數(shù)，并學會利用MATLAB求解LTI系統(tǒng)響應，繪制相應曲線?；疽螅赫莆沼肕ATLAB描述離散時間信號的方法，能夠編寫MATLAB程序，實現(xiàn)各種信號的時域變換和運算，并且以圖形的方式再現(xiàn)各種信號的波形。掌握線性時不變離散系統(tǒng)的時域
2、數(shù)學模型用MATLAB描述的方法，掌握線性常系數(shù)差分方程的求解編程。二、實驗原理信號（Signal）一般都是隨某一個或某幾個獨立變量的變化而變化的，例如，溫度、壓力、聲音，還有股票市場的日收盤指數(shù)等，這些信號都是隨時間的變化而變化的，還有一些信號，例如在研究地球結構時，地下某處的密度就是隨著海拔高度的變化而變化的。一幅圖片中的每一個象素點的位置取決于兩個坐標軸，即橫軸和縱軸，因此，圖像信號具有兩個或兩個以上的獨立變量。在《信號與系統(tǒng)》課程中，我們只關注這種只有一個獨立變量（Independentvariable）的信號，并且把這個獨立變量統(tǒng)稱為時間變量
3、（Timevariable），不管這個獨立變量是否是時間變量。在自然界中，大多數(shù)信號的時間變量都是連續(xù)變化的，因此這種信號被稱為連續(xù)時間信號（Continuous-TimeSignals）或模擬信號（AnalogSignals），例如前面提到的溫度、壓力和聲音信號就是連續(xù)時間信號的例子。但是，還有一些信號的獨立時間變量是離散變化的，這種信號稱為離散時間信號。前面提到的股票市場的日收盤指數(shù)，由于相鄰兩個交易日的日收盤指數(shù)相隔24小時，這意味著日收盤指數(shù)的時間變量是不連續(xù)的，因此日收盤指數(shù)是離散時間信號。而系統(tǒng)則用于對信號進行運算或處理，或者從信號中提取有
4、用的信息，或者濾出信號中某些無用的成分，如濾波，從而產(chǎn)生人們所希望的新的信號。系統(tǒng)通常是由若干部件或單元組成的一個整體（Entity）。系統(tǒng)可分為很多不同的類型，例如，根據(jù)系統(tǒng)所處理的信號的不同，系統(tǒng)可分為連續(xù)時間系統(tǒng)（Continuous-timesystem）和離散時間系統(tǒng)（Discrete-timesystem），根據(jù)系統(tǒng)所具有的不同性質，系統(tǒng)又可分為因果系統(tǒng)（Causalsystem）和非因果系統(tǒng)（Noncausalsystem）、穩(wěn)定系統(tǒng)（Stablesystem）和不穩(wěn)定系統(tǒng)（Unstablesystem）、線性系統(tǒng)（Linearsyste
5、m）和非線性系統(tǒng)（Nonlinearsystem）、時變系統(tǒng)（Time-variantsystem）和時不變系統(tǒng)（Time-invariantsystem）等等。然而，在信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理中，我們所分析的系統(tǒng)只是所謂的線性時不變系統(tǒng)，這種系統(tǒng)同時滿足兩個重要的基本性質，那就是線性性和時不變性，通常稱為線性時不變（LTI）系統(tǒng)。1.信號的時域表示方法1.1將信號表示成獨立時間變量的函數(shù)例如x(t)=sin(ωt)和x[n]=n(0.5)nu[n]分別表示一個連續(xù)時間信號和一個離散時間信號。在MATLAB中有許多內部函數(shù)，可以直接完成信號的這種表達，
6、例如：sin()：正弦信號cos()：余弦信號exp()：指數(shù)信號1.2用信號的波形圖來描述信號用函數(shù)曲線表示一個信號，圖1.1就是一個連續(xù)時間信號和一個離散時間信號的波形圖。圖1.1連續(xù)時間信號與離散時間信號的波形圖1.3將信號用一個數(shù)據(jù)序列來表示對于離散時間信號，還可以表示成一個數(shù)的序列，例如：x[n]={....,0.1,1.1,-1.2,0,1.3,….}↑n=0在《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》課程中，上述三種信號的描述方法是經(jīng)常要使用的。2用MATLAB仿真離散時間信號在MATLAB中，無論是連續(xù)時間信號還是離散時間信號，MATLAB都是用
7、一個數(shù)字序列來表示信號，這個數(shù)字序列在MATLAB中叫做向量(vector)。通常的情況下，需要與時間變量相對應。如前所述，MATLAB有很多內部數(shù)學函數(shù)可以用來產(chǎn)生這樣的數(shù)字序列，例如sin()、cos()、exp()等函數(shù)可以直接產(chǎn)生一個按照正弦、余弦或指數(shù)規(guī)律變化的數(shù)字序列。2.1離散時間信號的仿真程序Program1_2用來產(chǎn)生離散時間信號x[n]=sin(0.2πn)。%Program1_2%Thisprogramisusedtogenerateadiscrete-timesinusoidalsignalanddrawitsplotclear
8、,%Clearallvariablescloseall,%Closeallfigurewind
