信号与系统的时域分析实验报告.docx

试验一 信号与系统的时域分析一、试验目的1. 用示波器观看一阶电路的零输入响应，零状态响应及完全响应。2. 理解并把握一阶电路各响应的物理意义.3. 观看和测定RLC 串联电路的阶跃响应和冲激响应，并争论电路参数对响应波形的影响。4. 观看 RLC 并联谐振电路对高频脉冲鼓舞的响应，并争论电路参数对响应波形的影响。5. 生疏和把握常用的用于信号与系统时域仿真分析的Matlab 函数；6. 结实把握系统的单位冲激响应的概念，把握LTI 系统的卷积表二、试验原理一试验箱局部1、一阶电路的零输入、零状态响应分析一阶连续时间系统如以下图：图 11 一阶连续系统试验电路dV1V其模型可用微分方程c +V=表示.微分方程的解反映了该系统的响应，其中零dtRcR输入响应由方程的齐次解得到，零状态响应由方程的全解得到。完全响应由零输入响应和零状态响应得到。2、二阶电路的瞬态响应图 12RLC 串联电路响应试验电路图LCLCRLC 串联电路的阶跃响应和冲激响应的观看电路如上图所示，其阶跃响应和冲激响应可以有三种状况。LCR > 2时为过阻尼状况； R < 2时为欠阻尼状况； R = 2时为临界状况。因此对于不同R，其电路响应波形是不同的。由于冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路，冲激响应也是阶跃响应的导数.为了便于用示波器观看响应波形,试验中用周期方波替代阶跃信号，而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。(二)Matlab 局部1、 信号的时域表示方法可将信号表示成独立时间变量的函数,例如 xt=sint) 和 xn=n0.5nun分别表示一个连续时间信号和一个离散时间信号。无论离散信号或是连续信号，都可以用其信号波形图来描述；对于离散信号,还可以表示成一个数列,例如：xn=.。., 0.1， 1.1, 1。2， 0, 1.3, .n=02、 用Matlab 仿真连续时间信号和离散时间信号在 matlab 中，连续时间信号仿真直接写出其表达式即可,如正弦信号:x=sint,plot(t,x)； 对于离散信号则可用函数 stem 实现,如xn=。 .。, 0。1, 1。1, -1.2， 0， 1.3, 。 可由以下程序实现：n=0x = 0， 0， 0， 0, 0.1, 1.1, -1.2， 0, 1.3， 0， 0;stemn,x)； 信号的卷积可由 conv 命令实现三、试验内容6、修改程序 Program1_1,将 dt 改为 0.2，再执行该程序，看看所得图形的效果如何?与原程序比,哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？答：program1_1 的图形更加圆滑并贴近实际波形，由于该程序中时间变量的步长更小试验程序：试验截图:7、编写一个 Matlab 程序,使之能够在同一个图形窗口中的两个子图中分别绘制信号 xn)=2nu(n)和 h(t=cos2t)u(t)-ut-3) ，要求在图形中加上网格线，并使用函数axis 把握图形的时间范围在 04 秒之间，画出所得图形。试验程序:试验截图：8、编写一个 Matlab 程序，由给定信号 x(t) = e 0。5tut，求信号 yt) = x(1.5t+3) ，并绘制出 xt)和 y(t)的图形。试验程序：试验截图：9、编写一个Matlab 程序，计算由如下微分方程表示的系统在输入信号为x t) = (e-2t e-3t)u(t)时的零状态响应，画出所得图形，和你手工计算得到的系统零状态响应曲线进展比较。d 2 y(t) + 3 dy(t)+ 2 y(t) = 8x(t)dt 2dt试验程序:clear,close all, t=0：0.01：10;x=(exp2*t)-exp-3t)。*u(t；den=1 3 2; num=8;y,t=lsimnum,den，x,t10、编写程序，计算信号 x(t)=e-2tu(t+1u(t-2和 ht)=cos2t)ut-ut3的卷积，分别绘制这两个信号及其卷积的结果图形，图形依据2´2 分割成四个子图。试验程序：试验截图：