信號與系統(tǒng)的時域分析實(shí)驗(yàn)報告

1、精選文檔實(shí)驗(yàn)一 信號與系統(tǒng)的時域分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用示波器觀察一階電路的零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)及完全響應(yīng)。2. 理解并掌握一階電路各響應(yīng)的物理意義。3. 觀察和測定RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)，并研究電路參數(shù)對響應(yīng)波形的影響。4. 觀察RLC并聯(lián)諧振電路對高頻脈沖激勵的響應(yīng)，并研究電路參數(shù)對響應(yīng)波形的影響。5. 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)；6. 牢固掌握系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)的概念，掌握LTI系統(tǒng)的卷積表二、實(shí)驗(yàn)原理(一)實(shí)驗(yàn)箱部分1、一階電路的零輸入、零狀態(tài)響應(yīng)分析一階連續(xù)時間系統(tǒng)如圖所示：圖1-1 一階連續(xù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路其模型可用微分方程表示。微分方程

2、的解反映了該系統(tǒng)的響應(yīng)，其中零輸入響應(yīng)由方程的齊次解得到，零狀態(tài)響應(yīng)由方程的全解得到。完全響應(yīng)由零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)得到。2、二階電路的瞬態(tài)響應(yīng)圖1-2 RLC串聯(lián)電路響應(yīng)實(shí)驗(yàn)電路圖RLC串聯(lián)電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)的觀察電路如上圖所示，其階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)可以有三種情況。時為過阻尼情況；時為欠阻尼情況；時為臨界情況。因此對于不同R，其電路響應(yīng)波形是不同的。因?yàn)闆_激信號是階躍信號的導(dǎo)數(shù)，所以對線性時不變電路，沖激響應(yīng)也是階躍響應(yīng)的導(dǎo)數(shù)。為了便于用示波器觀察響應(yīng)波形，實(shí)驗(yàn)中用周期方波替代階躍信號，而用周期方波通過微分電路后得到的尖頂脈沖代替沖激信號。（二）Matlab部分1、 信號的時域表示方

3、法可將信號表示成獨(dú)立時間變量的函數(shù)，例如 x(t)=sin(t) 和 xn=n(0.5)nun分別表示一個連續(xù)時間信號和一個離散時間信號。無論離散信號或是連續(xù)信號，都可以用其信號波形圖來描述；對于離散信號，還可以表示成一個數(shù)列，例如： xn=., 0.1, 1.1, -1.2, 0, 1.3, . n=02、 用Matlab仿真連續(xù)時間信號和離散時間信號在matlab中，連續(xù)時間信號仿真直接寫出其表達(dá)式即可，如正弦信號：x=sin(t),plot(t,x); 對于離散信號則可用函數(shù)stem實(shí)現(xiàn)，如xn=., 0.1, 1.1, -1.2, 0, 1.3, . 可由下列程序?qū)崿F(xiàn)： n=0x =

4、0, 0, 0, 0, 0.1, 1.1, -1.2, 0, 1.3, 0, 0; stem(n,x);信號的卷積可由conv命令實(shí)現(xiàn) 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容6、修改程序Program1_1，將dt改為0.2，再執(zhí)行該程序，看看所得圖形的效果如何？與原程序比，哪一幅圖形看起來與實(shí)際信號波形更像？答：program1_1的圖形更加圓滑并貼近實(shí)際波形，因?yàn)樵摮绦蛑袝r間變量的步長更小實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)截圖：7、編寫一個Matlab程序，使之能夠在同一個圖形窗口中的兩個子圖中分別繪制信號x(n)=(-2)nu(n)和h(t)=cos(2t)u(t)-u(t-3) ，要求在圖形中加上網(wǎng)格線，并使用函數(shù)axis( )控

5、制圖形的時間范圍在04秒之間，畫出所得圖形。實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)截圖：8、編寫一個Matlab程序，由給定信號x(t) = e-0.5tu(t)，求信號y(t) = x(1.5t+3)，并繪制出x(t)和y(t)的圖形。實(shí)驗(yàn)程序：實(shí)驗(yàn)截圖：9、編寫一個Matlab程序，計算由如下微分方程表示的系統(tǒng)在輸入信號為x(t) = (e-2t - e-3t)u(t)時的零狀態(tài)響應(yīng)，畫出所得圖形，和你手工計算得到的系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)曲線進(jìn)行比較。 實(shí)驗(yàn)程序：clear,close all,t=0:0.01:10;x=(exp(-2*t)-exp(-3*t).*u(t);den=1 3 2;num=8;y,t=lsim(num,den,x,t)10、編寫程序，計算信號x(t)=e-2tu(t+1)-u(t