基于matlab的时域信号采样及频谱分析论文

基于matlab的时域信号采样及频谱分析论文内容摘要：

的采样序列进行频谱分析，绘制其幅频和相频曲线，对各频率下采样序列 X(t)和 X(n)的幅频曲线 进行观察 ； 4. 设系统单位抽样响应为 h(n)，求解当输入为 X(n)时的系统响应 Y(n)，画出X(n),Y(n),h(n)的时域波形及幅频特性曲线，并利用结果验证卷积定理的正确性。 5. 用 FFT 对信号 X(n),Y(n),h(n)进行频谱分析，观察与 4 中结果有无差别； 6. 由采样序列 X(n)恢复出连续时间信号 X1(t)，画出其时域波形，对比 X1(t)与原来的连续时间信号 X(t)的时域波形，计算并记录两者最大误差。 7. 在完成基本要求和专业知识上的扩展后，设计人机交流的窗口界面，实现输出上的美观。 设计方法 涉及的指令 程序中用到的指令不多，多为单纯的输入函数，输出图形。 主要用到的指令有以下一些。 在完成第七项的人机界面时涉及的指令和调用的函数较多，比较麻烦。 clc：清屏。 clear all： 清除了所有的变量，包括全局变量 global。 close all：关闭所有窗口。 input(39。 输 入 A:39。 )：输入指令，在屏幕上显示括号内的文字，同时要操作者输入一个 A的值。 subplot(a,b,c)： 中 a代表所画图形的行数 ， b代表所画图形的列数 ， c 代表所画图形的序号。 figure（ 1） ： 与 figure 的作用一样，建立一个新的图形。 plot(n,x)：输出 n— x的连续 信号图形。 桂林电子科技大学实训说明书用纸 6 stem(n,x)：输出 n— x的离散信号图形。 grid on：显示格子标尺。 grid of：取消格子标尺。 title(39。 连续时间信号 39。 )：输出“连续时间信号”标题。 xlabel(39。 w39。 )：标注 X 轴名称。 ylabel(39。 幅度 39。 )：标注 Y轴名称。 conv(x,hb)：计算 x 和 hb 的卷积。 运行程序 X(t)及其 200HZ、 500HZ 和 1000HZ 频率抽样信号函数 X(n)程序： clc clear all close all n=0:50 % 定义序列的长度是 50 A=input(39。 请入 A 的值 A:39。 ) % 设置信号的有关参数 a=input(39。 请入 a 的值 a:39。 ) w0=input(39。 请入 w0的值 w0:39。 ) T1= T2= T3= T0= x=A*exp(a*n*T0).*sin(w0*n*T0) y1=A*exp(a*n*T1).*sin(w0*n*T1) y2=A*exp(a*n*T2).*sin(w0*n*T2) y3=A*exp(a*n*T3).*sin(w0*n*T3) close all subplot(2,1,1) stem(n,x) % 绘制 x(n)的图形 grid on title(39。 离散时间信号 39。 ) subplot(2,1,2) plot(n,x) grid on title(39。 连续时间信号 39。 ) 桂林电子科技大学实训说明书用纸 7 运行后，输入 A=,a=,w0=，得到图形如下： 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 0050100150离散时间信号0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 0050100150连续时间信号 图 接着输入程序： figure(2) subplot(3,1,1) stem(n,y1) grid on title(39。 200Hz 理想采样信号序列 39。 ) subplot(3,1,2) stem(n,y2) grid on title(39。 500Hz 连续时间信号 39。 ) subplot(3,1,3) stem(n,y3) grid on title(39。 1000Hz 连续时间信号 39。 ) 运行得到 桂林电子科技大学实训说明书用纸 8 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 0 001002002 0 0 H z 理想采样信号序列0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2 0 002005 0 0 H z 连续时间信号0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2 0 002001 0 0 0 H z 连续时间信号 图 再输入： k=25:25 W=(pi/)*k w=W/pi Y1=y1*exp(j*pi/).^(n39。 *k) figure (3) subplot(2,1,1) plot(w,abs(Y1)) grid xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅度 39。 ) title(39。 200Hz 理想采样信号序列的幅度谱 39。 ) axis([2 2 0 1000]) subplot(2,1,2) plot(w,angle(Y1)) grid xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅角 39。 ) 桂林电子科技大学实训说明书用纸 9 title(39。 200Hz 理想采样信号序列的相位谱 39。 ) 得到： 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 205001000w幅度2 0 0 H z 理想采样信号序列的幅度谱 2 . 5 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 242024w幅角2 0 0 H z 理想采样信号序列的相位谱 图 输入： Y2=y2*(exp(j*pi/)).^(n39。 *k) figure (4) subplot(2,1,1) plot(w,abs(Y2)) grid xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅度 39。 ) title(39。 500Hz 理想采样信号序列的幅度谱 39。 ) axis([2 2 0 1000]) subplot(2,1,2) plot(w,angle(Y2)) grid 桂林电子科技大学实训说明书用纸 10 xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅角 39。 ) title(39。 500Hz 理想采样信号序列的相位谱 39。 ) 得到： 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 205001000w幅度5 0 0 H z 理想采样信号序列的幅度谱 2 . 5 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 242024w幅角5 0 0 H z 理想采样信号序列的相位谱 图 输入： Y3=y3*(exp(j*pi/)).^(n39。 *k) figure (5) subplot(2,1,1) plot(w,abs(Y3)) grid xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅度 39。 ) title(39。 1000Hz 理想采样信号序列的幅度谱 39。 ) 桂林电子科技大学实训说明书用纸 11 axis([2 2 0 1000]) subplot(2,1,2) plot(w,angle(Y3)) grid xlabel(39。 w39。 ) ylabel(39。 幅角 39。 ) title(39。 1000Hz 理想采样信号序列的相位谱 39。 ) 得到： 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 205001000w幅度1 0 0 0 H z 理想采样信号序列的幅度谱 2 . 5 2 1 . 5 1 0 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 242024w幅角1 0 0 0 H z 理想采样信号序列的相位谱 图 观察以上图形，采样频率为 1000Hz 时没有失真， 500Hz 时有横线，产生失真， 200Hz时横线加长，失真加大。 说明采样频率越大，失真越小。 2. 设系统单位抽样响应为 h(n)，求解当输入为 X(n)时的系统响应 Y(n)，画出X(n),Y(n),h(n)的时域波形及幅频特性曲线，并利用结果验证卷积定理的正确性 .（此内容将参数设置为 A=， a=，。