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1、开课学期2016-2017学年第2学期实验课程信号与系统仿真实验实验项目常用信号的频谱分析及时域采样定理班级学号学生姓名实验时间实验台号A11操作成绩报告成绩一、实验目的1.掌握常用信号的频域分析方法；2.掌握时域采样定理；3.掌握时域采样信号恢复为原来连续信号的方法及过程。二、实验性质验证性三、预习内容1.时域采样定理的内容及信号时域采样过程；2.连续信号经时域采样后，信号的频谱发生的变化；3.时域采样信号恢复为原来连续信号的方法及过程。四、实验内容(编写程序，绘制实验结果)1.实现周期信号的频谱f(t)=sin(*80t)程
2、序：fa='sin(2.*pi.*80.*t)';%原信号fs0=10000;%采样频率tp=0.1;%时间范围t=[-tp:1/fs0:tp];%信号持续时间范围10k1=0:999;k2=-999:-1;m1=length(k1);m2=length(k2);f=[fs0*k2/m2,fs0*k1/m1];%信号频率范围w=[-2*pi*k2/m2,2*pi*k1/m1];fx1=eval(fa);%把文本fa赋值给信号fx1FX1=fx1*exp(-j*[1:length(fx1)]'*w);%进行傅立叶变换figures
3、ubplot(2,1,1),plot(t,fx1,'r');title('原信号');xlabel('时间t(s)');%原信号的时域波形图axis([min(t),max(t),min(fx1),max(fx1)]);subplot(212),plot(f,abs(FX1),'r');title('原信号频谱');xlabel('频率f(Hz)');%频域波形图axis([-100,100,0,max(abs(FX1))+5]);101.实现非周期信号的频谱,要求记录结果并对结果进行分析讨论.(1)门函数信号的频谱分析,(2)
4、尺度变换之后门函数的频谱分析.程序：令tao=1symstx=heaviside(t+0.5)-heaviside(t-0.5);F=fourier(x);subplot(211);ezplot(x,[-2,2]);subplot(212);ezplot(F,[-10,10]);程序：令tao=1，a=4symstx=heaviside(t+(1/8))-heaviside(t-(1/8));10F=fourier(x);subplot(211);ezplot(x,[-2,2]);axis([-2,2,-1,2])subplot
5、(212);ezplot(F);axis([-5,5,-0.5,0.5]);分析：经过尺度变换，门函数的时间常数tao改变了，tao从1变成了1/4，门函数的幅度保持不变，但频谱变化幅度比尺度变换前缓慢，频谱的基波分量降低了1.时域采样及其恢复运行给定实验程序，绘制运行实验结果，总结实验结果，说明采样过程及恢复原信号的原理。程序：10symstwf;%定义符号变量f=(1-2*abs(t))*exp(-j*w*t);%计算被积函数F=int(f,t,-1/2,1/2);%计算傅里叶系数F(w)F=simple(F);F%化简su
6、bplot(3,1,1),%绘制三角波的幅频特性曲线F(w)low=-26*pi;high=-low;%设置w的上界和下界ezplot(abs(F),[low:0.01:high]);axis([lowhigh-0.10.5]);xlabel('');title('三角波的频谱');subplot(3,1,2),%绘制经过截止频率为4*pi低通滤波器后的频谱Y1(w)ezplot(abs(F),[-4*pi:0.01:4*pi]);axis([lowhigh-0.10.5]);title('低通滤波后的频谱');%采样信号的频谱
7、是原信号频谱的周期延拓，延拓周期为(2*pi)/Ts%利用频移特性F[f(t)*exp(-j*w0*t)]=F(w+w0)来实现subplot(3,1,3);%绘制采样后的频谱Y(w)Ts=0.2;%采样信号的周期w0=(2*pi)/Ts;%延拓周期10*pifork=-2:2ft=f*exp(-j*w0*k*t);FT=int(ft,t,-1/2,1/2);ezplot((1/Ts)*abs(FT),[(-4*pi-k*w0):0.01:(4*pi-k*w0)]);holdonendaxis([lowhigh-0.12.5])
8、;xlabel('');title('采样后的频谱');10F=(8*sin(w/4)^2)/w^2clc;closeall;%原信号fa='sin(2.*pi.*60.*t)';%原信号fs0=10000;%采样频率tp=0.1;%时间范围t=[-tp:1/f
