MATLAB基礎知識1實信號的時頻域仿真及分析2教學內容復信號的時頻域仿真及分析3課堂設計

掌握用MATLAB語言表示實信號、復信號

理解實信號、復信號的時頻域特性用MATLAB語言表示實信號、復信號重點難點課堂設計教學目標1.認真學習每項實驗內容；2.愛護電腦和相關設施；3.嚴肅實驗室秩序，要有合作精神；4.每次實驗每人均需填寫一份實驗報告。實驗要求實驗目的實驗內容學會使用MATLAB表示一個實信號和復信號；能夠畫出實信號、復信號的時頻域圖（1）實信號時域及頻域特性分析（2）復信號時域及頻域特性分析實驗環(huán)境安裝MATLAB軟件的電腦MATLAB簡介MATLAB是矩陣實驗室（MatrixLaboratory）的簡稱，由美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件。是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境。MATLAB的特點（1）計算功能強大；（2）繪圖非常方便；（3）功能強大的工具箱是MATLAB的特色。MATLAB簡介標題欄菜單欄工具欄命令行窗口工作區(qū)當前文件夾編輯窗口MATLAB基礎知識數(shù)據(jù)類型：數(shù)值類型整數(shù)、單精度浮點數(shù)和雙精度浮點數(shù)

復數(shù)、無窮量（Inf）和非數(shù)值量（NaN）函數(shù)說明函數(shù)說明real(z)返回復數(shù)z的實部imag(z)返回復數(shù)z的虛部abs(z)返回復數(shù)z的模angle(z)返回復數(shù)z的輻角conj(z)返回復數(shù)z的共軛復數(shù)complex(a,b)以a為實部，b為虛部創(chuàng)建復數(shù)邏輯類型字符和字符串數(shù)組類型數(shù)據(jù)類型：數(shù)組的三種創(chuàng)建方法：（1）使用“[]”、“，”、空格、“；”X=[]

空數(shù)組X=[1,2,3,4,5,6]行向量X=[1;2;3;4;5;6]列向量x1=X(1)訪問第1個元素

x2=X(1:3)訪問1、2、3個元素x3=X([16])訪問第1、6元素x4=X(end:-1:1)數(shù)組反序x5=X(3:end)

從第3個元素到最后MATLAB基礎知識數(shù)組的三種創(chuàng)建方法：（2）通過冒號創(chuàng)建一維數(shù)組（3）通過函數(shù)創(chuàng)建X=A:Step:BlogspacelinspaceX=logspace(a,b)X=logspace(a,b,n)X=linspace(a,b)X=linspace(a,b,n)MATLAB基礎知識矩陣加減運算：矩陣加法、減法運算的前提：參與運算的兩個矩陣或多個矩陣必須具有相同的行數(shù)和列數(shù)，或者其中有一個或多個矩陣為標量。C=A±B，矩陣C的各元素Cmn=Amn±Bmn當其中含有標量x時C=A±x，矩陣C的各元素Cmn=Amn±x交換律：A+B=B+A結合律：（A+B）+C=A+（B+C）MATLAB基礎知識矩陣乘除運算：數(shù)與矩陣的乘法C=xA矩陣與矩陣的乘法A×B≠B×AA×B≠A.*B矩陣乘法不滿足交換律矩陣乘法不等于矩陣點乘矩陣相除A/B≠A\B對應元素相除A./BA*inv(B)MATLAB基礎知識MATLAB圖形繪制（1）數(shù)據(jù)準備。主要工作是產生自變量向量和函數(shù)值向量；（2）選定圖形窗口及子圖位置；（3）調用繪圖函數(shù)繪制圖形，例如plot函數(shù)；（4）設置坐標軸的范圍、刻度及坐標網格；一般步驟：figure（1）subplot(m,n,k)axis([xminxmaxyminymax])xlim([xmin,xmax])ylim([ymin,ymax])zlim([zmin,zmax])gridongridoff（1）數(shù)據(jù)準備。主要工作是產生自變量向量和函數(shù)值向量；（2）選定圖形窗口及子圖位置；（3）調用繪圖函數(shù)繪制圖形，例如plot函數(shù)；（4）設置坐標軸的范圍、刻度及坐標網格；（5）利用對象屬性值或圖形窗口工具欄設置線型、標記類型及其大小等；一般步驟：MATLAB圖形繪制5種線型：線型代號表示線型——實線——虛線—.點畫線：點線none無線MATLAB圖形繪制14種標記：標記代號表示標記標記代號表示標記.點oo*星號++square正方形Xxdiamond菱形<頂點指向左邊的三角形pentagram五角星>頂點指向右邊的三角形hexagram六角星?正三角形none無點?倒三角形MATLAB圖形繪制8種顏色：線型代號表示線型green綠色magenta品紅色blue藍色c灰色white白色red紅色black黑色yellow黃色MATLAB圖形繪制（1）數(shù)據(jù)準備。主要工作是產生自變量向量和函數(shù)值向量；（2）選定圖形窗口及子圖位置；（3）調用繪圖函數(shù)繪制圖形，例如plot函數(shù)；（4）設置坐標軸的范圍、刻度及坐標網格；（5）利用對象屬性值或圖形窗口工具欄設置線型、標記類型及其大小等；（6）添加圖形注釋，如圖名、坐標名稱、圖例、文字說明等；（7）圖形的導出與打印。一般步驟：MATLAB圖形繪制title(‘text’):在圖形窗口頂端的中間位置輸出字符串“text”作為標題；xlabel(‘text’):在x軸下的中間位置輸出字符串“text”作為標注；ylabel(‘text’):在y軸下的中間位置輸出字符串“text”作為標注；text(x,y,’text’):在圖形窗口的（x,y）處寫字符串“text”；legend(str1,str2,…，‘Location’)，說明性字符串標記str1、str2.MATLAB圖形繪制

如何使用MATLAB表示一個實信號呢？問題一假設:信號頻率f=100Hz;fs=400Hz時間dt=1/fs實信號的時頻域分析傅里葉變換fft(s)函數(shù)在MATLAB中，無法畫出真正的連續(xù)函數(shù)，因此在實現(xiàn)連續(xù)函數(shù)的可視化時，首先必須將連續(xù)自變量用一組離散自變量表示，然后用離散自變量計算得到結果數(shù)組。clearall;%%實信號時域與頻域特性fm=100;%信號頻率Hzfs=400;%采樣速率dt=1/fs;t=0:dt:0.1;%實信號rSignal=cos(2*pi*fm*t);%實信號時域變換到頻域df=fs/length(t);f=-fs/2:df:fs/2-df;C1=fft(rSignal);rSigfft=abs(C1);%%畫圖figure(1);subplot(4,1,1);plot(t,rSignal);title('實信號時域波形圖');subplot(4,1,2);plot(f,fftshift(rSigfft));title('實信號頻域頻譜圖');實信號的時頻域分析實信號的時頻域分析%復信號cSignal=cos(2*pi*fm*t)+j*sin(2*pi*fm*t);C2=fft(cSignal)/fs;cSigfft=abs(C2);%%畫圖figure(1);subplot(4,1,3);plot(t,real(cSignal),'r',t,imag(cSignal),'g');title('復信號時域波形圖');subplot(4,1,4);plot(f,fftshift(cSigfft));title('復信號頻域頻譜圖');復信號的時頻域分析復信號的時頻域分析復信號的時頻域分析試繪出連續(xù)時間信號的時域波形f(t)