信号实验(01)MATLAB 编程基础及典型实例

Posted 2022-11-22 jinzhi666

信号实验(01)MATLAB 编程基础及典型实例

一.例子

1.1.duiqi.m

function [f1_new, f2_new, n ] = duiqi(f1,n1,f2,n2)
%  功能：将两个序列对齐，以实现两个序列之间的运算
%  输入：
%  （1 ） f1,f2:  原来的两个序列；
%  （2 ） n1,n2: f1,f2  所对应的时间变量范围；
%  输出：
% f1_new, f2_new  ：对齐后的两个序列
% n :  对齐后的两个序列的时间变量范围
%-------------------------------------------------------------------------
a = min(min(n1), min(n2));
b = max(max(n1), max(n2));
n = a : b;
f1_new = zeros(1, length(n));
f2_new = zeros(1, length(n));
tem1 = find((n>=min(n1))&(n<=max(n1))==1);
f1_new(tem1) = f1;
tem2 = find((n>=min(n2))&(n<=max(n2))==1);
f2_new(tem2) = f2;

二.实验

2.1.新建自己姓名文件夹

2.2.绘制曲线

绘制信号$x(t)=e^{-\sqrt{2}t}sin(\frac{2}{3}t)$的曲线，t 的范围在 $030s$，取样时间间隔为 $0.1s$.

% 绘制信号 的曲线，t 的范围在 0 ~ 30s，取样时间间隔为 0.1s.
t = 0:0.1:30;
x = exp(-sqrt(2) .* t) .* sin(2 / 3 .* t);
plot(t,x);

2.3.离散分段函数

在 $n=[-10:10]$ 范围产生离散序列：
$$\begin{gathered} x(n)=2n,-3\le n\le 3 \\ =0,other \end{gathered}$$
并绘图。

n = (-10:1:10);
% 生成一样维度x
x = zeros(size(n));
for i = 1:length(n)
    if -3 <= n(i) && n(i) < 3
        x(i) = 2 * n(i);
    else
        x(i) = 0;
    end
end
% 是离散序列
plot(n, x, '.');

2.4.根据图像

% 是一个小括号
t = (-3:0.001:3);
% 生成一样维度x
y = zeros(size(t));
for i = 1:length(t)
    if -1 <= t(i) && t(i) < 1
        y(i) = 2 ;
%     elseif 是不分开的
    elseif 1 <= t(i) && t(i) < 2
        y(i) = 1;
    else
        y(i) = 0;
    end
end
% 是离散序列

% staris(t, y);

plot(t, y);
xlabel('X轴');ylabel('Y轴');
% 先画图再控制
axis([-2, 3, 0, 3]);

2.5.对齐函数

利用 duiqi.m 函数，求 add_f(k) = f 1 (k)－f 2 (k)，pro_f(k) = f 1 (k)×f 2 (k)，并以子图形式画出 f 1 (k)、f 2 (k)、add_f(k)、pro_f(k)。

clear;
f1 = 0:5;
f2 = 6:-1:0;
n1 = -1:4;
n2 = -5:1;

% function [f1_new, f2_new, n ] = duiqi(f1,n1,f2,n2)
[f1_new, f2_new, n] = duiqi(f1, n1, f2, n2);
add_f = f1_new - f2_new;
pro_f = f1_new .* f2_new;
subplot(2, 2, 1);

% 原来得不变
stem(n1, f1);
xlabel('n1');
ylabel('f1');
grid on;

subplot(2, 2, 2);
stem(n2, f2);
xlabel('n2');
ylabel('f2');
grid on;

subplot(2, 2, 3);
stem(n, add_f);
xlabel('n3');
ylabel('add_f');
grid on;

subplot(2, 2, 4);
stem(n, pro_f);
xlabel('n');
ylabel('pro_f');
grid on;

三.思考题

整理并给出“实验内容与步骤”（2）、（3）、（4）、（5）中的程序代码与产生
的图形；并回答下面的问题。

3.1.

在调用某一函数文件时，该文件中除了输入、输出变量外的其它变量在调用 函数结束后是否还存在？这些变量是全局还是局部变量？

不存在，局部变量

3.2.

设 n = －10:0.2:20，你可以通过哪些方法查看向量 n 的维数？经过关系运 算 y = (n >= 3)以后，y 的维数是多少？y又等于什么？

n = -10:0.2:20;
% 151 = (20-(-10)) / 0.2 + 1
length(n)

y = (n >= 3)
% 得到n就是真假
% y = [0,0,...]
length(y)

有length()方法查看n的维数，y的维数是151，y = [0,0,0,…1,1,1]

3.3.

通过 MATLAB 的帮助系统，学习 fliplr 函数的功能和使用方法。再此基础上，写出能够产生如下图形的程序，
$$x(n)=2^n,-4\le n\le 4$$

n = -4:4;
x_n = 2.^n;
subplot(1, 2, 1);
stem(n, x_n);
xlabel('n');
ylabel('x(n)')

% 左右翻转

subplot(1, 2, 2);
stem(n, fliplr(x_n));
xlabel('n');
ylabel('x(-n)')