文档介绍：实验四 MATLAB实验仿真
模块一无源低通与无源高通滤波器
实验目的
掌握分析系统频率特性的一种方法——MATLAB仿真法。
二、实验内容
1),要求仿真无源低通与无源高通滤波器。
在MATLAB中,我们用几条命令即可观察到网络的频率特性。MATLAB提供了专门对连续系统频率响应H(jω)进行分析的函数freq()。该函数可以求出系统频率响应的数值解,并可绘出系统的幅频及相频特性曲线。在绘制频率特性曲线时,常采用的调用格式为:
[h,w]=freqs(b,a,n)
在该调用格式中,b为对应于(2-1)式的向量[b1,b2,b3,…bm]
a为对应于(2-1)式的向量[a1,a2,a3,…an]。该调用格式将计算默认频率范围内n个点上系统频率响应的样值,并赋值给返回变量h,n个频率点记录在w中。同时,采用abs(h)和angle(h)语句直接计算幅频响应及相频响应,此时,其图形的频率坐标(横坐标)可以是线性的(用plot),也可以是半对数的(用semilogx)。
2)%[]图2-1a二阶无源低通滤波器
clear,pact
b=[0 0 1]; %生成向量b
a=[-10 -5 1]; %生成向量a
[h,w]=freqs(b,a,100) %求系统响应函数H(jw),设定100个频率点
figure(1)
subplot(2,1,1);plot(w,abs(h)); %绘制幅频特性
grid
xlabel('w');ylabel('abs(h)');
subplot(2,1,2);plot(w,angle(h)); %绘制相频特性
grid;xlabel('w');ylabel('angle(h)');
figure(2)
subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(abs(h))); %绘制对数频率特性
grid;xlabel('w');ylabel('分贝');
subplot(2,1,2);plot(w,angle(h));
grid;xlabel('w');ylabel('angle(h)');
3
%[] 图2-2a二阶无源高通滤波器
clear,pact
b=[--10 0 0]; %生成向量b
a=[--5 --5 1];%生成向量a
[h,w]=freqs(b,a,100) %求系统响应函数H(jw),设定100个频率点
figure(1)
subplot(2,1,1);plot(w,abs(h));%绘制幅频特性
grid
xlabel('w');ylabel('abs(h)');
subplot(2,1,2);plot(w,angle(h));%绘制相频特性
grid;xlabel('w');ylabel('angle(h)')
模块二:用同时分析法观测方波信号的频谱
实验目的
学会使用MATLAB观察方波信号的分解与合成
学会使用MATLAB绘出周期信号的频谱
实验内容
1、使用MATLAB仿真方波合成
编制MATLAB程序,实现图3-1中周期方波信号的分解与合成。
编制MATLAB程序,观察图3-2中周期方波信号的单边频谱。
采用同时分析法观察方波的分解与合成:
(1)调节函数信号发生器,使其输出50Hz左右方波。将其接至该实验模块的输入端,再细调函数信号发生器使50Hz的BPF输出最大的基波。
(2)将各带通滤波器的输出分别接至示波器观测各次谐波的频率和幅度并记录之。
(3)将基波和三次谐波接至加法器观测相加后的波形,并在实验纸上记录所得波形。
%[]方波分解与合成
t=0::2*pi;
f1=4/pi*sin(t); % 基波
f3=4/pi*(sin(3*t)/3); %三次谐波
f5=4/pi*(sin(5*t)/5);
f7=4/pi*(sin(7*t)/7);
f9=4/pi*(sin(9*t)/9);
y1=f1+f3;
y2=f1+f3+f5;
y3=f1+f3+f5+f7+f9;
subplot(2,2,1) %在第一个子窗口画基波分量
plot(t,f1),hold on
y=1*sign(pi-t); %画方波信号
plot(t,y,'c:')
title('周期矩形波的形成-基波')
subplot(2,2,2) %在第二个子窗口画(基波+3次谐波)分量
plot(t,y1),hold on
y=1*sign(pi-t);
plot(t,y,'c:')
title('周期矩形波的形成-基波+3次谐波