实验二 连续时间系统地频率响应.doc
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《实验二:连续时间系统的频率响应》 实验的目的是深化对连续时间系统频率响应的理解,并掌握利用计算机计算任意连续时间系统频率响应的方法。频率响应是分析线性时不变系统(LTI系统)特性的重要工具,它描述了系统对不同频率输入信号的响应。 实验原理主要基于系统函数的幅频特性和相频特性。系统函数H(s)通常表示为s的复数函数,其中s=jω,j是虚数单位,ω是角频率。在频率域中,系统的频率响应H(jω)可以通过以下方式获取: 1. 幅度计算:系统函数H(s)的幅频特性是其在s平面上所有零点模的乘积与所有极点模的乘积的比值。具体来说,对于一个给定的角频率ω,我们计算所有零点(z[i])到原点的距离(模)之积,然后除以所有极点(p[k])到原点的距离之积,得到的商即为H(jω)的幅度。 2. 相位计算:相频特性则由所有零点相角之和减去所有极点相角之和得出。对于每个零点和极点,我们计算它们与原点之间的角度,然后进行相应的加减运算。 此外,通过零极点图可以直观地分析系统的滤波特性。在s平面上标出零点和极点的位置,然后沿着虚轴向上移动,计算各点到原点的模和角度,从而得到幅频特性和相频特性。 实验流程涉及读取零点和极点的数据,使用编程语言(如C语言)实现计算过程。代码中使用了atannew函数来计算角度,main函数中通过循环遍历零点和极点,计算对应的幅度和相位,然后在图形界面绘制幅频特性和相频特性曲线。 实验代码中,定义了存储零点和极点的二维数组z和p,以及用于存储输出结果的数组out。通过scanf函数读取用户输入的零点和极点坐标,然后调用atannew函数计算角度,使用initgraph函数初始化图形环境,并通过line和outtextxy等函数绘制坐标轴和刻度,以及在图形上标注频率和幅度信息。 整个实验过程不仅涵盖了理论知识,还强调了实际操作和编程技能的运用,使学生能够将理论与实践相结合,更好地理解和应用连续时间系统的频率响应概念。这对于理解和设计数字信号处理系统,尤其是在计算机音乐、通信工程和图像处理等领域具有重要意义。
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