Краткое описание основных особенностей среды программирования MathCAD 7.0 Pro и лабораторных работ по курсу "Цифровая обработка сигналов", страница 3

Лабораторная работа  № 1

ПРОСТРАНСТВО  ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Цель занятия - приобретение навыков работы в системе MathCAD и практическое изучение операций над последовательностями (дискретными сигналами).

Предварительное задание

Изучить вопросы, относящиеся к содержанию работы, по конспекту лекций и рекомендованным литературным источникам. Подготовиться к ответу на контрольные вопросы.

Дополнительные сведения о системе MathCAD.

Последовательность представляет собой функцию дискретного аргумента (обычно целого).  MathCAD имеет богатый набор встроенных функций, с перечнем которых следует ознакомиться с помощью подсказки Help главного меню, клавиши F1 или кнопки  инструментальной линейки.

Пользователь также  может  сам  определить произвольную функцию, введя строку

имя_функции(список_аргументов):= выражение  .

Аргументы, если их более одного, разделяются запятыми. Выражение может содержать буквы, цифры, знаки операций и скобки, а также имена функций,  как встроенных,  так и пользовательских,  определенных в предшествующих блоках.  Скобки следует ставить всюду,  где требуется определенный порядок  действий.

Аргументы могут  получать  конкретные числовые значения после определения функции (но обязательно до ее  использования в расчетах!).

Перед построением графика функции необходимо определить диапазон  и шаг изменения независимой переменной.  Например, чтобы задать изменение переменной N от 1 до 15 с шагом 1 следует ввести строку " N:1;15 ".  Тогда на экране появится запись

N:=1 .. 15

Если шаг изменения аргумента отличается от 1,  то после первого  значения следует через запятую ввести второе значение переменной (система определяет шаг,  как  разность  этих значений),  например если ввести " N:1,1.1;15 ",  то N будет изменяться в тех же пределах, но с шагом 0.1.

Для построения графика функции нужно выбрать соответствующую кнопку на функциональной линейке (или воспользоваться пунктом Insert-Graph главного меню), а затем на появившемся шаблоне графика указать имена функции и аргумента (в маленьких прямоугольниках посредине осей ординат и абсцисс). Можно также задать пределы изменения  аргумента  и функции (в противном случае они устанавливаются автоматически).

На одном  поле  могут  изображаться  графики нескольких функций. Цвета и стили отрисовки различных графиков можно задать путем вызова окна графического формата; для этого нужно дважды щёлкнуть правой кнопкой мыши по шаблону графика. Открывающееся при этом окно содержит текущие параметры графического формата и позволяет вносить изменения.

Стоит отметить кнопку Traces в окне графического формата, определяющую тип линии. Для выполнения заданий  по ЦОС достаточно пользоваться двумя типами линий. Тип lines устанавливается в том случае, если графики должны изображаться сплошными линиями. Если, как это часто требуется при изучении дискретных сигналов, нужно построить график решетчатой функции, следует установить тип error, причем нужно в шаблон графика ввести вторую функцию, равную тождественно нулю, и для неё также определить тип error.

Практическое задание.

I.    Генерирование последовательностей.

1    Задайте последовательность  при некотором . Постройте график.

2. Изменяя значение частоты , убедитесь, что последовательность  периодична по частоте.

3. Подберите такое значение частоты, при котором последовательность  непериодична по n.

4. Задайте последовательность  и постройте графики ее вещественной и мнимой частей, а также её модуля.

II.   Определение скалярного произведения последовательностей.

1. Задайте последовательности  и ; частоту  выберите так, чтобы длина последовательностей составляла целое число периодов.

2. Убедитесь, что скалярное произведение последовательностей равно 0.