Scilab Code for Signals and Systems by Alan V. Oppenheim, Alan V. Willsky, S.Hamid Nawab1 Created by Prof. R. Senthilkumar Institute of Road and Transport Technology rsenthil [email protected] Cross-Checked by Prof. Saravanan Vijayakumaran, IIT Bombay [email protected] 18 November 2010 1Funded by a grant from the National Mission on Education through ICT, http://spoken-tutorial.org/NMEICT-Intro.This text book companion and Scilab codes written in it can be downloaded from the website http://scilab.in Book Details Author: Alan V. Oppenheim, Alan V. Willsky, S.Hamid Nawab Title: Signals and Systems Publisher: Prentice-Hall India Edition: Second Year: 1992 Place: New Delhi ISBN: 978-81-203-1246-3 1 Contents ListofScilabCode 4 1 Signals and Systems 11 1.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 Linear Time Invariant Systems 26 2.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3 Fourier Series Repreentation of Periodic Signals 54 3.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4 The Continuous Time Fourier Transform 90 4.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5 The Discreet Time Fourier Transform 117 5.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6 Time and Frequency Characterization of Signals and Sys- tems 138 6.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 7 Sampling 148 7.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 9 The Laplace Transform 155 9.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 10 The Z-Transform 171 10.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 2 11 Linear Feedback Systems 181 11.1 Scilab Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 3 List of Scilab Code 1.1 Example1.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.2 Example1.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3 Example1.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.4 Example1.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5 Example1.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.6 Example1.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.12 Example1.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.13 Example1.13.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.13b Example1.13b.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.14 Example1.14.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.15 Example1.15.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.16 Example1.16.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.17 Example1.17.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.18 Example1.18.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.20 Example1.20.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.1 Example2.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3 Example2.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4 Example2.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.5 Example2.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.6 Example2.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.7 Example2.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.8 Example2.8.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.2 Example3.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.3 Example3.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3.4 Example3.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3.5 Example3.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.6 Example3.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.7 Example3.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 4 3.8 Example3.8.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.10 Example3.10.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.11 Example3.11.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.12 Example3.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.13 Example3.13.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.14 Example3.14.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.15 Example3.15.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 4.1 Example4.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 4.2 Example4.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.4 Example4.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.5 Example4.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.6 Example4.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.7 Example4.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.8 Example4.8.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 4.9 Example4.9.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.12 Example4.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.18 Example4.18.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.23 Example4.23.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.22 Impulse response of LTI system . . . . . . . . . . . . . . . 114 5.1 Example5.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.2 Example5.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.3 Example5.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.5 Example5.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.6 Example5.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 5.7 Example5.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.9 Example5.9.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 5.12 Example5.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.15 Example5.15.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 6.1 Example6.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 6.3 Example6.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 6.4 Example6.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 6.5 Example6.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 7.1 Example7.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 7.2 Example7.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 7.3 Example7.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 7.4 Example7.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 7.5 Example7.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 9.1 Example9.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 5 9.2 Example9.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 9.3 Example9.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 9.4 Example9.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9.5 Example9.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9.6 Example9.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 9.7 Example9.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 9.8 Example9.8.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 9.9 Example9.9.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 9.10 Example9.10.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 9.11 Example9.11.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 9.12 Example9.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 9.13 Example9.13.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 9.14 Example9.14.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 9.15 Example9.15.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 9.16 Example9.16.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 9.17 Example9.17.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 9.18 Example9.18.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 9.19 Example9.19.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 9.20 Example9.20.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 9.21 Example9.21.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 9.25 Example9.25.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 9.31 Example9.31.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 9.33 Example9.33.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 9.34 Example9.34.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 9.35 Example9.35.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 9.36 Example9.36.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 9.37 Example9.37.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 9.38 Example9.38.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 10.1 Example10.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 10.2 Example10.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 10.3 Example10.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 10.4 Example10.4.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 10.5 Example10.5.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 10.6 Example10.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 10.7 Example10.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 10.9 Example10.9.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 10.10 Example10.10.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 10.11 Example10.11.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 6 10.12 Example10.12.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 10.13 Example10.13.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 10.18 Example10.18.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 10.19 Example10.19.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 10.23 Example10.23.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 10.25 Example10.25.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 10.33 Example10.33.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 10.34 Example10.34.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 10.36 Example10.36.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 10.37 Example10.37.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 11.1 Example11.1.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 11.2 Example11.2.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 11.3 Example11.3.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 11.5BoEdexample11.5Bode.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 11.5NyEquxiasmt ple11.5Nyquist.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 11.6 Example11.6.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 11.7 Example11.7.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 11.8 Example11.8.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 11.9 Example11.9.sce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 11.9 Root locus analysis of Linear feedback systems . . . . . . . 192 7 List of Figures 1.1 Results of Exa 1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.2 Results of Exa 1.14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1 Results of Exa 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.2 Results of Exa 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3 Results of Exa 2.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2.4 Results of Exa 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.5 Results of Exa 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.6 Results of Exa 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.7 Results of Exa 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.8 Results of Exa 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.9 Results of Exa 2.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.10 Results of Exa 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.11 Results of Exa 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.12 Results of Exa 2.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.13 Results of Exa 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.14 Results of Exa 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.15 Results of Exa 2.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.16 Results of Exa 2.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.17 Results of Exa 2.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.18 Results of Exa 2.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2.19 Results of Exa 2.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.20 Results of Exa 2.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 2.21 Results of Exa 2.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 3.1 Results of Exa 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3.2 Results of Exa 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3.3 Results of Exa 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 3.4 Results of Exa 3.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 8 3.5 Results of Exa 3.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.6 Results of Exa 3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.7 Results of Exa 3.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 3.8 Results of Exa 3.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 3.9 Results of Exa 3.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.10 Results of Exa 3.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 3.11 Results of Exa 3.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.12 Results of Exa 3.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.13 Results of Exa 3.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 3.14 Results of Exa 3.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.15 Results of Exa 3.12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.16 Results of Exa 3.13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.17 Results of Exa 3.14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.18 Results of Exa 3.15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 4.1 Results of Exa 4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.2 Results of Exa 4.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.3 Results of Exa 4.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.4 Results of Exa 4.4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 4.5 Results of Exa 4.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 4.6 Results of Exa 4.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 4.7 Results of Exa 4.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.8 Results of Exa 4.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 4.9 Results of Exa 4.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.10 Results of Exa 4.9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 4.11 Results of Exa 4.12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.12 Results of Exa 4.18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.13 Results of Exa 4.23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4.14 Results of Exa 4.22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.15 Results of Exa 4.22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 5.1 Results of Exa 5.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 5.2 Results of Exa 5.1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 5.3 Results of Exa 5.2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.4 Results of Exa 5.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.5 Results of Exa 5.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 5.6 Results of Exa 5.6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.7 Results of Exa 5.7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 9