信号与系统实验1

合集下载

信号与系统实验报告(一) 大二下

电气学科大类级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名学号专业班号同组者1 学号专业班号同组者2 学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人综合实验和实验报告要求信号与控制综合实验，是集多门技术基础课程以及其它延伸课程理论于一体的综合性实验课程，需要综合多门学科理论知识和实验方法来体现，因此，实验目的不是简单的课程理论验证和练习，而是综合应用、研究开发、设计创新。

应采用尽可能好的设计，使所设计的电路和系统达到要实现的功能，步骤和方案自行拟定，实现对设计思路的实验验证。

完成多个实验项目的，应将实验内容整理综合后写成一份总报告，以利于锻炼整理归纳和总结能力，在总报告中以第二级标题形式依次写下所完成的实验项目、内容及实验设计过程。

实验报告按“题目、目录、正文（分所完成的各实验项目）、结论、心得与自我评价、参考文献”6个部分撰写；正文主要包括以下几个内容：任务和目标、总体方案设计（原理分析与方案设计特点，选择依据和确定）、方案实现和具体设计（过程）、实验设计与实验结果、结果分析与讨论。

（格式方面请注意：每个图应该有图号和图名，位于图的下方，同一图号的分图应在同一页，不要跨页；每个表应该有表号和表名，位于表的上方，表号表名与表（数据）也应在同一页，不要跨页；建议各部分题目采用四号黑体、设计报告内容文字采用小四号宋体）注：报告中涉及实验指导书或教材内容，只需注明引用位置，不必在报告中再加以阐述。

不得不加引用标记地抄袭任何资料。

每一基本实验部分按计划学时100分成绩计算（100％），需要完成60分的实验项目；实验报告、设计部分和创新研究内容另外计分（分别为10％、20％和10％）。

再按照学时比例与本课程其它部分实验综合成为总实验成绩。

每一部分实验均为：基本实验：0～60分，考核基本理论的掌握和基本操作技能、实验室道德规范；实验报告：0～10分，考核思考和总结表述能力；完成设计性实验：0～20分，评价设计能力；完成创新性实验：0～10分，鼓励创新。

信号与系统实验教程

信号与系统实验教程信号与系统实验是电子信息类专业中一门重要的实验课程。

在这门实验中，学生将学习如何利用实验仪器和软件工具来分析和处理信号，并理解信号在系统中的作用和相互之间的关系。

以下是一些常见的信号与系统实验教程：1. 实验一：信号的采集与表示- 学习使用信号采集仪器（例如信号发生器、示波器等）。

- 了解采样原理和采样频率对信号的影响。

- 学习如何将模拟信号转换为数字信号。

- 使用编程语言或工具对信号进行采样和表示。

2. 实验二：信号的变换与处理- 学习傅里叶变换和信号频谱分析的原理。

- 使用傅里叶变换工具（例如FFT算法）对信号进行频谱分析。

- 学习信号的时域和频域表示之间的转换关系。

- 学习数字滤波器的原理和应用。

3. 实验三：线性时不变系统的特性分析- 学习线性时不变系统的定义和性质。

- 了解系统的单位冲激响应和冲激响应与输入信号的卷积关系。

- 利用实验仪器测量系统的冲激响应。

- 使用软件工具对系统进行时域和频域特性分析。

4. 实验四：信号采样与重构- 学习信号采样和重构的理论基础。

- 利用实验仪器对信号进行采样和重构。

- 学习采样定理的应用和限制。

- 学习插值和抽取技术对信号进行采样和重构。

5. 实验五：系统的频率响应与稳定性- 学习系统的频率响应和稳定性分析。

- 使用频率响应仪器（例如频谱分析仪）对系统进行测量和分析。

- 学习系统的振荡和稳定条件。

- 学习系统的幅频特性和相频特性之间的关系。

以上是信号与系统实验教程的一些基本内容，具体的实验内容和教程可以根据教学大纲和教材进行更详细的设计和安排。

信号与系统实验-实验一零状态输入零状态响应

三、实验原理
1、零输入响应与零状态响应：零输入响应：没有外加激励的作用，只有起始状态（起始时刻系统储能）所产生的响应。零状态响应：不考虑起始时刻系统储能的作用（起始状态等于零）。 2、典型电路分析：电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。首先考察一个实例：在下图中由 RC 组成一电路，电容两端有起始电压 Vc(0-),激励源为 e(t)。
四实验结果高频r900高频r902中频r900中频r902低频r900低频r902五思考题图211所示电路中根据实验提供的实验元件计算系统的零状态和零输入过程
实验一零状态输入零状态响应
一、实验内容
1、观察零输入响应的过程。 2、观察零状态响应的过程。
二、实验器材
1、信号与系统实验箱一台（主板）。2、系统时域与频域分析模块一块。 3、20MHz 示波器一台。
压值开始，以指数规律进行衰减。第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。
四、实验结果
高频 r900 高频 r902
中频 r900
中频 r902
低频 r900
低频 r902
五、思考题图 2-1-1 所示电路中，根据实验提供的实验元件，计算系统的零状态和零输入过程。解答：
R + e (t) C _ + Vc(0-) Vc(t)
图 2-1-1 则系统响应－电容两端电压：
t
RC 电路
1 ( t ) 1 RC e e()de RC Vc (0)
上式中第一项称之为零输入响应，与输入激励无关，零输入响应 e
Vc (0) 是以初始电

信号与系统实验报告1抽样定理

本科实验报告课程名称：信号与系统实验项目：抽样定理实验地点：北区博学楼机房专业班级：电信1201 学号: ******** 学生姓名：指导教师：***一、实验目的：1、了解电信号的采样方法与过程以及信号恢复的方法。

2、验证抽样定理，加深对抽样定理的认识和理解。

二、原理说明：离散时间信号可以从离散信号源获得，也可以从连续时间信号经抽样而获得。

抽样信号fs（t）可以看成是连续信号f（t）和一组开关函数s（t）的乘积。

即：fs（t）=f（t）×s（t）对抽样信号进行傅里叶分析可知，抽样信号的频谱包含了原连续信号以及无限个经过平移的原信号频谱。

平移后的频率等于抽样频率fs及其各次谐波频率2fs、3fs、4fs、5fs......。

正如测得了足够的实验数据以后，我们可以在坐标纸上把一系列数据点连接起来，得到一条光滑的曲线一样，抽样信号在一定条件下也可以恢复为原信号。

只要用一个截止频率等于原信号频谱中最高频率fmax的低通滤波器，滤除高频分量，经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容，故在低通滤波器的输出可以得到恢复后的原信号。

但原信号得以恢复的条件是fs>2B，其中fs为抽样频率，B为原信号占有的频带宽度。

而fmin=2B为最低的抽样频率，又称为“奈奎斯特抽样率”。

当fs<2B 时，抽样信号的频谱会发生混叠，从发生混叠后的频谱中，我们无法用低通滤波器获得原信号频谱的全部内容。

在实际使用中，仅包含有限频谱的信号是极少的，因此即使fs=2B，恢复后的信号失真还是难免的。

为了实现对连续信号的抽样和抽样信号的复原，可用以下实验原理方案：图1-3 抽样定理实验方框图三、实验内容及步骤：1、方波信号的抽样与恢复。

1）观察方波信号的抽样。

调节函数信号发生器，使其输出频率分别为1KHZ、3KHZ，s（t）的频率分别置3.9KHz、15.6KHz、62.5KHz，观察抽样后的波形，并记录之。

方波原始图62.5KHz的抽样图2）观察恢复后的波形。

信号与系统实验报告实验一信号与系统的时域分析

实验一信号与系统的时域分析一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MA TLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MA TLAB求解LTI 系统响应，绘制相应曲线。

基本要求：掌握用MA TLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写MATLAB程序，实现各种信号的时域变换和运算，并且以图形的方式再现各种信号的波形。

掌握线性时不变连续系统的时域数学模型用MATLAB描述的方法，掌握卷积运算、线性常系数微分方程的求解编程。

二、实验原理信号（Signal）一般都是随某一个或某几个独立变量的变化而变化的，例如，温度、压力、声音，还有股票市场的日收盘指数等，这些信号都是随时间的变化而变化的，还有一些信号，例如在研究地球结构时，地下某处的密度就是随着海拔高度的变化而变化的。

一幅图片中的每一个象素点的位置取决于两个坐标轴，即横轴和纵轴，因此，图像信号具有两个或两个以上的独立变量。

在《信号与系统》课程中，我们只关注这种只有一个独立变量（Independent variable）的信号，并且把这个独立变量统称为时间变量（Time variable），不管这个独立变量是否是时间变量。

在自然界中，大多数信号的时间变量都是连续变化的，因此这种信号被称为连续时间信号（Continuous-Time Signals）或模拟信号（Analog Signals），例如前面提到的温度、压力和声音信号就是连续时间信号的例子。

信号与系统实验一

实验一基本运算单元一、实验目的1．熟悉由运算放大器为核心元件组成的基本运算单元； 2．掌握基本运算单元的测试方法。

二、实验设备与仪器1．THKSS-A/B/C/D/E 型信号与系统实验箱； 2．实验模块SS12； 3．双踪示波器。

三、实验内容1．设计加法器、比例运算器、积分器、微分器四种基本运算单元电路； 2．测试基本运算单元特性。

四、实验原理1．运算放大器运算放大器实际就是高增益直流放大器，当它与反馈网络连接后，就可实现对输入信号的求和、积分、微分、比例放大等多种数学运算，运算放大器因此而得名。

运算放大器的电路符号如图1-1所示：图1-1 运算放大器的电路符号由图可见，它具有两个输入端和一个输出端：当信号从“-”端输入时，输出信号与输入信号反相，因此称“-”端为反相输入端；而从“+”端输入时，输出信号与输入信号同相，因此称“+”端为同相输入端。

运算放大器有以下的特点：（1）高增益运算放大器的电压放大倍数用下式表示：)1(0+--=u u u A式中，u o 为运放的输出电压；u +为“+”输入端对地电压；u -为“-”输入端对地电压。

不加反馈（开环）时，直流电压放大倍数高达104～106。

（2）高输入阻抗运算放大器的输入阻抗一般在106Ω～1011Ω范围内。

（3）低输出阻抗运算放大器的输出阻抗一般为几十到一、二百欧姆。

当它工作于深度负反馈状态时，其闭环输出阻抗更小。

为使电路的分析简化，人们常把上述的特性理想化，即认为运算放大器的电压放大倍数和输入阻抗均为无穷大，输出阻抗为零。

据此得出下面两个结论：1）由于输入阻抗为无穷大，因而运放的输入电流等于零。

2）运放的电压放大倍数为无穷大，输出电压为一有限值，由式（1）可知，差动输入电压（u +-u -）趋于零值，即u + =u -。

2.基本运算单元在系统中，常用的基本运算单元有加法器、比例运算器、积分器和微分器四种，现简述如下：（1）加法器图1-2为加法器的电路原理图：u -u +R P =R//R//R//R Fi pR P =2.4K R=R F =10K图1-2 加法器基于运算放大器的输入电流为零，则由图1-2得：R 3-3---==u R u i p--=-=u R i u u F p 40)2(41o u u =-同理得：R u u R u u R u u R u ++++-+-+-=321由上式求得：)3(4321uu u u ++=+因为 u -=u +所以 u o =u 1+u 2+u 3 （4）即运算放大器的输出电压等于输入电压的代数和。

信号与系统实验1

实验一：连续信号和离散信号的表示与卷积一.实验目的1. 学习MATLAB 软件产生信号和实现信号的可视化2. 学习和掌握连续和离散信号的时域表示方法3. 学习和掌握连续信号和离散信号卷积方法二．实验原理1. 信号的表示方法● 常用信号：➢ 连续函数()θω+=t t f sin )(, atAe t f =)(，ttt Sa sin )(=➢ 离散信号()n n f 0sin )(ω=，njw e n f 0)(=，)()(n u a n f n=● 奇异信号：➢ 连续函数：冲激函数)(t δ，阶跃函数)(t u ，斜坡函数)(t R ➢ 离散信号：冲激函数)(n δ，阶跃函数)(n u ，斜坡函数)(n R2．卷积连续函数的卷积：⎰∞∞--=τττd t f f t g )()()(21离散函数的卷积：∑∞-∞=-=m m n fm f n g )()()(21三．实验内容1. 熟悉matlab 工作环境（1）运行matlab.exe ，进入matlab 工作环境，如图（1）所示。

图1 matlab工作环境（2）matlab工作环境由Command Window（命令窗口）、Current Direcroty（当前目录）、workspace （工作空间）、command History（历史命令）和Editor（文件编辑器）5部分组成。

其中所有文件的编辑和调试、运行在Editor编辑窗口下进行。

程序的运行也可以在命令窗口进行。

程序调试的信息显示在命令窗口。

（3）程序文件的产生：点击菜单file下的New下的M_files，进入编辑器界面，如图2。

图2 M 文件编辑器（4）在matlab 软件中，程序分为脚本和函数文件，两者的差别在于函数文件有形参和返回的结果，而脚本文件中的变量全部返回到工作空间。

在m 文件编辑器下键入程序代码，保存程序文件（命名规则同C 语言）。

如果所定义的是函数文件，则要求函数名为M 文件名。

信号与系统实验报告1

信号的基本运算单元2014级专业：学号：姓名：………………………………………………………………………………………………………………………………………………一：实验目的1.掌握信号与系统中基本运算单元的构成；2.掌握基本运算单元的特点；3.掌握对基本运算单元的测试方法。

二:预备知识1.学习信号的运算一节2.学习对一般电路模块输入、输出特性的测试方法；三：实验仪器1.Z H7004实验箱一台。

2.20M H z示波器一台。

四、实验原理在“信号与系统”中，最常用的信号运算单元有：减法器、加法器、倍乘器、反相器、积分器、微分器等，通过这些基本运算单元可以构建十分复杂的信号处理系统。

因而，基本运算单元是“信号与系统”的基础。

五、实验模块说明在Z H7004实验箱中有一基本运算单元模块，该模块由六个单元组成，下面对其中每一个单元的功能作一简单说明。

1、加法器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R1=R2=R3=R4=10K，其输出Y与输入x1、x2的关系为Y=x1+x22、减法器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R1=R2=R3=R4=10K，其输出Y与输入x1、x2的关系为Y=x1—x23、倍乘器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R1=R2=R3=10K，其输出Y与输入x的关系为Y=2·x4、反相器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R1=R2=10K，其输出Y与输入x的关系为Y=—x5、积分器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R=10K、C=0.1u F，其输出Y与输入x的关系为6、微分器：其电路构成如下图所示在该电路中元件参数的取值为：R=1K、C=0.01u F，其输出Y与输入x的关系为六、实验步骤在下面实验中，按1.3节设置信号产生器的工作模式为11.1、加法器特性观察：通过信号选择键1使对应的信号A组的输出为270H z信号（A组输出信号指示灯为000101），通过信号选择键2使对应的信号B组的输出为2160H z 信号（B组输出信号指示灯为000110）。

信号与系统实验

实验一波形合成与分解1.实验目的在理论学习的基础上，通过本实验熟悉信号的合成、分解原理，了解信号频谱的含义，加深对傅里叶变换性质和作用的理解。

2.实验原理根据傅里叶分析的原理，任何周期信号都可以用一组三角函数)}cos();{sin(00t n t n ωω的组合表示，即：)2sin()2cos()sin()cos()(020201010t b t a t b t a a t x ωωωω++++= 即可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。

3.实验内容（1）方波的合成图示方波是一个奇谐信号，由傅里叶级数可知，它是由无穷个奇次谐波分量合成的，本实验用图形的方式来表示它的合成。

方波信号可以分解为:,9,7,5,3,1,1)2sin(2)(10=⋅=∑∞=n nt nf At x n ππ 用前5项谐波近似合成50Hz,幅值为3的方波，写出实验步骤。

a.只考察从 0=t s 到10=t s 这段时间内的信号。

b.画出基波分量)sin()(t t y =。

c.将三次谐波加到基波之上，并画出结果，并显示。

3/)*3sin()sin()(t t t y +=d.再将一次、三次、五次、七次和九次谐波加在一起。

9/)*9sin(7/)*7sin(5/)*5sin(3/)*3sin()sin()(t t t t t t y ++++=e.合并从基波到十九次谐波的各奇次谐波分量。

f.将上述波形分别画在一幅图中，可以看出它们逼近方波的过程。

注意“吉布斯现象”。

周期信号傅里叶级数在信号的连续点收于该信号，在不连续点收敛于信号左右极限的平均值。

如果我们用周期信号傅里叶级数的部分和来近似周期信号，在不连续点附近将会出现起伏和超量。

在实际中，如果应用这种近似，就应该选择足够大的N ，以保证这些起伏拥有的能量可以忽略。

(2) 设计谐波合成三角波的实验，写出实验步骤，并完成实验。

(3)设计分析方波、三角波频谱的分析实验，写出实验步骤，并完成实验（并比较二者频谱的特点）。

信号与系统实验报告

信号与线性系统实验报告
班级: 电科122
学号: 124633224
姓名: 纳扎尔·库尔曼别克
2015年10月
计算机与信息工程学院
2. 已知{}{}12()1,1,1,2,()1,2,3,4,5f k f k ==，求两序列的卷积和>> a=[1,1,1,2];
>> b=[1,2,3,4,5];
>> g=conv(a,b);
2.利用ifourier( ) 函数求下列频谱函数的傅氏反变换
22()16F j j ω
ωω=-+
已知下列系统函数H (s)，求其频率特性。

已知系统函数H (s)，求其频率特性和零极点图。

t
已知信号的拉氏变换如下，请用MATLAB画出其三维曲面图，观察其图形特点，
．已知下列单边离散序列的z 变换表达式，求其对应的原离散序列2121()2z z F z z z ++=+-
syms k z
3. 已知离散系统的系统函数H (z)如下，请绘出系统的幅频和相频特性曲线，统的作用
122344()()()
z H z z z +=++。

信号与系统实验一

实验一信号的时域描述与运算一、实验目的1．学会用MATLAB 表示常用连续信号的方法，了解这些信号的基本特征；2．学会用MATLAB 表示常用离散信号的方法，了解这些信号的基本特征；3．学会用MATLAB 进行信号基本运算的方法，了解信号运算对信号所起的作用。

二、实验原理1．连续信号的MATLAB 表示MATLAB 提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。

表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。

数值法是定义某一时间范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形；符号法是利用MATLAB 的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解析式，也可用绘图语句画出其波形图。

（一）数值法（向量表示法）对于连续时间信号f (t )，我们可以用两个行向量f 和t 来表示，其中向量t 是形如t ＝t1：p ：t2的MATLAB 命令定义的时间范围向量，t 1为信号起始时间，t 2为中止时间，p 为时间间隔。

向量f 为连续信号f (t )在向量t 所定义的时间点上的样值。

例如对于连续信号f (t )=sin(t ),我们可以用如下两个向量来表示：t=-10:1.5:10；f=sin(t)用上述向量对连续信号表示后，就可以用plot 命令来绘出该信号的时域波形。

Plot 命令可将点与点间用直线连接，当点与点间的距离很小时，绘出的图形就成了光滑的曲线。

命令如下：plot(t,f)title(‘f(t)=sint’)xlabel(‘t’)axis([-10,10,-1.1,1.1])绘制的信号波形如图1.1所示，当把时间间隔p 取得更小(如0.01)时，就可得到sint 较好的近似波形，如图1.2所示。

图1.1p=1.5的sint 近似波形图1.2p=0.01的sint 近似波形MATLAB 提供了大量用以生成基本信号的函数，比如最常用的指数信号、正弦信号等就是MATLAB 的内部函数，即不需要安装任何工具箱就可以调用的函数。

信号与系统分析实验报告

信号与系统分析实验报告信号与系统分析实验报告引言：信号与系统分析是电子工程领域中的重要课程之一，通过实验可以更好地理解信号与系统的基本概念和原理。

本实验报告将对信号与系统分析实验进行详细的描述和分析。

实验一：信号的采集与重构在这个实验中，我们学习了信号的采集与重构。

首先，我们使用示波器采集了一个正弦信号，并通过数学方法计算出了信号的频率和幅值。

然后，我们使用数字信号处理器对采集到的信号进行重构，并与原始信号进行比较。

实验结果表明，重构后的信号与原始信号非常接近，证明了信号的采集与重构的有效性。

实验二：线性系统的时域响应本实验旨在研究线性系统的时域响应。

我们使用了一个线性系统，通过输入不同的信号，观察输出信号的变化。

实验结果显示，线性系统对于不同的输入信号有不同的响应，但都遵循线性叠加的原则。

通过分析输出信号与输入信号的关系，我们可以得出线性系统的传递函数，并进一步研究系统的稳定性和频率响应。

实验三：频域特性分析在这个实验中，我们研究了信号的频域特性。

通过使用傅里叶变换，我们将时域信号转换为频域信号，并观察信号的频谱。

实验结果显示，不同频率的信号在频域上有不同的分布特性。

我们还学习了滤波器的设计和应用，通过设计一个低通滤波器，我们成功地去除了高频噪声，并得到了干净的信号。

实验四：系统辨识本实验旨在研究系统的辨识方法。

我们使用了一组输入信号和对应的输出信号，通过数学建模的方法，推导出了系统的传递函数。

实验结果表明，通过系统辨识可以准确地描述系统的特性，并为系统的控制和优化提供了基础。

结论：通过本次实验，我们深入学习了信号与系统分析的基本概念和原理。

实验结果证明了信号的采集与重构的有效性，线性系统的时域响应的线性叠加原则，信号的频域特性和滤波器的设计方法，以及系统辨识的重要性。

这些知识和技能对于我们理解和应用信号与系统分析具有重要的意义。

通过实验的实际操作和分析，我们对信号与系统的理论有了更深入的理解，为我们今后的学习和研究打下了坚实的基础。

信号与系统实验一、二

chapter1实验内容：1、画出以下连续时间信号的波形1-0)f(t)=cos(2πt)代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=cos(2*pi*t);plot(t,fa);1-1)f (t)=sin(2πt)代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=sin(2*t*pi); plot(t,fa);2-0)f (t)=Sa(t/π) 代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=sinc(t/pi); plot(t,fa);3-0)f (t)=2[u(t 3)- u(t 5)] 代码如下：t=-1:0.01:10;ft=2*((t>=3)-(t>=5)); plot(t,ft);axis([-1,10,0,3]);4-1)f (t)=e t 代码如下：t=0:0.01:10; ft=exp(t); plot(t,ft);4-2)f (t)=e-t u(t) 代码如下：t=0:0.01:10;f1=(t>=0);f2=exp(-t); plot(t,f1.*f2);5-0〕f(t)=2e j(π/4)t，画出实部、虚部、模和相角的波形代码如下：t=0:0.01:10;ft=2*exp(j*(pi/4)*t);h=real(ft); %实部g=imag(ft); %虚部r=abs(ft); %模a=angle(ft); %相角subplot(2,2,1),plot(t,h),title('实部') subplot(2,2,3),plot(t,g),title('虚部') subplot(2,2,2),plot(t,r),title('模')subplot(2,2,4),plot(t,a),title('相角')7）f (t) = u(t)代码如下：t=-1:0.01:5ft=(t>=0);plot(t,ft);axis([-1,5,0,1.5]);8）f (t) =δ(t)代码如下：t=-1:0.01:5;ft=(t>=0)-(t>=0.1); plot(t,ft);axis([-1,1,0,1.1]);9)f9为周期矩形信号，其幅度从-1 到1，占空比为75% 代码如下：pi=3.14159;t=-10:0.01/pi:10;ft=square(t,75);plot(t,ft);2、信号本身运算画出f1(t)为宽度是4，高为1，斜度为0.5 的三角脉冲，然后画出f1(-t)，f1(2t)，f1(2-2t)的波形以及f1(t)的微分和积分波形。

信号与系统-实验1-无源和有源滤波器设计

哈尔滨理工大学实验报告课程名称：信号与系统实验实验名称：无源和有源滤波器设计班级学号姓名指导教师2020 年6 月7 日教务处印制一、实验预习（准备）报告1、实验目的1.了解 RC 无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；2.分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性；3.掌握滤波器的设计方法并完成设计和仿真。

2、实验相关原理及内容1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频带范围）的信号通过，而其它频率的信号受到衰减或抑制，这些网络可以由RLC 元件或RC 元件构成的无源滤波器，也可以由RC 元件和有源器件构成的有源滤波器。

2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同，滤波器可分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）四种。

把能够通过的信号频率范围定义为通带，把阻止通过或衰减的信号频率范围定义为阻带。

而通带与阻带的分界点的频率ωc 称为截止频率或称转折频率。

图1-1 中的|H(jω)|为通带的电压放大倍数，ω0为中心频率，ωcL和ωcH分别为低端和高端截止频率。

图1-1 各种滤波器的理想频幅特性3、图 1－2 所示，滤波器的频率特性 H（jω）（又称为传递函数），它用下式表示H(jω)=u2=A(ω)∠θ(ω)u1（3－1）式中 A（ω）为滤波器的幅频特性，θ(ω)为滤波器的相频特性。

它们都可以通过实验的方法来测量图 1-2 滤波器。

图 1-2 滤波器模型图四种滤波器的实验线路如图 1-3 所示：图 1-3 各种滤波器的实验线路图3、实验方法及步骤设计1、滤波器的输入端接正弦信号发生器或扫频电源，滤波器的输出端接示波器或交流数字毫伏表，2、测试无源和有源低通滤波器的幅频特性。

3、无源和有源低通滤波器的仿真设计与幅频特性测试。

（1）测试RC 无源低通滤波器的幅频特性。

用图1-1（a）所示的电路，测试RC 无源低通滤波器的特性。

信号与系统实验报告一

信号与系统实验报告一实验一：信号与系统实验报告实验目的：1. 了解信号与系统的基本概念和理论知识；2. 学习使用MATLAB 对信号进行分析和处理；3. 掌握系统的时域和频域分析方法。

实验内容：本次实验包括以下两个部分：1. 信号的生成与表示；2. 系统的时域和频域分析。

一、信号的生成与表示1. 在MATLAB 中生成并绘制以下信号的波形图：(1) 正弦信号：A*sin(2*pi*f*t)；(2) 方波信号：sign(sin(2*pi*f*t))；(3) 带噪声的正弦信号：(1+N)*sin(2*pi*f*t)。

2. 对以上生成的信号进行分析和处理：(1) 计算各种信号的幅值、频率和相位；(2) 绘制各种信号的功率谱密度图。

二、系统的时域和频域分析1. 在MATLAB 中定义以下信号系统的单位脉冲响应h(n)：(1) 线性时不变系统：h(n) = (0.4)^n * u(n)，其中，u(n) 表示单位阶跃函数；(2) 非线性时变系统：h(n) = n * u(n)。

2. 对定义的信号系统进行时域和频域分析：(1) 绘制并分析系统的单位脉冲响应；(2) 计算系统的单位脉冲响应的离散时间傅里叶变换；(3) 绘制系统的幅频响应函数。

实验结果：1. 信号的生成与表示：(1) 正弦信号：根据给定的振幅A、频率f 和时间t，在MATLAB 中生成相应的正弦信号，并绘制出波形图。

根据波形图可以观察到正弦信号的周期性和振幅。

(2) 方波信号：根据给定的频率f 和时间t，在MATLAB 中生成相应的方波信号，并绘制出波形图。

方波信号由正负两个幅值相等的部分组成，可以通过绘制图形来观察到。

(3) 带噪声的正弦信号：根据给定的振幅A、频率f、时间t 和噪声系数N，在MATLAB 中生成带噪声的正弦信号，并绘制出波形图。

可以通过观察波形图来分析噪声对信号的影响。

2. 系统的时域和频域分析：(1) 线性时不变系统的单位脉冲响应：根据给定的线性时不变系统的单位脉冲响应函数，计算并绘制出相应的单位脉冲响应图。

【最新精选】信号与系统实验报告_1（常用信号的分类与观察）

实验一：信号的时域分析一、实验目的1.观察常用信号的波形特点及产生方法2.学会使用示波器对常用波形参数的测量二、实验仪器1.信号与系统试验箱一台（型号ZH5004）2.40MHz双踪示波器一台3.DDS信号源一台三、实验原理对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。

因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。

在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。

信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。

常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa(t)信号、钟形信号、脉冲信号等。

1、信号：指数信号可表示为f(t)=Ke at。

对于不同的a取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：图1―1 指数信号2、信号：其表达式为f（t）=Ksin（ωt＋θ），其信号的参数：振幅K、角频率ω、与初始相位θ。

其波形如下图所示：图1－2 正弦信号3、指数衰减正弦信号：其表达式为其波形如下图：图1－3 指数衰减正弦信号4、Sa(t)信号：其表达式为：。

Sa(t)是一个偶函数，t= ±π,±2π,…,±nπ时，函数值为零。

该函数在很多应用场合具有独特的运用。

其信号如下图所示：图1－4 Sa（t）信号5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：其信号如下图所示：图1－5 钟形信号6、脉冲信号：其表达式为f(t)=u(t)-u(t-T)，其中u(t)为单位阶跃函数。

其信号如下图所示：7、方波信号：信号为周期为T，前T/2期间信号为正电平信号，后T/2期间信号为负电平信号，其信号如下图所示U(t)四、实验内容及主要步骤下列实验中信号产生器的工作模式为111、指数信号观察通过信号选择键1，设置A组输出为指数信号（此时信号输出指示灯为000000）。

用示波器测量“信号A组”的输出信号。

信号与系统实验指导书

信号与系统实验指导书实验一：信号与系统实验指导书实验目的：本实验旨在通过对信号与系统的实际应用，加深对信号与系统理论知识的理解和掌握程度。

具体实验目标如下：1. 学习使用示波器和信号发生器进行信号的产生与观测；2. 熟悉信号与系统实验中常用的信号类型，如正弦信号、方波信号等；3. 掌握信号的频谱分析方法，如傅里叶变换和功率谱估计；4. 理解系统的时域和频域特性，如冲激响应、单位脉冲响应和传递函数。

实验器材：1. 示波器（型号：XXXX）2. 信号发生器（型号：XXXX）3. 实验信号源（型号：XXXX）4. 电缆、连接线等实验辅助器材实验步骤：注意：在进行实验之前，请确保所有仪器设备连接正确，且电源线接地良好。

第一步：信号发生与观测1. 将信号发生器的输出端与示波器的输入端连接，在信号发生器上选择合适的信号类型和频率进行输出。

2. 调节示波器的触发模式和水平控制，使得信号在示波器屏幕上显示清晰。

3. 改变信号发生器的输出参数，观察示波器上信号的变化，并记录观测结果。

第二步：信号频谱分析1. 使用信号发生器产生一个频率为f的正弦信号，并将信号输入示波器。

2. 切换示波器的测量模式为频谱分析模式，选择傅里叶变换作为频谱分析方法。

3. 记录示波器上显示的频谱图像，并分析频谱图像中各谐波分量的相对强度和频率。

第三步：系统时域特性测量1. 使用信号发生器产生一个单位冲激信号，并将信号输入系统。

2. 通过示波器观测系统的响应信号，并记录系统对单位冲激信号的响应情况。

3. 切换示波器的触发模式，选择单次触发模式，以便更好地观察系统的响应。

第四步：系统频域特性测量1. 使用信号发生器产生一个频率为f的正弦信号，并将信号输入系统。

2. 通过示波器观测系统的输出信号，并记录观测结果。

3. 将示波器的触发模式设置为频谱分析模式，进行系统输出信号的频谱分析。

4. 根据频谱分析结果，分析系统在不同频率下的增益特性和相位特性。

08信号与系统实验讲义

实验一用同时分析法观测方波信号的频谱（方波分解与合成）一、实验目的1、观察方波信号的分解。

2、用同时分析法观测方波信号的频谱，并与方波的傅利叶级数各项的频率与系数作比较。

3、掌握带通滤波器的有关特性测试方法。

4、观测基波和其谐波的合成。

二、实验仪器1、20M双踪示波器一台。

2、信号与系统实验箱。

所用模块：函数信号发生器模块、频率计模块、方波分解与合成模块三、实验原理任何电信号都是由各种不同频率、幅度和初相的正弦波迭加而成的。

对周期信号由它的傅里叶级数展开式可知，各次谐波为基波频率的整数倍。

而非周期信号包含了从零到无穷大的所有频率成份，每一频率成份的幅度均趋向无限小，但其相对大小是不同的。

通过一个选频网络可以将电信号中所包含的某一频率成份提取出来。

本实验采用性能较佳的有源带通滤波器作为选频网络。

将被测方波信号加到分别调谐于其基波和各次奇谐波频率的一系列有源带通滤波器电路上。

从每一有源带通滤波器的输出端可以用示波器观察到相应频率的正弦波。

本实验所用的被测信号是50H Z左右的方波，而用作选频网络的五种有源带通滤波器的中心频率分别大约是50HZ、100HZ、150HZ、200HZ、250HZ，因而能从各有源带通滤波器的两端观察到基波和各次谐波。

其中，在理想情况下，偶次谐波应该无输出信号，始终为零电平，而奇次谐波则具有很好的幅度收敛性，理想情况下奇次谐波中一、三、五、七、九次谐波的幅度比应为1：（1/3）：（1/5）：（1/7）：（1/9）。

但实际上因输入方波的占空比较难控制在50%，且方波可能有少量失真以及滤波器本身滤波特性的有限性都会使得偶次谐波分量不能达到理想零的情况。

四、预习练习课前务必认真阅读教材中周期信号傅里叶级数的分解以及如何将各次谐波进行叠加等相关内容。

五、实验内容1、调节函数信号发生器，使其输出50H Z左右的方波（要求方波占空比为50%，且幅度的峰峰值为20V。

将“波形选择”档的1-2脚用短路器连接起来即可输出方波）。

信号与系统实验1：常见信号观测

号的相加和相乘都是基于向量的点运算。

f ＝symadd(f1,f2);或f=f1+f2; ezplot(f)f ＝symmul(f1,f2);或f=f1*f2; ezplot(f)3、连续时间信号的微分和积分符号运算工具箱有强大的积分运算和求导功能。

连续时间信号的微分运算，可使用diff 命令函数来完成，其语句格式为：diff(function, ‘variable ’,n)其中， function 表示需要进行求导运算的函数，或者被赋值的符号表达式；variable 为求导运算的独立变量； n 为求导阶数，默认值为一阶导数。

连续时间信号积分运算可以使用int 命令函数来完成，其语句格式为：int(function, ‘variable ’, a, b)其中，function 表示被积函数，或者被赋值的符号表达式；variable 为积分变量；a 为积分下限，b 为积分上限，a 和b 默认时则求不定积分。

三、实验内容及步骤1、在“开始--程序”菜单中，找到MATLAB 程序，运行启动；进入MATLAB 后，首先熟悉界面；在MATLAB 命令行窗口（Command Window ）键入＞＞ edit 指令或者通过“ File ”菜单中的“ New ”子菜单下的“ M －File ”命令或者单击工具栏上的新建按扭，进行程序输入，然后将文件保存，扩展名设置为.Ｍ。

执行；记录运行结果图形，并与笔算结果对照。

2、利用Matlab 命令绘制直流及上述9个信号（可参考教材P62）；3、利用Matlab 命令绘制下列信号的波形图； (1) (2)()te u t --; (2) 0.32sin(),0303tet t -<<; (3)cos100cos3000,0.10.1t t t +-<<; (4) (20.5)[]k u k --;(5) 2()sin35kk π。

4、已知()f t 的波形如图1-1所示，作出()()f t f t +、()()f t f t 、()f t 的微分、()f t 的积分、(34)f t -、(1/1.5)f t -并作出()f t 的奇、偶分量。

信号与系统(连续系统的时域分析)实验报告1

信号与系统(连续系统的时域分析)实验报告1本次实验内容是关于连续信号和系统的时域分析，我将按照实验操作流程、实验结果、实验分析和实验总结四个方面进行本次实验报告。

实验操作流程：1、根据实验指导书，找到实验需要使用的硬件设备和软件平台。

3、进行连续信号的产生和输入，根据实验指导书中的要求，选择不同的信号类型，改变其频率、振幅、相位等参数。

5、通过实验软件平台对产生的信号和系统进行采样和采集，并进行大量的数据处理和分析。

6、根据实验结论和实验指导书中的要求，编写实验报告。

实验结果：在本次实验中，我成功产生了三种不同类型的连续信号，分别是正弦信号、方波信号和三角波信号，同时我也成功搭建了两种不同类型的连续系统，分别是低通滤波器和高通滤波器，随着不同的输入信号对系统的测试，产生了一系列不同的实验结果。

主要的实验结果如下：首先是正弦信号的生成和输入，通过改变其频率和幅值，观察到了信号的变化过程及其在系统中被处理的效果，在低通滤波器中，信号的频率被截止，经过系统后的信号相比于输入信号更加平滑；在高通滤波器中，信号的低频部分被丢弃，经过系统后的信号比输入信号更加尖锐。

其次是方波信号的生成和输入，由于方波信号富含基频及其谐波，我们可以在低通滤波器中观察到对基频和谐波的处理效果，在低通滤波器中，我们可以观察到基频及其谐波被通过，而高于截止频率的谐波则被丢掉；在高通滤波器中，方波信号的低频部分被丢掉，越高的谐波被通过，产生重音类的声音。

最后是三角波信号的生成和输入，我们发现三角波信号的频率变化相对于方波信号更加平缓，变化更加连续，因此在经过低通滤波器进行处理的时候，我们可以观察到频率更加平滑，而高通滤波器将产生一个类似于单谐波的效果，快速上升和下降的部分被丢掉，产生一个非常平滑的信号。

实验分析：通过本次实验，我们了解了连续信号和系统的时域分析方法，对不同类型的信号和系统有了更深入的了解，同时也提升了我们对实验平台的掌握能力和实际操作的经验。

信号与系统实验1

信号与系统实验报告(一) 大二下

信号与系统实验教程

信号与系统实验-实验一 零状态输入零状态响应

信号与系统实验报告1抽样定理

信号与系统实验报告实验一 信号与系统的时域分析

信号与系统实验一

信号与系统实验1

信号与系统实验报告1

信号与系统实验

信号与系统 实验报告

信号与系统实验一

信号与系统分析实验报告

信号与系统实验一、二

信号与系统-实验1-无源和有源滤波器设计

信号与系统实验报告一

【最新精选】信号与系统实验报告_1（常用信号的分类与观察）

信号与系统实验指导书

08信号与系统实验讲义

信号与系统实验1：常见信号观测

信号与系统(连续系统的时域分析)实验报告1

信号与系统实验-实验一零状态输入零状态响应

信号与系统实验报告实验一信号与系统的时域分析

信号与系统实验报告