信号与系统实验指导实验作业实验1
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。
信号与系统实验指导书(1-2)
实验一Matlab编程基础一、实验目的1. 学习Matlab软件的基本使用方法；2. 了解Matlab的计算、显示及绘图功能。
二、实验内容1. 运行Matlab软件，熟悉各窗口功能；2. 编制程序，完成数值计算，并显示计算结果；3. 给定数据，完成绘图显示。
三、实验步骤1. 熟悉Matlab软件窗口1）点击桌面上的“Matlab”图标，运行Matlab软件，显示Matlab软件主界面。
2）点击“新建”图标，显示编辑界面。
说明：1）在主界面中，“Current Directory”是Matlab软件运行环境的当前路径；“Workspace”是Matlab软件当前的工作空间，可以看到各种变量内容；“Command Window”是Matlab 软件命令窗口，可以直接运行命令，也可以显示运行结果。
2）在编辑界面中，可以编辑运行程序。
编辑完成后，可以点击绿色向右箭头按钮运行所编辑的代码。
2. 熟悉常用指令及编程方法1）常用指令●function：在MATLAB中不是它的自带函数就可以完成所有功能，更多的时候是自己编写程序来实现我们要的功能，这时就要用到此命令，调用格式为：function ****( ) 括号外面为函数名称，括号中为函数中要用到的变量。
●plot命令：plot命令是MATLAB中用来绘制用向量表示法表示的连续信号的波形。
它的功能是将向量点用直线依次连接起来。
调用格式：plot(k,f)，其中k和f是向量。
●ezplot命令：ezplot命令是用来绘制用符号运算表示法表示的连续信号的波形。
调用格式：ezplot(f，[t1,t2]),其中[t1,t2]为一时间范围，f为以t为变量的函数。
●title命令：在绘图命令中，我们可以用此命令来对绘制出来的波形做一些注释，以便后期我们做图形处理。
调用格式为：title(‘……‘) 中间部分可以任意对图形进行注释的文字。
●xlabel、ylabel命令：这两个也是来对绘制出来的波形做标注用的，可以标注出两个坐标轴的未知数的意义，增加图形中的信息量。
信号与系统实验指导书
《信号与系统》实验指导书适用专业：电子信息工程电子科学与技术电气工程及其自动化撰写人：李美莲审核人：赵守忠安徽三联学院信息与通信技术系二00八年七月目录实验一阶跃响应与冲激响应 (3)实验二连续时间系统的模拟 (7)实验三有源无源滤波器 (12)实验四抽样定理与信号恢复 (20)实验五二阶网络状态轨迹的显示 (27)实验六矩形脉冲信号的分解 (32)实验七矩形脉冲信号的合成 (37)实验八二阶电路的暂态响应 (39)实验九数字滤波器 (43)实验一阶跃响应与冲激响应实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、实验目的：1.观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2.掌握有关信号时域的测量方法。
二、基本原理：实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图1-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图1-1（b）为冲激响应电路连接示意图。
图1-1 (b) 冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态：（1）当电阻R＞2 LC时，称过阻尼状态；（2）当电阻R = 2 LC时，称临界状态；（3）当电阻R＜2 LC时，称欠阻尼状态。
C2C20.1μ0.1μ现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间t r：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。
峰值时间t p：y(t)从0上升到y max所需的时间。
调节时间t s：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。
周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
三、需用器件与单元：1.双踪示波器1台2.信号系统实验箱1台四、实验步骤：1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。
实验电路连接图如图1-1（a）所示。
①连接P702与P914, P702与P101。
(P101为毫伏表信号输入插孔).②J702置于“脉冲”，拨动开关K701选择“脉冲”；③按动S701按钮,使频率f=500Hz，调节W701幅度旋钮，使信号幅度为1.5V。
信号与系统实验指导书(实验1~3)
信号与系统实验指导书“信号与系统实验”是与“信号与系统”课程理论教学相配套而开设的计算机仿真实验课程，其目的在于实现在可视化的交互式实验环境中，以计算机为辅教学手段，以科技应用软件MATLAB 为实验平台，辅助学生完成“信号与系统”课程中的数值分析、可视化建模及仿真调试，同时将“信号与系统”课程教学中难点、重点及部分课后练习，通过计算机来进行可视化的设计、调试和分析，从而将学生从繁杂的手工运算中解脱出来，把更多的时间和精力用于对信号与系统基本分析方法和原理的理解和应用上，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力，为学习后继专业课打下坚实的基础。
实验教学基本要求：1、熟悉MATLAB 的运行环境及基本操作命令，根据实验要求，认真完成基本数值算法的设计、编程、上机调试，分析运行结果，书写实验报告。
2、掌握用MATLAB 对连续与离散信号进行可视化表示的方法，信号的时域运算、变换及MATLAB 实现方法，学会应用MATLAB 对常用信号进行时域特性分析及波形绘制。
3、掌握用MATLAB 对线性系统的时域特性进行分析的基本方法。
4、掌握利用MATLAB 对周期信号进行频谱分析的实现方法，重点掌握周期信号的频谱与信号周期及其时域宽度的变化规律。
5、掌握利用MATLAB 对连续信号进行频域特性分析的基本方法，重点掌握傅里叶变换的符号实现、傅里叶变换的数值近似、傅里叶变换性质以及信号频谱分析的MATLAB 实现方法。
6、掌握应用MATLA 进行连续系统频域分析的基本实现方法，重点掌握系统频率响应、幅频响应、相频响应曲线的绘制，系统的频率特性分析的MATLAB 实现方法。
7、掌握应用MATLAB 对连续系统进行复频域分析的基本方法，重点掌握拉普拉斯变换的三维可视化表现、连续系统的零极点图的绘制及拉普拉斯逆变换的MATLAB 实现方法。
实验一 MATLAB 程序入门和基础应用一、实验名称MATLAB 程序入门和基础应用二、实验目的1.学习Matlab仿真软件的基本使用方法；2.了解Matlab的数值计算，符号运算，可视化功能；3. Matlab程序设计入门三、实验原理MATLAB如今已经被广泛地应用于各个领域中，是当今世界上最优秀的数值计算软件。
信号与系统实验指导书(2012)
实验一 抽样定理一、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：)()()(t s t f t f s ⨯=如图1-1所示。
Ts 为抽样周期，其倒数fs=1/Ts 称为抽样频率。
图1-1 对连接时间信号进行的抽样对抽样信号进行傅立叶分析可知，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 ……。
当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频谱幅度按()xx sin 规律衰减。
抽样信号的频谱是原信号频谱的周期性延拓，它占有的频带要比原信号的频谱宽很多。
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f max 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。
（a ）连续信号的频谱（b ）高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）（c ）低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图1-2 冲激抽样信号的频谱图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f min=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。
图1-2画出了当抽样频率fs>2B（不混叠时）及fs<2B （混叠时）两种情况下冲激抽样信号的频谱图。
信号与系统实验指导书
实验一 滤波器一 实验目的1 了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；2 对比并研究无源滤波器和有源滤波器的滤波特性； 二 原理说明1．滤波器的作用是对输入信号的频率具有选择性。
滤波器的种类很多，但总的来说，可分为两大类，即经典滤波器和现代滤波器。
经典滤波器可分为四种，即低通（LP ）、高通（HP ）、带通（BF ）、带阻（BS ）滤波器。
图1-1分别给出了四种滤波器的理想幅频响应。
图1-1 四种滤波器的理想幅频特性2 滤波器可认为是一个二端网络，可用图1-2的模型来描述。
其幅频特性和相频特性可由下式反映： . .H (j ω) =U2/U1=A(ω)∠θ(ω)H (j ω)为网络函数,又称为传递函数。
三 预习练习1预习滤波器的有关内容和原理；2 预习运算放大器的相关知识及用运算放大器构成滤波器的方法；3 推导各类滤波器的网络函数。
（b ）高通滤波器(c) 带通滤波器(a) 低通滤波器0 fc f(d) 带阻滤波器0 fcl f0 fch f图1-2 滤波器四实验步骤及内容1 用实验导线按图1-3构造滤波器：(a) 无源低通滤波器 (b) 有源低通滤波器(c) 无源高通滤波器 (d) 有源高通滤波器(e) 无源带通滤波器 (f) 有源带通滤波器（g）无源带阻滤波器（h）有源带阻滤波器图1-3 各种滤波器的实验电路图2 测试各无源和有源滤波器的幅频特性：例1：测试RC无源低通滤波器的幅频特性。
实验电路如图1-3（a）所示。
实验时，打开函数信号发生器，使其输出幅度为1V的正弦信号，将此信号加到滤波器的输入端，在保持正弦信号输出幅度不变的情况下，逐渐改变其频率，用交流电压表测量滤波器输出端的电压U2。
每当改变信号源频率时，例2：测试RC有源低通滤波器的幅频特性。
实验电路如图1-3（b）所示。
放大系数K=1。
实验时，打开函数信号发生器，使其输出幅度为1V的正弦信号，将此信号加到滤波器的输入端，在保持正弦信号输出幅度不变的情况下，逐渐改变其频率，用交流电压表测量滤波器输出端的电压U2。
信号与系统实验指导书
实验一常用信号分类与观察一、实验目的1、观察常用信号的波形，了解其特点及产生方法。
2、学会用示波器测量常用波形的基本参数，了解信号及信号的特性。
二、实验内容1、了解几种常用典型信号的解析式及时域波形。
2、观察这些信号的波形，思考可以从那几个角度观察分析这些信号的参数。
三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台（主板）。
2、20MHz双踪示波器一台。
四、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、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。
1、指数信号：指数信号可表示为()atf t Ke。
对于不同的a取值，其波形表现为不同的形式，如图1-1所示：武汉凌特电子技术有限公司 信号与系统综合实验指导书第 2 页 共 128 页图1-1 指数信号2、指数衰减正弦信号：其表达式为(0)()sin()(0)att f t Ke t t ω-<⎧=⎨>⎩，其波形如图1-2所示：图1-2 指数衰减正弦信号3、抽样信号：其表达式为：sin ()a t S t t=。
()a S t 是一个偶函数，t =±π,±2π,…,±n π时，函数值为零。
该函数在很多应用场合具有独特的运用。
其信号如图1-3所示：武汉凌特电子技术有限公司 信号与系统综合实验指导书第 3 页 共 128 页图1-3 抽样信号4、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：()2t f t Eeτ⎛⎫- ⎪⎝⎭=，其信号如图1-4所示：图1-4钟形信号5、脉冲信号：其表达式为)()()(T t u t u t f --=，其中)(t u 为单位阶跃函数。
信号与系统实验指导书(带源程序).
思考：freqs，freqz的输入的各个参数与系统函数怎么联系起来，各种调用形式之间有什么不同点？观察上述系统的幅频和相频曲线，能得出什么结论？
四.实验报告要求
1.简述实验目的及原理。
2.概括各函数的常用调用方式，记录程序运行的各种结果。
例：建立2个函数文件，分别输入为系统函数的分子，分母，和角频率的最大值，输出为系统频率响应的db，幅度，相位，和角频率。参看下面的程序。
function[db,mag,pha,Omega]=freqs_m(b,a,Omega_Max)
% s域频率响应的计算
Omega=[0:1:500]*Omega_Max/500;
二.实验步骤
1.复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。
2.复习FFT算法原理与编程思想。熟悉FFT算法的MATLAB实现。
注：MATLAB提供fft函数来计算 的DFT，fft函数是用机器语言，而不是以MATLAB指令写成的，因此执行速度快。
格式（1）：y=fft(x)计算x的FFT变换y。当x为矩阵，计算x中每一列信号的离散傅氏变换。当x的长度为2的幂时，采用基2算法，否则采用分裂基算法。
subplot(221);plot(Omega,mag);title('AF的幅度响应');
subplot(222);plot(Omega,db);title('AF的幅度响应db');
subplot(223);plot(Omega,pha);title('AF的相位响应');
（2）若 ，请画出该的幅频和相频特性。
信号与系统实验指导书
信号与系统实验指导书实验一基本信号的产生与运算一、实验目的学习使用MATLAB产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。
二、实验原理MATLAB提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。
这些信号是信号处理的基础。
1.连续信号的产生（1）阶跃信号产生阶跃信号)(t u的MATLAB程序如下，运行结果如图1-1所示。
t=-2:0.02:6;x=(t>0);plot(t,x);axis([-2,6,0,1.2]);图1-1 阶跃信号（2）指数信号产生随时间衰减的指数信号t e=2)(的MATLAB程序如下，运行结果如图x-t1-2所示。
t=0:0.001:5;x=2*exp(-1*t);plot(t,x);图1-2 指数信号（3）正弦信号利用MATLAB提供的函数cos和sin可产生正弦和余弦函数。
产生一个幅度的正弦信号的MATLAB程序如下，运行结果如图为2，频率为4Hz，相位为61-3所示。
f0=4;w0=2*pi*f0;t=0:0.001:1;x=2*sin(w0*t+pi/6);plot(t,x);图1-3 正弦信号（4）矩形脉冲信号函数rectpulse(t)可产生高度为1、宽度为1、关于t=0对称的矩形脉冲信号；函数rectpulse(t，w) 可产生高度为1、宽度为w、关于t=0对称的矩形脉冲信号。
产生高度为1、宽度为4、延时2秒的矩形脉冲信号的MATLAB 程序如下，运行结果如图1-4所示。
t=-2:0.02:6;x=rectpuls(t-2,4);plot(t,x);axis([-2,6,0,1.2]);图1-4 矩形脉冲信号（5）周期方波函数square(w0*t)产生基本频率为w0的周期方波。
函数square(w0*t，DUTY)产生基本频率为w0、占空比DUTY=100τ的T/*周期方波。
τ为一个周期中信号为正的时间长度。
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》实验指导
《信号与系统》实验指导专业：电子信息工程年级：2008教师：邓海涛湖南师范大学职业技术学院电子系二○一一年四月目录实验一Matlab编程初步实验二卷积计算及连续时间系统的时域分析实验三连续信号的傅立叶级数与傅里叶变换实验四系统函数极零点与系统特性分析实验五频响特性曲线分析实验一 Matlab 编程初步一 实验目的:1、初步学习MATLAB 语言，熟悉MATLAB 软件的基本使用；2、熟悉其编程方法及常用语句；3、通过MATLAB 产生常用信号的程序，了解MA TLAB 的编程方法。
二 实验步骤: 1. 启动MATLAB 界面； 2. 编制m 文件产生信号； 3. 调试并运行程序； 4. 打印源程序及运行结果。
三 实验内容：1. 用function 语句设计阶跃函数ut 。
2. 编程产生常用连续时间信号并作图（部分可利用实验内容1的函数）：u(t-1),sin(2πt /3),e -t u(t)，1()[()(2)]2f t t u t u t =--。
在一个图形窗口用subplot 分区作图，标明x 轴，y轴，并写出图名。
3. 编程产生离散时间信号：δ(n),nu(n),1cos(),sin()44n n π。
观察正弦序列144sin()cos()n n π和的周期性，说明正弦序列是周期序列的判定方法。
4. 利用矩阵运算产生信号5()ktk f t ke-==∑并作图。
实验二 卷积计算及连续时间系统的时域分析一 实验目的：1. 学习MA TLAB 语言的编程方法及熟悉MA TLAB 指令；2. 深刻理解卷积运算，利用离散卷积实现连续卷积运算；3. 深刻理解信号与系统的关系，学习MATLAB 语言实现信号通过系统的仿真方法。
二 实验原理： 1. 离散卷积和： 调用函数：conv （）1212(,)()()i s conv f f f i fk i ∞=-∞==-∑为离散卷积和，其中，f1(k), f2 (k) 为离散序列，K=…-2, -1, 0 , 1, 2, …。
《信号与系统》实验指导(精简版)
实验一 零输入、零状态及完全响应一、实验目的1．通过实验，进一步了解系统的零输入响应、零状态响应和完全响应的原理。
2．掌握用简单的R-C 电路观测零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方法。
二、实验设备1．TKSS-D 型 信号与系统实验箱 2．双踪慢扫描示波器1台三、实验内容1．连接一个能观测零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图（参考图1-1）。
2．分别观测该电路的零输入响应、零状态响应和完全响应的动态曲线。
四、实验原理1.零输入响应、零状态响应和完全响应的模拟电路如图1－1所示。
图1-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图2.合上图1-1中的开关K1、K3，则由回路可得iR+Uc ＝E (1)∵ i ＝C dt dUc ，则上式改为＝E U dtdURC c c + (2)对上式取拉式变换得：RCU C （S ）-RCU C （0）+U C （S ）＝S15∴RC1S 5RC 1S 15S 15＝1RCS （0）RCU 1）S（RCS 15（S）＝U c c+++-+++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛，其中5V (0)U c = t RC 1-t RC 1-c 5e e 1（t）＝15U +-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛(3)式(3)等号右方的第二项为零输入响应，即由初始条件激励下的输出响应；第一项为零状态响应，它描述了初始条件为零（Uc（0）=0）时，电路在输入E=15V作用下的输出响应，显然它们之和为电路的完全响应，图1-2所示的曲线表示这三种响应的过程。
图1-2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线其中：①---零输入响应②---零状态响应③----完全响应五、实验步骤1. 零输入响应用短路帽连接K2、K3，使+5V直流电源对电容C充电，当充电完毕后，断开K3连接K4，用示波器观测Uc（t）的变化。
2．零状态响应先用短路帽连接K4，使电容两端的电压放电完毕，然后断开K4连接K3、K1，用示波器观测15V直流电压向电容C的充电过程。
信号与系统实验指导全部实验答案
信号与系统实验指导全部实验答案实验一连续时间信号的MATLAB 表示实验目的 1．掌握MATLAB 语言的基本操作，学习基本的编程功能； 2．掌握MATLAB 产生常用连续时间信号的编程方法；3．观察并熟悉常用连续时间信号的波形和特性。
实验原理：1. 连续信号MA TLAB 实现原理从严格意义上讲，MATLAB 数值计算的方法并不能处理连续时间信号。
然而，可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB 处理，并且能较好地近似表示连续信号。
MATLAB 提供了大量生成基本信号的函数。
比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB 的内部函数。
为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的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，最后画出其波形图。
实验内容：正弦信号抽样信号矩形脉冲信号单位跃阶信号实验编程：（1）t=0:0.01:3;K=2;a=-1.5;w=10; ft=K*exp((a+i*w)*t); A=real(ft); B=imag(ft); C=abs(ft);D=angle(ft);subplot(2,2,1),plot(t,A),grid on;title('实部');subplot(2,2,2),plot(t,B),grid on;title('虚部'); subplot(2,2,3),plot(t,C),grid on;title('取模'); subplot(2,2,4),plot(t,D),grid on;title('相角');实部2211-1-2-1取模相角25100-5（2）t=0:0.001:3;y=square(2*pi*10*t,30);方波信号plot(t,y);axis([0,1,-1,1]); title('方波信号');0.5-0.5-1 00.20.40.60.81（3）t=-2:0.01:2;y=uCT(t+0.5)-uCT(t-0.5); plot(t,y),grid on axis([-2,2,0,1.5]); xlabel('t(s)'),ylabel('y(s)') title('门函数')10.50 -2-1.5-1-0.5门函数y (s )0t(s)0.511.52实验二连续时间LTI 系统的时域分析实验目的1．运用MATLAB 符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应； 2．运用MATLAB 数值求解连续系统的零状态响应； 3．运用MATLAB 求解连续系统的冲激响应和阶跃响应；4．运用MATLAB 卷积积分法求解系统的零状态响应。
信号与系统实验实验报告1
信号与系统实验报告实验一利用MATLAB进行信号的表示及运算实验目的：掌握利用MATLAB语言产生常用基本信号、相关函数的调用和图形显示等方法；用所产生的信号波形验证书本内容，加深对所学知识的理解。
实验设备：p4电脑一台（Win2000以上操作系统、MATLAB6.5软件）。
实验原理：对于常用基本信号的产生，先在某一时间范围内均匀产生一定数量的时间点，再调用基本信号函数计算这些时间点的函数值，最后用绘图函数画出这些坐标点所对应的波形即可。
对于信号的基本运算，一般可先作相应的运算后，再画出其信号波形。
实验步骤：1、运行MATLAB程序；2、打开MATLAB编辑器；3、将实验指导书上的程序输入编辑窗口；4、在编辑器窗口中执行“Debug│Save and Run”命令。
实验结果（分析）讨论：（1）指数信号A=1;a=-0.4;t=0:0.001:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft)（2）正弦信号A=1;w0=2*pi;phi=pi/6;t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi);plot(t,ft)axis([0,2,-1.2,1.2]);（3）抽样信号t=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);axis([-10,10,-0.5,1.2]);（4）矩形脉冲信号t=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,T);plot(t,ft);axis([0,4,0,1.5])（5）三角波脉冲信号t=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5); plot(t,ft);2、离散信号的MATLAB表示（1）指数序列k=0:10;A=1;a=-0.6;fk=A*a.^k;stem(k,fk,['.']);axis([-1,11,-1,1.2]);（2）正弦序列k=0:39;fk=sin(pi/6*k);stem(k,fk,'.');axis([-1,40,-1.5,1.5])（3）单位阶跃序列k=-50:50;uk=[zeros(1,50),ones(1,51)];stem(k,uk,'.');axis([-60,60,0,1.5])3、信号基本运算的MATLAB实现（1）信号的尺度变换、翻转、平移t=-3:0.001:3;ft=tripuls(t,4,0.5);subplot(3,1,1);plot(t,ft);title('f(t)');ft1=tripuls(2*t,4,0.5);subplot(3,1,2);plot(t,ft1);title('f(2t)');ft2=tripuls(2-2*t,4,0.5);subplot(3,1,3);plot(t,ft2);title('f(2-2t)')（2）离散序列的差分与求和例1－1 用MATLAB 计算指数信号][)6.0(k u k-（100≤≤k ）的能量。
信号与系统的实验报告
信号与系统的实验报告信号与系统的实验报告引言：信号与系统是电子工程、通信工程等领域中的重要基础学科，它研究的是信号的传输、处理和变换过程，以及系统对信号的响应和特性。
在本次实验中，我们将通过实际操作和数据分析，深入了解信号与系统的相关概念和实际应用。
实验一：信号的采集与重构在这个实验中，我们使用了示波器和函数发生器来采集和重构信号。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到示波器上进行观测。
通过调整函数发生器的频率和幅度，我们可以观察到信号的不同特性，比如频率、振幅和相位等。
然后，我们将示波器上的信号通过数据采集卡进行采集，并使用计算机软件对采集到的数据进行处理和重构。
通过对比原始信号和重构信号，我们可以验证信号的采集和重构过程是否准确。
实验二：信号的时域分析在这个实验中，我们使用了示波器和频谱分析仪来对信号进行时域分析。
首先，我们通过函数发生器产生了一个方波信号，并将其连接到示波器上进行观测。
通过调整函数发生器的频率和占空比，我们可以观察到方波信号的周期和占空比等特性。
然后，我们使用频谱分析仪对方波信号进行频谱分析，得到信号的频谱图。
通过分析频谱图，我们可以了解信号的频率成分和能量分布情况，进而对信号的特性进行深入研究。
实验三：系统的时域响应在这个实验中，我们使用了函数发生器、示波器和滤波器来研究系统的时域响应。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到滤波器上进行输入。
然后，我们通过示波器观测滤波器的输出信号，并记录下其时域波形。
通过改变滤波器的参数，比如截止频率和增益等，我们可以观察到系统对信号的响应和滤波效果。
通过对比输入信号和输出信号的波形，我们可以分析系统的时域特性和频率响应。
实验四：系统的频域响应在这个实验中，我们使用了函数发生器、示波器和频谱分析仪来研究系统的频域响应。
首先，我们通过函数发生器产生了一个正弦信号，并将其连接到系统中进行输入。
然后，我们通过示波器观测系统的输出信号，并记录下其时域波形。
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。
信号与系统实验指导书
方法二：符号运算表示法
如果信号可以用一个符号表达式来表示它，则我们可用 ezplot 命令（缺省的区 间为[-2*pi, 2*pi]）绘制出信号的波形，例如对于连续信号 f(t)=sin(πt/4),我们可 以用符号表达式表示为： f=sym('sin(pi/4*t)'); 然后用 ezplot 命令绘制其波形： ezplot(f,[-16,16]); 该命令绘制的信号波形如图 2 所示。
中北大学《信号与系统》实验指导书
实验一 Matlab 中信号的描述与运算
一、实验目的：
1. 熟悉 MATLAB 软件的使用，并学会信号的多种表示形式和信号的可视化； 2. 熟
二、实验时数：
2 学时
三、实验相关知识：
（一）信号的描述
信号按照自变量的取值是否连续可分为连续时间信号和离散时间信号。对一维 时间信号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出 来。对于简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信 号波形显得十分困难，且难以绘制精确的曲线。
2
中北大学《信号与系统》实验指导书
绘出的信号波形图 3 所示。当把时间间隔 dt 取得较小（例如为 0.01）时，就 可得到 f(t)较好的近似波形，如图 4 所示。
图 3 dt = 0.5 时的波形
图 4 dt = 0.01 时的波形
用以下程序可产生正弦波： t = 0:0.001:2; y = sin(2*pi*2*t); plot(t, y); 用以下程序可产生加入随机噪声的正弦波： t = 0:0.001:2; y = sin(2*pi*2*t); s = y + 0.1*randn(size(t)); plot(t, s); ylim([-1.1, 1.1]); %设置或查询轴的刻度范围 用以下程序可产生周期方波： t = 0:0.001:2.5; y = square(2*pi*2*t); plot(t, y); ylim([-1.1, 1.1]); 用以下程序可产生周期锯齿波： t = 0:0.001:2.5; y = sawtooth(2*pi*2*t); plot(t, y); ylim([-1.1, 1.1]); 用以下程序可产生 sinc 函数： t = -5:0.01:5; y = sinc(t); %产生抽样信号 plot(t, y); 用以下程序可产生钟形函数（定义为 f (t ) = Ee t=-3:0.01:3; E = 1; tau = 0.5; y=E*exp(-(t/tau).^2);
信号与系统实验指导书(新)
信号与系统实验讲义吴光永编重庆文理学院电子电气学院二○○九年十月实验一 函数信号发生器一、实验目的1、了解函数信号发生器的操作方法。
2、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。
3、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。
二、实验内容1、用示波器观察输出的三种波形。
2、调其中电位器、拨位开关，观察三种波形的变化，了解其中的一些极限值。
3、熟悉其中的极限值，便于后面的实验，因为信号源是后面用的最多的。
三、预备知识阅读原理说明部分有关ICL8038的资料，熟悉管脚的排列及其功能。
四、实验仪器1、20M 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
五、实验原理1、ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图1-1－1所示。
它由恒流源1I 和2I 、电压比较器A 和B 、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。
外接电容C 由两个恒流源充电和放电，电压比较器A 、B 的阀值分别为电源电压(指EE cc U U +)的2/3和1/3。
恒流源1I 和2I 的大小可通过外接电阻调节，但必须12I I >。
当触发器的输出为低电平时，恒流源2I 断开，恒流源1I 给C 充电，它的两端电压UC 随时间线性上升，当UC 达到电源电压的2/3时，电压比较器A 的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源C 接通，由于12I I > (设122I I =)，恒流源2I 将电流21I 加到C 上反充电，相当于C 由一个净电流I 放电，C 两端的电压UC 又转为直线下降。
当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B 的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源2I 断开，1I 再给C 充电，…如此周而复始，产生振荡。
若调整电路，使122I I =，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚⑨输出方波信号。
C 上的电压C U 上升与下降时间相等时为三角波，经电压跟随器从管脚③输出三角波信号。