实验二 连续时间系统的模拟实验报告

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信号与信号实验

信号与信号实验

信号与信号实验MATLAB 部分实验一:基本信号在MATLAB 中的表示和运算 一、 实验目的;1、学会用MATLAB 表示常用连续信号的方法;2、学会用MATLAB 进行信号基本运算的方法;3、学会用MATLAB 实现连续时间信号的卷积的方法。

二、 实验内容:1、绘出下列信号的时域波形(1)f(t)=(2-e-2t)u(t) (2)f(t)=cos(πt)[u(t)-u(t-1)] (3)f(t)=u(-3t+2) (4)f(t)= -(1/2)tu(t+2) 解:t1=0:0.01:5; y1=(2-exp(-2*t1)).*(t1>0); subplot(221);plot(t1,y1);grid; title('f(t)=(2-e-2t)u(t)'); t2=0:0.01:5; y2=cos(pi*t2).*((t2>0)-(t2>1)); subplot(222);plot(t2,y2);grid; title('f(t)=cos(πt)[u(t)-u(t-1)]'); t3=-2:0.01:5; y3=(-3*t3+2>0); subplot(223);plot(t3,y3);grid; title('f(t)=u(-3t+2)'); t4=-3:0.01:5; y4=(-1/2)*t4.*(t4>-2); subplot(224);plot(t4,y4);grid; title('f(t)=-(1/2)tu(t+2)');00.511.52f(t)=(2-e-2t)u(t)图 1-1f(t)=cos(πt)[u(t)-u(t-1)]图1-200.51f(t)=u(-3t+2)图1-3f(t)=-(1/2)tu(t+2)图 1-42、用MATLAB 绘出下列信号的卷积积分f1(t)*f2(t)的时域波形(1) f1(t)=tu(t), f2(t)=u(t) (2) f1(t)=u(t)-u(t-4), f2(t)=sin(πt)u(t) (3) f1(t)= e-2t u(t), f2(t)= e-t u(t) (4) f1(t)= e-t u(t), f2(t)=u(t) 解:(1)fs=1000; t=-1:1/fs:4; x1=stepfun(t,0); x2=x1.*t; y=conv(x1,x2)/fs; n=length(y1); tt=(0:n-1)/fs-2; subplot(311),plot(t,x1),grid; title('f1(t)=tu(t)'); subplot(312),plot(t,x2),grid; title(' f2(t)=u(t)'); subplot(313),plot(tt,y),grid on; title('f1(t) * f2(t)');(2)fs=1000; t=-1:1/fs:4; x1=(t>0)-(t>4); x2=sin(pi*t).*(t>0); x=conv(x1,x2)/fs; n=length(x); tt=(0:n-1)/fs-2; subplot(311);plot(t,x1);grid; title('f1(t)=u(t)-u(t-4))'); subplot(312);plot(t,x2);grid; title('f2(t)=sin(πt)u(t)'); subplot(313);plot(tt,x);grid; title('f1(t) * f2');(3)t=0:1/fs:4; x1=exp(-2*t).*(t>0); x2=exp(-t).*(t>0); x=conv(x1,x2)/fs; n=length(x); tt=(0:n-1)/fs-0; subplot(311);plot(t,x1);grid; title('f1(t)= e-2t u(t)'); subplot(312);plot(t,x2);grid; title('f2(t)= e-t u(t)'); subplot(313);plot(tt,x);grid; title('f1(t) * f2(t)');(4)t=0:1/fs:2; x1=exp(-2*t).*(t>0); x2=(t>0); x=conv(x1,x2)/fs; n=length(x); tt=(0:n-1)/fs-0; subplot(311);plot(t,x1);grid; title(' f1(t)= e-t u(t))'); subplot(312);plot(t,x2);grid; title('f2(t)=u(t)'); subplot(313);plot(tt,x);grid; title('f1(t)*f2(t)');0.51 1.52 2.53 3.540.51 1.52 2.53 3.5412345678-1 -0.5 00.51 1.52 2.53 3.54? 2-1 -1 -0.5 00.51 1.52 2.53 3.54? 2-2 -2-112 3 4 5678? 2-3实验二:连续时间LTI 系统的时域分析一、实验目的:学会用MATLAB 求解连续系统的零状态响应、冲击响应和阶跃响应。

MATLAB实验报告(1-4)

MATLAB实验报告(1-4)

信号与系统MATLAB第一次实验报告一、实验目的1.熟悉MATLAB软件并会简单的使用运算和简单二维图的绘制。

2.学会运用MATLAB表示常用连续时间信号的方法3.观察并熟悉一些信号的波形和特性。

4.学会运用MATLAB进行连续信号时移、反折和尺度变换。

5.学会运用MATLAB进行连续时间微分、积分运算。

6.学会运用MATLAB进行连续信号相加、相乘运算。

7.学会运用MATLAB进行连续信号的奇偶分解。

二、实验任务将实验书中的例题和解析看懂,并在MATLAB软件中练习例题,最终将作业完成。

三、实验内容1.MATLAB软件基本运算入门。

1). MATLAB软件的数值计算:算数运算向量运算:1.向量元素要用”[ ]”括起来,元素之间可用空格、逗号分隔生成行向量,用分号分隔生成列向量。

2.x=x0:step:xn.其中x0位初始值,step表示步长或者增量,xn 为结束值。

矩阵运算:1.矩阵”[ ]”括起来;矩阵每一行的各个元素必须用”,”或者空格分开;矩阵的不同行之间必须用分号”;”或者ENTER分开。

2.矩阵的加法或者减法运算是将矩阵的对应元素分别进行加法或者减法的运算。

3.常用的点运算包括”.*”、”./”、”.\”、”.^”等等。

举例:计算一个函数并绘制出在对应区间上对应的值。

2).MATLAB软件的符号运算:定义符号变量的语句格式为”syms 变量名”2.MATLAB软件简单二维图形绘制1).函数y=f(x)关于变量x的曲线绘制用语:>>plot(x,y)2).输出多个图像表顺序:例如m和n表示在一个窗口中显示m行n列个图像,p表示第p个区域,表达为subplot(mnp)或者subplot(m,n,p)3).表示输出表格横轴纵轴表达范围:axis([xmax,xmin,ymax,ymin])4).标上横轴纵轴的字母:xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)5).命名图像就在subplot写在同一行或者在下一个subplot前:title(‘……’)6).输出:grid on举例1:举例2:3.matlab程序流程控制1).for循环:for循环变量=初值:增量:终值循环体End2).while循环结构:while 逻辑表达式循环体End3).If分支:(单分支表达式)if 逻辑表达式程序模块End(多分支结构的语法格式)if 逻辑表达式1程序模块1Else if 逻辑表达式2程序模块2…else 程序模块nEnd4).switch分支结构Switch 表达式Case 常量1程序模块1Case 常量2程序模块2……Otherwise 程序模块nEnd4.典型信号的MATLAB表示1).实指数信号:y=k*exp(a*t)举例:2).正弦信号:y=k*sin(w*t+phi)3).复指数信号:举例:4).抽样信号5).矩形脉冲信号:y=square(t,DUTY) (width默认为1)6).三角波脉冲信号:y=tripuls(t,width,skew)(skew的取值在-1~+1之间,若skew取值为0则对称)周期三角波信号或锯齿波:Y=sawtooth(t,width)5.单位阶跃信号的MATLAB表示6.信号的时移、反折和尺度变换:Xl=fliplr(x)实现信号的反折7.连续时间信号的微分和积分运算1).连续时间信号的微分运算:语句格式:d iff(function,’variable’,n)Function:需要进行求导运算的函数,variable:求导运算的独立变量,n:求导阶数2).连续时间信号的积分运算:语句格式:int(function,’variable’,a,b)Function:被积函数variable:积分变量a:积分下限b:积分上限(a&b默认是不定积分)8.信号的相加与相乘运算9.信号的奇偶分解四、小结这一次实验让我能够教熟悉的使用这个软件,并且能够输入简单的语句并输出相应的结果和波形图,也在一定程度上巩固了c语言的一些语法。

通信原理实验教程(MATLAB)

通信原理实验教程(MATLAB)

实验教程目录实验一:连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------61、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------62、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------73、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二:连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------284、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三:连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------491、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------492、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------503、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四:调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------591、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------592、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------623、信号重建--------------------- ----------------------------------------------------------624、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------645、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------66三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------66四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------75 实验五:连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------76一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------76二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------761、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------762、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------773、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------784、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------795、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------806、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------81三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------82四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------87 附录:授课方式和考核办法-----------------------------------------------------------------88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MATLAB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MATLAB求解LTI系统响应,绘制相应曲线。

《信号与系统》课程实验报告

《信号与系统》课程实验报告

《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2.符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示,则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。

上例可用下面的命令来实现(在命令窗口中输入,每行结束按回车键)。

t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下:图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。

三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。

用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮,进入图1-3。

图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。

界面的主体分为两部分:1) 两个轴组成的坐标平面(横轴是时间,纵轴是信号值);2) 界面右侧的控制框。

控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮,点击各波形选择按钮可选择波形,点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。

图1-4 峰值为8V,频率为0.5Hz,相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。

在这个界面内提供了三个滑动条,改变滑块的位置,滑块上方实时显示滑块位置代表的数值,对应正弦波的三个参数:幅度、频率、相位;坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。

在七种信号中,除抽样函数信号外,对其它六种波形均提供了参数设置。

矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5~图1-10所示。

图1-5 峰值为8V,频率为1Hz,占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V,滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V,频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中,通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位,观察波形的变化。

通信原理实验报告

通信原理实验报告

通信原理实验报告实验一抽样定理实验二 CVSD编译码系统实验实验一抽样定理一、实验目的所谓抽样。

就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值(样值),即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。

在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。

抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。

这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。

二、功能模块介绍1.DDS 信号源:位于实验箱的左侧(1)它可以提供正弦波、三角波等信号,通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。

抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。

(2)按下复合式按键旋钮SS01,可切换不同的信号输出状态,例如D04D03D02D01=0010对应的是输出正弦波,每种LED 状态对应一种信号输出,具体实验板上可见。

(3)旋转复合式按键旋钮SS01,可步进式调节输出信号的频率,顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。

(4)调节调幅旋钮W01,可改变P03 输出的各种信号幅度。

2.抽样脉冲形成电路模块它提供有限高度,不同宽度和频率的抽样脉冲序列,可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02,作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。

P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。

该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节,占空比为50%。

3.PAM 脉冲调幅模块它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。

抽样脉冲序列为高电平时,模拟开关导通,有调制信号输出;抽样脉冲序列为低电平,模拟开关断开,无信号输出。

PID控制实验报告

PID控制实验报告

实验二 数字PID 控制计算机控制是一种采样控制,它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。

因此连续PID 控制算法不能直接使用,需要采用离散化方法。

在计算机PID 控制中,使用的是数字PID 控制器。

一、位置式PID 控制算法按模拟PID 控制算法,以一系列的采样时刻点kT 代表连续时间t ,以矩形法数值积分近似代替积分,以一阶后向差分近似代替微分,可得离散PID 位置式表达式: 式中,D p d I pi T k k T k k ==,,e 为误差信号(即PID 控制器的输入),u 为控制信号(即控制器的输出)。

在仿真过程中,可根据实际情况,对控制器的输出进行限幅。

二、连续系统的数字PID 控制仿真连续系统的数字PID 控制可实现D/A 及A/D 的功能,符合数字实时控制的真实情况,计算机及DSP 的实时PID 控制都属于这种情况。

1.Ex3 设被控对象为一个电机模型传递函数BsJs s G +=21)(,式中J=0.0067,B=0.1。

输入信号为)2sin(5.0t π,采用PD 控制,其中5.0,20==d p k k 。

采用ODE45方法求解连续被控对象方程。

因为Bs Js s U s Y s G +==21)()()(,所以u dt dy B dty d J =+22,另y y y y ==2,1,则⎪⎩⎪⎨⎧+-==/J )*u ((B /J )y y y y 12221 ,因此连续对象微分方程函数ex3f.m 如下 function dy = ex3f(t,y,flag,para)u=para;J=0.0067;B=0.1;dy=zeros(2,1);dy(1) = y(2);dy(2) = -(B/J)*y(2) + (1/J)*u;控制主程序ex3.mclear all;ts=0.001; %采样周期xk=zeros(2,1);%被控对象经A/D转换器的输出信号y的初值e_1=0;%误差e(k-1)初值u_1=0;%控制信号u(k-1)初值for k=1:1:2000 %k为采样步数time(k) = k*ts; %time中存放着各采样时刻rin(k)=0.50*sin(1*2*pi*k*ts); %计算输入信号的采样值para=u_1; % D/AtSpan=[0 ts];[tt,xx]=ode45('ex3f',tSpan,xk,[],para); %ode45解系统微分方程%xx有两列,第一列为tt时刻对应的y,第二列为tt时刻对应的y导数xk = xx(end,:); % A/D,提取xx中最后一行的值,即当前y和y导数yout(k)=xk(1); %xk(1)即为当前系统输出采样值y(k)e(k)=rin(k)-yout(k);%计算当前误差de(k)=(e(k)-e_1)/ts; %计算u(k)中微分项输出u(k)=20.0*e(k)+0.50*de(k);%计算当前u(k)的输出%控制信号限幅if u(k)>10.0u(k)=10.0;endif u(k)<-10.0u(k)=-10.0;end%更新u(k-1)和e(k-1)u_1=u(k);e_1=e(k);endfigure(1);plot(time,rin,'r',time,yout,'b');%输入输出信号图xlabel('time(s)'),ylabel('rin,yout');plot(time,rin-yout,'r');xlabel('time(s)'),ylabel('error');%误差图程序运行结果显示表1所示。

信号与系统连续时间系统的频率响应

信号与系统连续时间系统的频率响应

实验报告实验名称:连续时间系统的频率响应一、实验目的:1 加深对连续时间系统频率响应理解;2 掌握借助计算机计算任意连续时间系统频率响应的方法。

二、实验原理:连续时间系统的频率响应可以直接通过所得表达式计算,也可以通过零极点图通过用几何的方法来计算,而且通过零极点图可以迅速地判断系统的滤波特性。

根据系统函数H(s)在s平面的零、极点分布可以绘制频响特性曲线,包括幅频特性 H(jw) 曲线和相频特性?(w)曲线。

这种方法的原理如下:假定,系统函数H(s)的表达式为当收敛域含虚轴时,取s = jw,也即在s平面中,s沿虚轴从- j∞移动到+ j∞时,得到容易看出,频率特性取决于零、极点的分布,即取决于Zj 、Pi 的位置,而式中K是系数,对于频率特性的研究无关紧要。

分母中任一因子(jw- Pi )相当于由极点 p 引向虚轴上某点 jw的一个矢量;分子中任一因子(jw-Zj)相当于由零点Zj引至虚轴上某点 jw的一个矢量。

在右图示意画出由零点Zj和极点 Pi 与 jw点连接构成的两个矢量,图中Nj、Mi 分别表示矢量的模,ψj、θi 表示矢量的辐角(矢量与正实轴的夹角,逆时针为正)。

对于任意零点Zj 、极点Pi ,相应的复数因子(矢量)都可表示为:于是,系统函数可以改写为当ω延虚轴移动时,各复数因子(矢量)的模和辐角都随之改变,于是得出幅频特性曲线和相频特性曲线。

这种方法称为s 平面几何分析。

通过零极点图进行计算的方法是: 1 在S 平面上标出系统的零、极点位置;2 选择S 平面的坐标原点为起始点,沿虚轴向上移动,计算此时各极点和零点与该点的膜模和夹角;3 将所有零点的模相乘,再除以各极点的模,得到对应频率处的幅频特性的值;4 将所有零点的幅角相加,减去各极点的幅角,得到对应频率处的相角。

三、实验内容用 C 语言编制相应的计算程序进行计算,要求程序具有零极点输入模块, 可以手工输入不同数目的零极点。

计算频率从0~5频段的频谱,计算步长为0.1,分别计算上面两个系统的幅频特性和相频特性,将所得结果用表格列出,并画出相应的幅频特性曲线和相频特性曲线。

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容,通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。

实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。

实验一:信号的基本特性与运算。

学生掌握了信号的表示方法,包括连续时间信号和离散时间信号,以及信号的基本运算规则,如加法、减法、乘法和除法。

实验二:信号的时间域分析。

在本实验中,学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法,利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。

实验三:系统的时域分析。

学生了解了线性时不变系统的动态响应特性,包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应,并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。

信号分析与处理实验报告(基于matlab)

信号分析与处理实验报告(基于matlab)
f=exp(z);%定义指数信号
fr=real(f);%描述函数实部
fi=imag(f);%描述函数虚部
fa=abs(f);%描述函数幅度
fg=angle(f);%描述函数相位
subplot(2,2,1)%将当前窗口分成2行2列个子窗口,并在第1个子窗口绘图
plot(t,fr)
title('实部')
ty=t0:dt:(t0+(t3-1)*dt);%确定卷积结果的非零样值的时间向量
subplot(3,1,1)
plot(t1,f1)%绘制信号f1(t)的时域波形
title('f1')
xlabel('t1')
axis([-0.2,10.2,-0.2,1])
gridon
subplot(3,1,2)
plot(t2,f2)%绘制信号f2(t)的时域波形
1、将方波信号展开成三角形式Fourier级数并分别采用频域矩形窗和Hanning窗加权
方波展开的三角式傅立叶级数为:
采用频域矩形窗加权,则展开式变为:
采用Hanning窗加权,则展开式变为:
程序代码如下:
clearall
closeall
clc
t1=-2:0.01:2;
t2=-2:0.01:2;
K=30
xlabel('t')
axis([-0.5,20.5,-0.8,1.2])
gridon
subplot(2,2,2)%将当前窗口分成2行2列个子窗口,并在第2个子窗口绘图
plot(t,fi)
title('虚部')
xlabel('t')

实验2连续时间系统的模拟

实验2连续时间系统的模拟

信号与系统实验指导书编写:高玉芹、丁洪影、朱永红信电工程学院2014-7-11前言“信号与系统”是无线电技术、自动控制、通信工程、生物医学电子工程、信号图象处理、空间技术等专业的一门重要的专业基础课,也是国内各院校相应专业的主干课程。

当前,科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化,这要求高等院校培养的大学生,既要有坚实的理论基础,又要有严格的工程技术训练,不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。

21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才,即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。

由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要,而且系统性、理论性很强,为此在学习本课程时,开设必要的实验,对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及使抽象的概念和理论形象化、具体化,对增强学习的兴趣有极大的好处,做好本课程的实验,是学好本课程的重要教学辅助环节。

目录实验一信号的时域表示及变换 (1)实验二连续信号的卷积 (4)实验三阶跃响应与冲激响应 (8)实验四连续系统的频域分析 (12)实验五抽样定理与信号恢复 (23)实验六连续系统的s域分析 (30)实验七连续系统零极点分析 (33)实验一信号的时域表示及变换一、实验目的1. 掌握用matlab软件产生基本信号的方法。

2. 应用matlab软件实现信号的加、减、乘、反褶、移位、尺度变换及卷积运算。

二、实验原理(一)产生信号波形的方法利用Matlab软件的信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)中的专用函数产生信号并绘出波形。

1.产生正弦波t=0:0.01:3*pi;y=sin(2*t);plot(t,y)图1-1 图1-22.产生叠加随机噪声的正弦波t=0:0.01:3*pi;y=10*sin(2*t);s=y+randn(size(t));plot(t,s)3. 产生周期方波t=0:0.01:1;y=square(4*pi*t);plot(t,y)4. 产生周期锯齿波t=(0:0.001:2.5);y=sawtooth(2*pi*30*t);plot(t,y),axis([0 0.2 -1 1])图1-3 图1-45.产生Sinc函数x=linspace(-5,5);y=sinc(x);plot(x,y)图1-5 图1-6 6.产生指数函数波形x=linspace(0,1,100);(或x=0:0.01:1;)y=exp(-x);plot(x,y)(二)信号的运算1.加(减)、乘运算:要求二个信号序列长度相同例1-1t=0:0.01:2;f1=exp(-3*t);f2=0.2*sin(4*pi*t);f3=f1+f2;f4=f1.*f2;subplot(2,2,1);plot(t,f1);title('f1(t)');subplot(2,2,2);plot(t,f2);title('f2(t)');subplot(2,2,3);plot(t,f3);title('f1+f2');subplot(2,2,4);plot(t,f4);title('f1*f2');图1-72.用matlab的符号函数实现信号的反褶、移位、尺度变换由f(t)到f(-at+b)(a>0)步骤:b)atf(b)f(atb)f(tf(t)反褶尺度移位+-−−→−+−−→−+−−→−例1-2:已知f(t)=sin(t)/t,试通过反褶、移位、尺度变换由f(t)的波形得到f(-2t+3) 的波形。

电路实验(仿真).doc-重庆邮电大学主页

电路实验(仿真).doc-重庆邮电大学主页

实验一RLC电路的阶跃响应一.实验目的1.观察并分析RLC二阶串联电路对阶跃信号的响应波形。

2.了解电路参数RLC数值的改变会产生过阻尼、临界阻尼和欠阻尼3种响应情况。

3.从欠阻尼情况的响应波形,读取振荡周期和幅值衰减系数。

二.原理及说明1.跟一阶RC电路实验相同,我们仍用占空率为1/2的周期性矩形脉冲波输入图1-1的RLC串联电路。

当这脉冲的持续时间和间隔时间很长的时候,就可认为脉冲上升沿是一个上升阶跃,而下降沿是一个下降阶跃。

由于阶跃是周期性重复现的,所以在示波器上能观察到清晰、稳定的响应波形。

图1-1 RLC串联电路2.三种阻尼状态的上升阶跃的响应和下降阶跃的响应如下表:表1-11.从表1-1中可见,电路在欠阻尼态时,电容电压对上升阶跃的响应公式是)]sin(1[0φωωωα+-=-t e A u tc , 对下降阶跃的响应公式是 )sin(0φωωωα+=-t e A u t c 。

所以我们可知阶跃响应的波形大致如图1-2所示。

为了判别这种幅值衰减振荡的衰减速度,我们看两个相邻的同向的振幅之比 值,它等于 T T tt e Ke Ke ααα=+--)(/ (1-1)这比率称为幅值衰减率,对其取对数,有T e Tαα=ln (1-2)ln 1ln 1Te T T ==αα(相邻幅值之比) (1-3)这里α称为幅值衰减系数。

图1-2 衰减的正弦振荡曲线三.实验设备安装有Multisim 软件的电脑一台四.实验内容及步骤1.运行Multisim 软件2.计算元件参数,其中R为5KΏ的可调电阻,添加电子元件、脉冲信号源以及接地符号。

3.修改脉冲信号源占空比50%,频率为10KHz,幅高A=2V。

3.连接电路并加入虚拟双通道示波器,虚拟双通道示波器分别接输入信号和输出信号Uc ,修改输出信号线颜色。

4. 调整可调电阻 R>2CL,让电路处于过阻尼状态,进行仿真,通过示波器观察电容上电压Uc 的阶跃响应波形,并记录上、下阶跃的响应曲线。

信号与系统实验报告一-连续时间信号

信号与系统实验报告一-连续时间信号

实验一 连续时间信号§1.2 连续时间复指数信号 基本题1.对下面信号创建符号表达式()()t t t x ππ2c o s2sin )(= 这两个信号应分别创建,然后用symmul 组合起来。

对于T=4,8和16,利用ezplot 画出320≤≤t 内的信号。

什么是)(t x 的基波周期?x(t) =cos((pi*t)/2)*sin((pi*t)/2)=1/2sin(pi*t) (T=4)若令f1=1 /T1=1/2,很容易得到其基波分量:1/2sin(pi*t)同理可得:x(t)=cos((pi*t)/4)*sin((pi*t)/4)=1/2sin((pi*t)/2) (T=8)其基波分量为1/2sin((pi*t)/2),基频为f1=1/T1=1/4x(t)= cos((pi*t)/8)*sin((pi*t)/8)=1/2sin((pi*t)/4) (T=16)其基波分量为1/2sin((pi*t)/4),基频为f1=1/T1=1/8 中等题2.对下面信号创建一个符号表达式()t e t x at π2cos )(-=对于81,41,21=a ,利用ezplot 确定d t ,d t 为)(t x 最后跨过0.1的时间,将d t 定义为该信号的消失的时间。

利用ezplot 对每一个a 值确定在该信号消失之前,有多少个完整的余弦周期出现,周期数目是否正比于品质因素a T Q 2)2(π=?1)当a=1/2时: x(t)= cos(2*pi*t)/exp(t/2)利用Tool菜单中的data cursor项目可大致确定d t=4.548在该信号消失之前,有个约4(4.5)完整的余弦周期出现,对应的品质因数为6.28。

2)当a=1/4时: x(t)= cos(2*pi*t)/exp(t/4)利用Tool菜单中的data cursor项目可大致确定d t=9.053在该信号消失之前,有个约9完整的余弦周期出现,对应的品质因数为12.57。

实验二 连续时间系统的模拟

实验二 连续时间系统的模拟

实验二 连续时间系统的模拟一. 实验目的了解用集成运算放大器构成基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器,以及它们的组合全加积分器的方法。

掌握用以上基本运算单元以及它们的组合构成模拟系统,模拟一阶和二阶连续时间系统的原理和方法,并用实验测定模拟系统的特性。

实验原理说明1模拟连续时间系统的意义由于自然界的相似性,许多不同的系统具有相同的特性。

不论是物理系统还是非物理系统,不论是电系统还是非电系统,只要是连续的线性时不变系统,都可以用线性常系数微分方程来描述。

把一具体的物理设备经过数学处理,抽象为数学表示,从而便于研究系统的性能,这在理论上是很重要的一步;有时,也需要对一系统进行实验模拟,通过实验观察研究当系统参数或输入信号改变时,系统响应的变化。

这时并不需要在实验里去仿制真实系统,而只要根据系统的数学描述,用模拟装置组成实验系统,它可以与实际系统完全不同,只要与实际系统具有同样的微分方程数学表示,即输入输出关系(也即传输函数或系统响应)完全相同即可。

系统的模拟是指数学意义上的模拟。

本实验即由微分方程的相似性出发,用集成运算放大器组成的电路来模拟一阶系统(RC 低通电路)和二阶系统(RLC 带通谐振电路) 2. 2集成运算放大器构成基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器,以及它们的组合全加积分器连续时间系统的模拟,通常由三个基本运算单元——标量乘法器、加法器和积分器构成,实际上还常常用到它们的组合全加积分器,这些运算单元都可以用集成运算放大器构成。

(1) 标量乘法器(又称比例放大器)图2-1(a ) 反相标量乘法器 图2-1(b ) 同相标量乘法器电路 反相标量乘法器电路如图2-1(a)所示: i i Fo u k u R R u ⋅=-=1式中比例系数k 为:1R R k F-= 当R 1=R F 时,k = -1,则u o = - u i ,成为反相跟随器。

同相标量乘法器电路如图2-1(b)所示,有: i i Fo u k u R R u ⋅=+=)1(1式中:11R R k F+=标量乘法器符号如图2-1(c)所示。

《信号与系统》实验讲义

《信号与系统》实验讲义

《信号与系统》实验讲义龙岩学院物理与机电工程学院电子教研室编2008年1月实验一阶跃响应与冲激响应一、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、实验内容1、用示波器观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的阶跃响应波形。

2、用示波器观察欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的冲激响应波形。

三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台2、信号与系统实验平台3、阶跃响应与冲激响应模块(D Y T3000-64)一块4、20M H z双踪示波器一台5、连接线若干四、实验原理RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应电路原理图如下所示,其响应有以下三种状态:阶跃响应与冲激响应原理图1、当电阻R>2L时,称过阻尼状态;C2、当电阻R=2L时,称临界阻尼状态;C3、当电阻R<2L时,称欠阻尼状态。

C冲激信号是阶跃信号的导数,所以对线性时不变系统冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形,实验中用周期方波代替阶跃信号,而用周期方波通过微分电路后得到的尖脉冲代替冲激信号,冲激脉冲的占空比可通过电位计W102调节。

五、实验步骤本实验使用信号源单元和阶跃响应与冲激响应单元。

1、熟悉阶跃响应与冲激响应的工作原理。

接好电源线,将阶跃响应与冲激响应模块插入信号系统实验平台插槽中,打开实验箱电源开关,通电检查模块灯亮,实验箱开始正常工作。

2、阶跃响应的波形观察:①将信号源单元产生的VPP =3V、f=1KHz方波信号送入激励信号输入点STEP_IN。

②调节电位计W101,使电路分别工作在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态,用示波器观察三种状态的阶跃响应输出波形并分析对应的电路参数。

3、冲激响应的波形观察:①连接跳线J101,将信号源单元产生的VPP =3V、f=1KHz方波信号送入激励信号输入点IMPULSE_IN。

②用示波器观察STEP_IN测试点方波信号经微分后的响应波形(等效为冲激激励信号)。

连续时间系统的时域分析实验报告

连续时间系统的时域分析实验报告

实验二连续时间系统的时域分析一、实验目的通过使用MATLAB 软件对连续时间线性非时变系统的时域特性进行仿真分析,熟悉IT 系统在典型激励下的响应及特征,熟悉相应MATLAB 函数的调用格式和作用,熟悉井掌握用MATLAB 函数求解冲激响应、阶跃响应、零输入响应、零状态响应及全响应的方法。

二、实验原理(一)连续时间系统的时域分析方法 连续时间线性非时变系统(LTI )的输入()t f 与输出()t y 可以用线性常系数微分方程来描述:()()()()()()()()()()t f b t f b t fb t y a t y a t y a t y a m m n n n n 0'10'111++=++++--如果已知系统的输入信号()t f 及系统的初始条件为()()()()()-----0,,0,0,01'''n y y y y ,就可以利用解析方法求出系统的响应。

线性系统的全响应由零输入响应分量和零状态响应分量组成。

零输入响应是指当输入为零时仅由t=0的初始条件产生的系统响应,零状态响应是当初始条件(在t=0)假定为零时仅由0≥t 时的输入产生的系统响应分量。

零输入响应(单极点时)为:()∑==+++=nk t k tn ttx k n e c ec ec ec t y 12121λλλλ f式中,n c c c 、、、 21为任意待定常数,由初始条件确定。

零状态响应为:()()()τττd t h f t y f -=⎰∞∞-此式是对任意输入()t f ,用单位冲激响应()t h 形式表示的零状态响应()t y f 的公式。

已知()t h 就可确定任意输入()t f 的零状态响应()t y f ,即系统对任意输入的响应都可以用单位冲激响应确定。

系统总响应为:()()()()()τττλd t h f ec t y t y t y tnj j f x j -+=+=⎰∑∞∞-=1对于高阶系统,手工计算非常繁琐。

连续时间系统实验报告(3篇)

连续时间系统实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解连续时间系统的基本概念和特性。

2. 掌握连续时间系统建模和仿真方法。

3. 熟悉连续时间系统的分析方法。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理连续时间系统是指系统中各物理量随时间连续变化的系统。

连续时间系统在工程应用中广泛存在,如电路、信号处理、控制系统等。

本实验主要研究连续时间系统的建模、仿真和分析方法。

三、实验仪器与设备1. 连续时间系统实验箱2. 示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算机及仿真软件(如MATLAB)四、实验内容及步骤1. 连续时间系统建模(1)根据实验要求,选择合适的连续时间系统,如一阶滤波器、二阶滤波器等。

(2)根据系统特性,确定系统的输入信号和输出信号。

(3)利用实验箱提供的元器件搭建实验电路。

(4)根据元器件参数,推导出系统的传递函数。

2. 连续时间系统仿真(1)利用MATLAB软件,根据推导出的传递函数,建立系统的仿真模型。

(2)设置仿真参数,如采样时间、初始条件等。

(3)运行仿真,观察系统输出波形。

3. 连续时间系统分析(1)分析系统输出波形,观察系统的稳定性和频率响应特性。

(2)根据实验数据,计算系统的幅频特性和相频特性。

(3)分析系统在实际应用中的优缺点。

五、实验结果与分析1. 实验结果(1)根据实验数据和仿真结果,绘制系统输出波形图。

(2)根据实验数据和仿真结果,计算系统的幅频特性和相频特性。

2. 实验分析(1)通过实验和分析,验证了连续时间系统建模和仿真方法的有效性。

(2)分析了系统在实际应用中的优缺点,为实际工程提供了参考。

六、实验结论1. 本实验成功地实现了连续时间系统的建模、仿真和分析。

2. 通过实验,掌握了连续时间系统的基本概念、特性和分析方法。

3. 培养了实验操作能力和数据分析能力。

4. 为今后在实际工程中的应用奠定了基础。

七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全操作,防止触电、短路等事故发生。

2. 实验数据要准确记录,便于后续分析。

《信号与系统》实验报告

《信号与系统》实验报告

《信号与系统》实验报告目录一、实验概述 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验原理 (3)3. 实验设备与工具 (4)二、实验内容与步骤 (5)1. 实验一 (6)1.1 实验目的 (7)1.2 实验原理 (7)1.3 实验内容与步骤 (8)1.4 实验结果与分析 (9)2. 实验二 (10)2.1 实验目的 (12)2.2 实验原理 (12)2.3 实验内容与步骤 (13)2.4 实验结果与分析 (14)3. 实验三 (15)3.1 实验目的 (16)3.2 实验原理 (16)3.3 实验内容与步骤 (17)3.4 实验结果与分析 (19)4. 实验四 (20)4.1 实验目的 (20)4.2 实验原理 (21)4.3 实验内容与步骤 (22)4.4 实验结果与分析 (22)三、实验总结与体会 (24)1. 实验成果总结 (25)2. 实验中的问题与解决方法 (26)3. 对信号与系统课程的理解与认识 (27)4. 对未来学习与研究的展望 (28)一、实验概述本实验主要围绕信号与系统的相关知识展开,旨在帮助学生更好地理解信号与系统的基本概念、性质和应用。

通过本实验,学生将能够掌握信号与系统的基本操作,如傅里叶变换、拉普拉斯变换等,并能够运用这些方法分析和处理实际问题。

本实验还将培养学生的动手能力和团队协作能力,使学生能够在实际工程中灵活运用所学知识。

本实验共分为五个子实验,分别是:信号的基本属性测量、信号的频谱分析、信号的时域分析、信号的频域分析以及信号的采样与重构。

每个子实验都有明确的目标和要求,学生需要根据实验要求完成相应的实验内容,并撰写实验报告。

在实验过程中,学生将通过理论学习和实际操作相结合的方式,逐步深入了解信号与系统的知识体系,提高自己的综合素质。

1. 实验目的本次实验旨在通过实践操作,使学生深入理解信号与系统的基本原理和概念。

通过具体的实验操作和数据分析,掌握信号与系统分析的基本方法,提高解决实际问题的能力。

实验9连续时间系统的模拟

实验9连续时间系统的模拟

实验9连续时间系统的模拟实验9 连续时间系统的模拟⼀、实验⽬的1.了解基本运算器——加法器、标量乘法器和积分器的电路结构和运算功能;2.掌握⽤基本运算单元模拟连续时间系统的⽅法。

⼆、实验原理说明1.线性系统的模拟系统的模拟就是⽤由基本运算单元组成的模拟装置来模拟实际的系统。

这些实际系统可以是电的或⾮电的物理量系统,也可以是社会、经济和军事等⾮物理量系统。

模拟装置可以与实际系统的内容完全不同,但是两者的微分⽅程完全相同,输⼊、输出关系即传输函数也完全相同。

模拟装置的激励和响应是电物理量,⽽实际系统的激励和响应不⼀定是电物理量,但它们之间的关系是⼀⼀对应的。

所以,可以通过对模拟装置的研究来分析实际系统,最终达到⼀定条件下确定最佳参数⽬的。

2. 三种基本运算电路(1)、⽐例放⼤器,如图9-1。

112u R R u ?-=图9-1 ⽐例放⼤器电路连接⽰意图(2)、加法器,如图9-2。

uo=-R2R1 (u1+u2)=-(u1+u2)(R1=R2)(3)、积分器,如图9-3。

-=dt u RCu 101u 0uR u 0uR 2=R 1u 图9-2 加法器电路连接⽰意图图9-3 积分器电路连接⽰意图3.⼀阶系统的模拟图9-4(a )。

它是最简单RC 电路,设流过R ·C 的电流为i(t):则有 )()()(t Ri t y t x =-根据容C 上电压与电流关系因此上式亦可写成这是最典型的⼀阶微分⽅程。

由于图9-4(a )的RC 电路输⼊与输出信号之间关系可⽤⼀阶微⽅程来描述,故常称为⼀阶RC 电路。

上述典型的微分⽅程我们可以改变形式,写成如下表⽰式:u 0uC0)(1)(1)(=-+t x RCt y RCdtt dy dtt dy c t i )()(=dt t dy RCt y t x )()()(=-)()()(1)(1t d t dy t y RC t x RC =-……………………(1)式(1)式是和(2)式的数学关系正好⽤图9-4的(b)、(c)表⽰,图(b)和图(c)在数学关系上是等效的。

连续时间信号与系统的频域分析实验报告(共9篇)

连续时间信号与系统的频域分析实验报告(共9篇)

连续时间信号与系统的频域分析实验报告(共9篇)信号与系统实验五__连续时间信号的频域分析实验名称:连续时间信号的频域分析报告人:姓名班级学号一、实验目的1、熟悉傅里叶变换的性质;2、熟悉常见信号的傅里叶变换;3、了解傅里叶变换的MATLAB实现方法。

二、实验内容及运行结果1、编程实现下列信号的幅度频谱:(1)求出f(t)=u(2t+1)-u(2t-1)的频谱函数F(w);请与f1(t) u(2t+1)-u(2t-1)的频谱函数F1(w)进行比较,说明两者的关系。

%(1)f(t)=u(2t+1)-u(2t-1)与f(t)=u(t+1)-u(t-1) syms t w t1 w1Gt=sym(&#39;Heaviside(2*t+1)-Heaviside(2*t-1)&#39;);Gt1=sym(&#39;Heaviside(t1+1)-Heaviside(t1-1)&#39;);Fw=fourier(Gt,t,w);Fw1=fourier(Gt1,t1,w1);FFw=maple(&#39;convert&#39;,Fw,&#39;piecewise&#39;);FFw1=maple(&#39;convert&#39;,Fw1,&#39;piecewise&#39;);FFP=abs(FFw);FFP1=abs(FFw1);subplot(2,1,1);ezplot(FFP,[-10*pi 10*pi]);axis([-10*pi 10*pi 0 1.5]);subplot(2,1,2);ezplot(FFP1,[-10*pi 10*pi]);grid;axis([-10*pi 10*pi 0 2.2]);不同点:F1(w)的图像在扩展,幅值是F(w)的两倍。

(2)三角脉冲f2(t)=1-|t|;|t|=1;ft=sym(&#39;(1+t)*Heaviside(t+1)-2*t*Heaviside(t)+(t-1)*Heaviside( t-1)&#39;);Fw=fourier(ft);subplot(211)ezplot(abs(Fw)); g2)&#39;);ft=ifourier(Fw,w,t)ft =exp(-4*t)*heaviside(t)-exp(4*t)*heaviside(-t)(2)F(w)=((i*w)+5*i*w-8)/((i*w)+6*i*w+5)syms t wFw=sym(&#39;((i*w)+5*i*w-8)/((i*w)+6*i*w+5)&#39;);ft=ifourier(Fw,w,t)ft =dirac(t)+(2*exp(-5*t)-3*exp(-t))*heaviside(t)三、讨论与总论通过本实验,掌握了信号的傅里叶变换的性质以及方法,对傅里叶变换的性质有进一步的提高。

信号与系统的实验报告(2)

信号与系统的实验报告(2)

信号与系统实验报告——连续时间系统的复频域分析班级:05911101学号:**********姓名:***实验五连续时间系统的复频域分析——1120111487 信息工程(实验班)蒋志科一、实验目的①掌握拉普拉斯变换及其反变换的定义,并掌握MA TLAB 实现方法 ②学习和掌握连续时间系统系统函数的定义及其复频域分析方法③掌握系统零极点的定义,加深理解系统零极点分布与系统特性的关系。

二、实验原理与方法 1、拉普拉斯变换连续时间信号x(t)的拉普拉斯变换定义为:X s =x (t )e −st dt +∞−∞拉普拉斯反变换为:x t =12πj X (s )e st ds σ+j ∞σ−j ∞在MA TLAB 中可以采用符号数学工具箱中的laplace 函数和ilaplace 函数进行拉氏变换和拉氏反变换。

L=laplace(F)符号表达式F 的拉氏变换,F 中时间变量为t ,返回变量为s 的结果表达式。

L=laplace(F,t)用t 替换结果中的变量s 。

F=ilaplace(L)以s 为变量的符号表达式L 的拉氏反变换,返回时间变量t 的结果表达式。

F=ilaplace(L,x)用x 替换结果中的变量t 。

2、连续时间系统的系统函数连续时间系统的系统函数是系统单位冲激响应的拉氏变换H s =ℎ(t )e −st dt +∞−∞此外,连续时间系统的系统函数还可以由系统输入和输出信号的拉氏变换之比得到H s =Y(s)/X(s) 单位冲激响应h(t)反映了系统的固有性质,而H(s)从复频域反映了系统的固有性质。

对于H(s)描述的连续时间系统,其系统函数s 的有理函数H s =b M s M +b M−1s M−1+⋯+b 0a n s n +a n −1s M−1+⋯+a 03、连续时间系统的零极点分析系统的零点指使式H s 的分子多项式为零的点,极点指使分母多项式为零的点,零点使系统的值为零,极点使系统函数的值无穷大。

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信号与系统
实验报告
(信号与系统实验箱)
HD-XH-II型
实验二连续时间系统的模拟
学院
专业班级
姓名学号
指导教师
实验报告评分:_______
连续时间系统的模拟
一、实验目的
1.了解用集成运算放大器构成基本运算单元—标量乘法器,加法和计分器,以及它们的组合全加积分器的方法。

2.掌握用以上基本运算单元以及它们的组合构成模拟系统,模拟一阶和二阶连续时间系统的原理和方法,并用实验测定模拟系统的特性。

二、实验内容及步骤
1.一阶模拟系统阶跃响应的观测
(1)对图9-5(c)的实际的电路,在输入端TP901处输入幅度Uim=0.2V,频率=200HZ的方波,观测输入波形及输出(TP903处)响应波形,比较输入波形与输出波形的周期和幅度,测量时间常数τ和放大倍数A。

(2)输入幅度Uim=0.2V的正弦波信号,由低频(20HZ左右)开始,缓慢改变正弦波信号频率,测出低通滤波器的截止频率f0.
2.二阶模拟系统频率特性测试
对图9-6(c)的实际电路,在输入端TP905处输入幅度Uim=0.2V正弦波,改变正弦波的信号频率,此时,应注意保持输入电压不变,记录相应的输出(TP907处)电压值,画出扶贫特性曲线,测定系统的放大倍数A,中心频率f0及其频带宽度Bw,计
算品质因素Q。

三、实验过程
一阶模拟系统
一阶模拟系统输入波形:
输出波形:
(1)放大倍数A=Rf/R1=10K/1K=10
H(s)=(a^2)/(s^2+3*a*s+a^2)
其中a=1/RC,值为4170。

以log f为横坐标,Vo/Vi为纵坐标,绘制滤波器的幅频特性曲线。

再以log f为横坐标,Φ(ω)为纵坐标,绘制滤波器的相频特性曲线。

RC低通滤波器幅频响应曲线图如下:
二阶模拟系统输入正弦波图形:
幅频特性曲线:
四、实验的学习与感想
通过这次实验,将学到的理论知识通过动手再现出来,感到了信号与系统这门课的趣味,通过图形再现,使书本上枯燥乏味的图像,变得有意思多了。

繁杂的公式在这次试验中简化成简单的电路,更形象的记着了各种运算电路。

虽然实验过程中遇到不少困难,但是通过自己动手解决这些困难,掌握知识,让我能对课本的知识有了很好的吸收。

五、与上次实验的对比
上次实验通过软件再现信号图形,通过分析编程,让我对信号的公式和特性有了深刻的认识,这次实验通过动手连接,将信号图形通过电路,产生出来,然我对这信号的意义有了不同的理解。

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