华南理工大学信号与系统实验报告材料
华师信号与系统实验报告一二
信号与系统实验报告实验一：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、数字信号处理模块 S4 1 块2、20MHz 双踪示波器 1 台四、实验数据及分析： 1、指数信号波形：S3=10000000 S4=01000000 分析：指数信号()tf t Ke α=（K>0）开关S3第一位拨为1，其余为0，使得0α>，因此是一个增长的指数信号。
开关S3第二位拨为1，其余为0，使得0α<，因此是一个衰减的指数信号。
2、指数正弦信号波形：S3=00100000 S3=00010000分析：指数正弦信号()sin()tf t Ke t αω=（K>0）开关S3第三位拨为1，其余为0，使得0α<，因此是一个衰减的指数正弦信号。
开关S3第四位拨为1，其余为0，使得0α>，因此是一个增长的指数正弦信号。
3、抽样信号的波形：S3=00001000分析：抽样信号sin ()a tS t t=，该函数是一个偶函数，(0)t n n π=±≠时，函数值等于零。
4、钟形信号的波形：S3=00000100 分析：钟形信号（高斯函数）2()()t f t Eeτ-=0t =时函数值最大等于E,向两边递减。
五、实验总结：观察了一些常用信号的波形，了解了它们的一些特性以及产生方法。
实验二：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分析方法。
二、实验仪器1、信号源及频率计模块 S2 1 块2、模块一 S5 1 块3、数字万用表 1 台4、双踪示波器 1 台三、实验内容、数据、分析 （1）阶跃响应实验激励波形为方波，振幅0.7V ，周期T=1.8ms ，占空比=0.5，波形如下欠阻尼电路下的响应波形如下：经测量P12与P13之间的实际电阻 3.742632LR C =Ω<=Ω临界阻尼电路下的响应波形如下：经测量P12与P13之间的实际电阻726.52632LR C =Ω≈=Ω过阻尼电路下的响应波形如下：经测量P12与P13之间的实际电阻38682632LR C =Ω>=Ω（2）冲激响应波形观察： 激励波形如下：欠阻尼下电路下的响应波形：临界阻尼电路下的响应波形：过阻尼下的响应波形：四、实验总结：观察了不同阻尼下的各类响应波形，对冲激响应和阶跃响应有了更深入的了解。
华工电信信号与系统实验报告一(杨萃老师)
实验报告（一）姓名：陈耿涛学号：201030271709 班级：10级信工5班 日期：2012年4月9日 实验（一） 第一章和第二章一、 实验目的1、 了解MATLAB 的基本用法以及利用MATLAB 表示一些基本的信号2、 利用MATLAB 证明线性时不变系统的一些基本性质以及相关计算二、实验内容1、 在310≤≤n 范围内画出下面的信号)4/cos()4/sin(][1n n n x ππ=)4/(cos ][22n n x π=)8/cos()4/sin(][3n n n x ππ=每个信号的基波周期是什么？对于这三个信号中的每一个，不依赖matlab ，如何来确定基波周期？2、下面系统是否为线性、时不变、因果、稳定和可逆的？对于你声称不具有的每一个性质，要用matlab 构造一个反例证明该系统如何违反该性质。
y(n)=x(2n)3、 考虑信号⎩⎨⎧≤≤=else n n x ,050,1][，⎩⎨⎧≤≤+=else n n n h ,050,1][用解析的方法算][*][][n h n x n y =，再用matlab 计算卷积，画出卷积后的结果，与你用解析方法求解的结果是否一致？两个信号卷积之后，长度是多少？卷积结果的时域序号？三、实验细节1、画出三个离散时间信号并描述他们的基波周期(1)x1[n]=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4)=0.5*sin(pi*n/2),周期为T=4/n,所以基波周期为4x2[n]=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4)=(0.5*cos(pi*n/2)+1)/2,周期为T=4/n,所以基波周期为4x3[n]=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8)= 0.5*（sin3*n*pi/8+sinn*pi*/8)经过理论推导，其基波周期为16(2) M文件为：x=0:1:31;m=sin(x*pi/4);n=cos(x*pi/4);subplot(3,1,1)stem(x,(m.*n));axis([0 31 -1 1])subplot(3,1,2)stem(x,(n.*n))axis([0 31 -0.5 1.5])subplot(3,1,3)stem(x,(m.*(cos(x*pi/8))))axis([0 31 -1 1])(3) 图形(4) 从图形可以看出三个离散时间信号的基波周期分别为4、4、16，与理论计算的结果相吻合。
信号与系统实验实验报告
信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体而言，包括以下几个方面：1、掌握常见信号的产生和表示方法，如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、熟悉线性时不变系统的特性，如叠加性、时不变性等，并通过实验进行验证。
3、学会使用基本的信号处理工具和仪器，如示波器、信号发生器等，进行信号的观测和分析。
4、理解卷积运算在信号处理中的作用，并通过实验计算和观察卷积结果。
二、实验设备1、信号发生器：用于产生各种类型的信号，如正弦波、方波、脉冲等。
2、示波器：用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。
3、计算机及相关软件：用于进行数据处理和分析。
三、实验原理1、信号的分类信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号在时间上是连续的，其数学表示通常为函数形式；离散时间信号在时间上是离散的，通常用序列来表示。
常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。
2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。
叠加性意味着多个输入信号的线性组合产生的输出等于各个输入单独作用产生的输出的线性组合；时不变性表示系统的特性不随时间变化，即输入信号的时移对应输出信号的相同时移。
3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算，用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。
对于两个信号 f(t) 和 g(t)，它们的卷积定义为：＼（f g)（t) ＝＼int_{＼infty}＾｛＼infty} f(＼tau) g(t ＼tau) d\tau ＼在离散时间情况下，卷积运算为：＼（f g)n ＝＼sum_{m ＝＼infty}＾｛＼infty} fm gn m ＼四、实验内容及步骤实验一：常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。
2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号，调整频率、幅度和占空比等参数。
3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告
实验名称：信号与系统实验
一、实验目的：
1.了解信号与系统的基本概念
2.掌握信号的时域和频域表示方法
3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响
二、实验内容：
1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号，并通过示波器观察其时域和频域表示。
2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。
3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作，并通过示波器观察滤波前后信号的变化。
三、实验结果分析：
1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示，可以看出信号的振幅、频率和相位信息。
2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示，可以看出信号的频率成分和幅度。
3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像，可以更直观地分析信号的特性。
4.经过滤波器处理的信号，可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。
四、实验总结：
通过本次实验，我对信号与系统的概念有了更深入的理解，掌
握了信号的时域和频域表示方法。
通过观察实验仪器和绘制图像，我能够分析信号的特性及其对系统的影响。
此外，通过滤波器的处理，我也了解了滤波对信号的影响。
通过实验，我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。
《信号与系统》课程实验报告材料
工业大学校区《信号与系统》课程实验报告专业班级学生《信号与系统》课程实验报告一实验名称一阶系统的阶跃响应姓名系院专业班级学号实验日期指导教师成绩一、实验目的1．熟悉一阶系统的无源和有源电路；2．研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响；3．研究一阶系统的零点对系统响应的影响。
二、实验原理1．无零点的一阶系统无零点一阶系统的有源和无源电路图如图2-1的(a)和(b)所示。
它们的传递函数均为：10.2s1G(s)＝+(a) 有源(b) 无源图2-1 无零点一阶系统有源、无源电路图2．有零点的一阶系统(|Z|<|P|)图2-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：10.2s1)0.2(sG(s)++=，⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=S611S161G(s）(a) 有源(b) 无源图2-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图3．有零点的一阶系统(|Z|>|P|)图2-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：1s10.1sG(s)＝++(a) 有源(b) 无源图2-3 有零点(|Z|>|P|)一阶系统有源、无源电路图三、实验步骤1．打开THKSS-A/B/C/D/E型信号与系统实验箱，将实验模块SS02插入实验箱的固定孔中，利用该模块上的单元组成图2-1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路。
2．实验线路检查无误后，打开实验箱右侧总电源开关。
3．将“阶跃信号发生器”的输出拨到“正输出”，按下“阶跃按键”按钮，调节电位器RP1，使之输出电压幅值为1V，并将“阶跃信号发生器”的“输出”端与电路的输入端“Ui”相连，电路的输出端“Uo”接到双踪示波器的输入端，然后用示波器观测系统的阶跃响应，并由曲线实测一阶系统的时间常数T。
4．再依次利用实验模块上相关的单元分别组成图2-2(a)(或(b))、2-3(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路，重复实验步骤3，观察并记录实验曲线。
华工信号与系统实验六
实验六 离散系统分析一、实验目的深刻理解离散时间系统的系统函数在分析离散系统的时域特性、频域特性以及稳定性中的重要作用及意义，熟练掌握利用MATLAB 分析离散系统的时域响应、频响特性和零极点的方法。
掌握利用DTFT 和DFT 确定系统特性的原理和方法。
二、实验内容1..已知某LTI 系统的差分方程为：（1）初始状态 ，输入 计算系统的完全响应。
（2）当以下三个信号分别通过系统时，分别计算离散系统的零状态响应：（3）该系统具有什么特性？解（1）代码如下：a=[1,-1.143,0.412];b=[0.0675,0.1349,0.0675];N=50;x=ones(1,N);zi=filtic(b,a,[1,2]);y=filter(b,a,x,zi)stem(y);xlabel('k');title('h[k]')运行结果：2]2[,1]1[=-=-y y ][][k u k x =][)107cos(][];[)5cos(][];[)10cos(][321k u k k x k u k k x k u k k x πππ===（2）代码如下：a=[1,-1.143,0.412];b=[0.0675,0.1349,0.0675]; N=25;k=1:N;x1=cos(pi/10*k);y1=filter(b,a,x1)stem(y1);运行结果：x2=cos(pi/5*k);y2=filter(b,a,x2)stem(y2);x3=cos(7*pi/10*k);y3=filter(b,a,x3)stem(y3);（3）确定该微分方程的零极点:a=[1,-1.143,0.4128];b=[0.0675,0.1349,0.0675];z=roots(b)p=roots(a)zplane(b,a)结果如下：由上图可知，系统的零极点都在单位圆内，由此可得，该系统具有稳定性和因果性。
华南理工大学信号与系统实验4
题目：信号与系统实验四
学
院
Байду номын сангаас
电子与信息学院 电子科学与技术(卓越班) 陈艺荣 201530301043 杨俊美
专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 课程编号 课程学分 起始日期
2017.05.28-2017.06.18
目 录
1. 实验目的.................................................................................................................................... 3 2. 实验原理.................................................................................................................................... 3 2.1. 连续系统分析................................................................................................................. 3 2.2. 离散系统分析................................................................................................................. 5 3. 实验题目.................................................................................................................................... 7 4. 连续系统分析.......................................................................................................................... 12 4.1. 问题 1 实验结果........................................................................................................... 12 4.2. 问题 2 实验结果........................................................................................................... 13 4.3. 问题 3 实验结果........................................................................................................... 14 4.3.1. 问题 3 第(a)问.................................................................................................... 14 4.3.2. 问题 3 第(b)问....................................................................................................15 4.3.3. 问题 3 第(c)问.................................................................................................... 16 4.3.4. 问题 3 第(d)问....................................................................................................17 4.3.5. 问题 3 第(e)问.................................................................................................... 18 4.3.6. 问题 3 第(f)问.................................................................................................... 19 4.4. 问题 4 实验结果........................................................................................................... 20 4.5. 问题 5 实验结果........................................................................................................... 21 5. 离散系统分析.......................................................................................................................... 22 5.1. 问题 6 实验结果........................................................................................................... 22 5.1.1. 问题 6 第(1)(2)问结果....................................................................................... 22 5.1.2. 问题 6 第(3)问结果............................................................................................23 5.2. 问题 7 实验结果........................................................................................................... 24 5.3. 问题 8 实验结果........................................................................................................... 25 5.4. 问题 9 实验结果........................................................................................................... 26 5.5. 问题 10 实验结果......................................................................................................... 27 6. 附录.......................................................................................................................................... 29 6.1. 问题 1 实现代码........................................................................................................... 29 6.2. 问题 2 实现代码........................................................................................................... 30
华南理工大学数字信号处理实验报告3（曹老师）
华南理⼯⼤学数字信号处理实验报告3（曹⽼师）⼀、实验⽬的加深对LTI 系统的理解以及分析。
⼆、实验原理系统输⼊、输出关系可⽤以下差分⽅程描述：∑∑==-=-Mk k Nk kk n x p k n y d][][系统响应为如下的卷积计算式：∑∞-∞=-=*=m m n h m x n h n x n y ][][][][][当Nk d k ,...2,1,0==时，h[n]是有限长度的（n ：[0，M]），称系统为FIR 系统；反之，称系统为IIR 系统。
系统的转移函数为 NN M M z d z d d z p z p p z D z p z H ----++++++==......)()()(110110三、实验内容1、⽤函数y=filter(p,d,x)实现差分⽅程的仿真，也可以⽤函数 y=conv(x,h)计算卷积，⽤y=impz(p,d,N)求系统的冲激响应，再⽤卷积来计算任意信号作⽤于系统的响应。
求两个系统]1[][]2[125.0]1[75.0][--=-+-+n x n x n y n y n y]}4[]3[]2[]1[{25.0][-+-+-+-=n x n x n x n x n y 各⾃的冲激响应，并且⽐较filter和conv 函数的区别实验代码如下：clear%离散时间序列x[n] n = 0:9; x = 5*exp(-n); subplot(4,2,1); stem(n,x)title('离散时间序列x[n]');%⽤filter函数滤波a1 = [1 , 0.75 , 0.125];b1 = [1 , -1];y1 = filter(b1,a1,x);subplot(4,2,3);stem(n,y1)title('filter滤波1');a2 = [1];b2 = [0 , 0.25 , 0.25 , 0.25 , 0.25]; y2 = filter(b2,a2,x);subplot(4,2,4);stem(n,y2)title('filter滤波2');%求系统的冲激响应h1 = impz(b1,a1,10);subplot(4,2,5);stem(n,h1)title('冲激响应1');h2 = impz(b2,a2,10);subplot(4,2,6);stem(n,h2)title('冲激响应2');%⽤conv函数计算卷积y3 = conv(x,h1);subplot(4,2,7);stem(y3)title('卷积1');y4 = conv(x,h2);subplot(4,2,8);stem(y4)title('卷积2');实验结果如下：离散时间序列x[n]filter 滤波2冲激响应1冲激响应22468101214161820卷积22、⽤函数[z ，p ，K]=tf2zp （num ，den ）求得有理分式形式的系统转移函数的零、极点，⽤函数zplane （z ，p ）绘出零、极点分布图；也可以⽤函数zplane （num ，den ）直接绘出有理分式形式的系统转移函数的零、极点分布图。
《信号与系统》实验报告材料
信号与系统实验报告班级:姓名:信息与通信工程学院实验一 系统的卷积响应实验性质：提高性 实验级别：必做 开课单位：信息与通信工程学院 学 时：2一、实验目的：深刻理解卷积运算，利用离散卷积实现连续卷积运算；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、实验设备： 计算机，MATLAB 软件 三、实验原理： 1、 离散卷积和： 调用函数：conv （）∑∞-∞=-==i i k f i f f f conv S )()(1)2,1(为离散卷积和，其中，f1(k), f2 (k) 为离散序列，K=…-2, -1, 0 , 1, 2, …。
但是，conv 函数只给出纵轴的序列值的大小，而不能给出卷积的X 轴序号。
为得到该值，进行以下分析： 对任意输入：设)(1k f 非零区间n1~n2，长度L1=n2-n1+1；)(2k f 非零区间m1~m2，长度L2=m2-m1+1。
则：)(*)()(21k f k f k s =非零区间从n1+m1开始，长度为L=L1+L2-1，所以S （K ）的非零区间为：n1+m1~ n1+m1+L-1。
2、 连续卷积和离散卷积的关系：计算机本身不能直接处理连续信号，只能由离散信号进行近似： 设一系统（LTI ）输入为)(t P ∆，输出为)(t h ∆，如图所示。
)(t h)()(t h t P ∆∆→)()(lim )(lim )(0t h t h t P t =→=∆→∆∆→∆δ若输入为f(t):∆∆-∆=≈∑∞-∞=∆∆)()()()(k t P k f t f t f k得输出：∆∆-∆=∑∞-∞=∆∆)()()(k t hk f t y k当0→∆时：⎰∑∞∞-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==ττδτd t f k t P k f t f t f k )()()()(lim)(lim )(0⎰∑∞∞-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==τττd t h f k t hk f t y t y k )()()()(lim)(lim )(0所以：∆∆-∆=-==∑⎰→∆)()(lim)()()(*)()(212121k t f k fd t f f t f t f t s τττ如果只求离散点上的f 值)(n f ∆])[()()()()(2121∑∑∞-∞=∞-∞=∆-∆∆=∆∆-∆∆=∆k k k n f k f k n f k fn f所以，可以用离散卷积和CONV （）求连续卷积，只需∆足够小以及在卷积和的基础上乘以∆。
华南理工大学信号与系统实验,电信学院
华南理⼯⼤学信号与系统实验,电信学院实验三利⽤DFT 分析连续信号频谱⼀、实验⽬的应⽤离散傅⾥叶变换(DFT)，分析模拟信号x (t )的频谱。
深刻理解利⽤DFT 分析模拟信号频谱的原理，分析过程中出现的现象及解决⽅法。
⼆、实验原理连续周期信号相对于离散周期信号，连续⾮周期信号相对于离散⾮周期信号，都可以通过时域抽样定理建⽴相互关系。
因此，在离散信号的DFT 分析⽅法基础上，增加时域抽样的步骤，就可以实现连续信号的DFT 分析。
三、实验内容1. 利⽤FFT 分析信号)(e )(2t u t x t -=的频谱。
(1) 确定DFT 计算的各参数（抽样间隔，截短长度，频谱分辨率等）；答：选取fm=25Hz 为近似的最⾼频率，则抽样间隔T=)2/(1m f =0.02s选取6=p T s 进⾏分析，则截短点数为N==T T p /300采⽤矩形窗，确定频域抽样点数为512点。
Matlab 函数如下：%对连续信号x=e(-2t)分析fsam=50;Tp=6; N=512; T=1/fsam;t=0:T:Tp;x=exp(-2*t);X=T*fft(x,N);subplot(2,1,1);plot(t,x);xlabel('t');title('时域波形 N=512');legend('理论值');w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam;y=1./(j*w+2);subplot(2,1,2);plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.');title('幅度谱 N=512');xlabel('w');legend('理论值','计算值',0);axis([-10,10,0,1.4])结果：(2) ⽐较理论值与计算值，分析误差原因，提出改善误差的措施。
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。
华南理工大学信号与系统实验报告材料
Experiment ExportName:Student No:Institute:Dec 26, 2011Experiment Purposes1. Be familiar with the software Environment and Programming flow in MATLAB5.3.2. Learn how to draw the signal waveform and determine the signal properties.3. Calculate the convolution, frequency response and system output by using the functions: conv, freqz, freqs and filter.Experiment Contents实验项目一：MATLAB编程基础及典型实例①画出离散时间正弦信号并确定基波周期(注：pi 表示圆周率)1 x1[n]=sin(pi*4/4)*cos(pi*n/4)2 x2[n]=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)3 x3[n]=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8)program for matlabn=0:31;x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8);subplot(3,1,1);stem(n,x1);title('x1');subplot(3,1,2);stem(n,x2);title('x2');subplot(3,1,3);stem(n,x3);title('x3');grid on;Conclusion: These signals is periodic, the first and second signal’s peri od are 4. The third signal’s period is 16.②离散时间系统性质：离散时间系统往往是用几个性质来表征，如线性、时不变性、稳定性、因果性及可逆性等。
华工电信学院信号与系统实验一报告参考模板
华工电信学院信号与系统实验信号与系统实验报告（一）实验项目名称：MATLAB 编程基础及典型实例 上机实验题目：信号的时域运算及MA TLAB 实现 一、实验目的学习并掌握使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的可视化表示，为信号分析和系统设计奠定基础。
二、实验内容1. 利用Matlab 产生下列连续信号并作图。
(1) 51),1(2)(<<---=t t u t x(2) 2000,)8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 2. 利用Matlab 产生下列离散序列并作图。
(1) ⎩⎨⎧≤≤-=其他,055,1][k k x , 设1515-≤<k 。
(2) )]25.0cos()25.0[sin()9.0(][k k k x k ππ+=,设2020-≤<k 。
3. 已知序列]3,2,1,0,1,2;2,3,1,0,2,1[][--=-=k k x ， ]21,0,1,1,1[][=-=k k h 。
(1) 计算离散序列的卷积和][][][k h k x k y *=，并绘出其波形。
(2) 计算离散序列的相关函数][][][n k y k x k R k xy +=∑∞-∞=，并绘出其波形。
(3) 序列相关与序列卷积有何关系？三、实验细节1. 利用Matlab 产生下列连续信号并作图。
(1) 51),1(2)(<<---=t t u t xt=-1:0.01:5;x=-2.*((t-1)>=0); plot(t,x);axis([-1,5,-2.2,0.2])-112345-2-1.5-1-0.5(2) 2000,)8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ t=0:2:200;x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t); plot(t,x);20406080100120140160180200-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812. 利用Matlab 产生下列离散序列并作图。
华工信号与系统实验-实验四 时域信号采样及拉普拉斯分析
实验四 时域信号采样及拉普拉斯分析一、实验内容1、在区间上对信号分别进行抽样，画出抽样后序列的波形，分析产生不同波形的原因2、绘出拉普拉斯变换的曲面图，并分析拉普拉斯变换零极点位置3、绘出连续系统函数的零极点图二、实验仪器PC 计算机三、实验步骤1、在[0，0.1]区间上以50Hz 的抽样频率对下列3个信号分别进行抽样，试画出抽样后 序列的波形，并分析产生不同波形的原因，提出改进措施。
分析：对于信号进行50HZ ，采样可以采用在[0,0.1]之间去点来进行抽样，然后绘制图像观察波形。
代码实验：function Caiyangt1 = 0:0.00001:0.1; t2 = 0:0.002:0.1;x1 = cos(2*pi*10*t1); %原信号1 x2 = cos(2*pi*50*t1); %原信号2 x3 = cos(2*pi*100*t1); %原信号3y1 = cos(2*pi*10*t2); %对原信号1采样 y2 = cos(2*pi*50*t2); %对原信号2采样 y3 = cos(2*pi*100*t2); %对原信号3采样subplot(3,2,1); plot(t1,x1); %绘制原信号1 subplot(3,2,3); plot(t1,x2); %绘制原信号2 subplot(3,2,5); plot(t1,x3); %绘制原信号3 subplot(3,2,2); stem(t2,y1); %绘制采样信号1 subplot(3,2,4); stem(t2,y2); %绘制采样信号2)100*2cos()()50*2cos()()10*2cos()(t t x t t x t t x πππ===subplot(3,2,6); stem(t2,y3); %绘制采样信号3实验结果：结果分析：有上图可以看出，采样频率大于频率的2倍是，采样图像的包络基本与原函数相同，而当信号频率与采样频率相近或者大于采样频率是，信号出现混叠，采样信号也严重失真，难以恢复到原来信号。
华南理工大学信号与系统实验2
信号与系统实验报告书题目：信号与系统实验二学院电子与信息学院专业班级电子科学与技术（卓越班）学生姓名陈艺荣学生学号201530301043指导教师杨俊美课程编号课程学分起始日期2017.04.22-2017.05.11目录1.实验目的 (2)2.实验原理 (2)2.1.四种信号的频谱函数 (2)2.2.四种信号的频谱函数之间的相互关系 (2)2.3.DFT分析离散信号频谱原理 (3)2.4.DFT分析连续信号频谱原理........................................................错误！未定义书签。
3.实验题目 (3)4.实验结果 (5)4.1.问题1实验结果 (5)4.2.问题2实验结果 (7)4.3.问题3实验结果 (10)4.4.问题4实验结果 (10)4.5.问题5实验结果 (11)5.实验思考 (14)5.1.思考题1 (14)5.2.思考题2 (14)5.3.思考题3 (15)5.4.思考题4 (15)6.附录 (15)6.1.问题1实现代码 (15)6.2.问题2实现代码 (16)6.3.问题3实现代码 (18)6.4.问题4实现代码 (18)6.5.问题5实现代码 (19)信号与系统实验二1.实验目的应用离散傅里叶变换(DFT)，分析离散信号x[k]的频谱。
深刻理解DFT 分析离散信号频谱的原理，掌握改善分析过程中产生的误差的方法。
2.实验原理2.1.四种信号的频谱函数根据信号傅里叶变换建立的时域与频域之间的对应关系，可以得到有限长序列的离散傅里叶变换(DFT)与四种确定信号傅里叶变换的之间的关系，实现由DFT 分析其频谱。
四种信号的频谱函数如表1所示。
表1四种信号的频谱函数信号频谱函数连续非周期信号x(t)j (j )() e d t X x t t ωω+∞--∞=⎰连续周期信号 ()xt 00j 001()() e d n t T X n x t t T ωω-<>=⎰ 离散非周期信号x[k]Ω∞-∞=Ω⋅=∑k k k x e X j -j e][)(离散周期信号 []x k mk NN k k x m X π2j -10e ][~][~⋅=∑-=2.2.四种信号的频谱函数之间的相互关系信号的傅里叶变换建立了信号的时域与频域之间的一一对应关系，如果信号在时域存在某种联系，则在其频谱函数之间必然存在联系。
信号与系统综合实验报告材料
目录实验一常用信号的观察 (4)实验二零输入、零状态及完全响应 (7)实验五无源与有源滤波器 (8)实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 (14)实验七信号的采样与恢复实验 (19)实验八调制与解调实验 (31)实验体会 (35)实验一常用信号的观察一、任务与目标1. 了解常用信号的波形和特点。
2. 了解相应信号的参数。
3. 学习函数发生器和示波器的使用。
二、实验过程1．接通函数发生器的电源。
2．调节函数发生器选择不同的频率的正弦波、方波、三角波、锯齿波及组合函数波形，用示波器观察输出波形的变化。
三、实验报告(x为时间，y为幅值)100Hz 4V 正弦波y=2sin(628x-π/2)100Hz 4V 方波y=2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为奇y=-2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为偶100Hz 4V 锯齿波100Hz 4V 三角波由50Hz的正弦波和100Hz正弦波组合的波形y=0.2sin(628x)+0.1sin(314x)实验二零输入、零状态及完全响应一、实验目标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．学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案。
二、原理分析实验指导书P4三、实验过程1、接通电源；2、闭合K2，给电容充电，断开K2闭合K3，观察零输入响应曲线；3、电容放电完成后，断开K3，闭合K1，观察零状态响应曲线；4、断开K1，闭合K3，再次让电容放电，放电完成后断开K3闭合K2，在电容电压稳定于5V后断开K2，闭合K1，观察完全响应曲线。
四、实验报告上图为零输入响应、零状态响应和完全响应曲线。
五、实验思考题系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？为什么？答：相同。
因为系统零输入响应和零状态响应稳定的充分必要条件都是系统传递函数的全部极点si(i=1,2,3,…,n)，完全位于s平面的左半平面。
华南理工大学数字信号处理实验报告2(曹老师)
一、实验目的1、加深对离散信号的DFT的理解；2、在MATLAB中实现FFT算法。
二、实验原理N点序列的DFT和IDFT变换定义式如下：,,利用旋转因子具有周期性，可以得到快速算法（FFT）。
在MATLAB中，可以用函数和计算N点序列的DFT 正、反变换。
三、实验内容1、对连续的单一频率周期信号按采样频率采样，截取长度N分别选N =20和N =16，观察其DFT结果的幅度谱。
实验代码：k=8;n1=[0:1:19];xa1=sin(2*pi*n1/k);subplot(2,2,1)plot(n1,xa1)xlabel('t/T');ylabel('x(n)');xk1=fft(xa1);xk1=abs(xk1);subplot(2,2,2)stem(n1,xk1)xlabel('k');ylabel('X(k)'); n2=[0:1:15]; xa2=sin(2*pi*n2/k); subplot(2,2,3) plot(n2,xa2)xlabel('t/T');ylabel('x(n)'); xk2=fft(xa2);xk2=abs(xk2); subplot(2,2,4) stem(n2,xk2)xlabel('k');ylabel('X(k)');实验结果：5101520-1-0.500.51t/Tx (n )05101520kX (k )51015-1-0.500.51t/Tx (n )kX (k )2 2N 点实数序列⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-=+=n N n n Nn N n x 其它,012,...,2,1,0),192cos(21)72cos()(ππN=64。
用一个64点的复数FFT 程序，一次算出N n x DFT k X 2)]([)(=，并绘出)(k X 。
华南理工大学信号与系统实验基于Matlab的FFT应用
第3讲 基于Matlab 的FFT 应用实验内容（1）(1) 确定该稳定LTI 系统的频率响应的幅度和相位程序源代码：function sy3_1a=[3 4 1]; b=[1 0 5];[H,omega]=freqs(b,a) %计算连续时间系统的频率响应H(jw) A=abs(H) ;%H(jw)的模 W=angle(H);%H(jw)的相位 subplot(2,1,1), plot(omega,A,'g','LineWidth',3); title('H(jw)的模'), grid on ; xlabel('omega'),ylabel('A');subplot(2,1,2), plot(omega,W,'m','LineWidth',3); title('H(jw)的相位'), grid on ;xlabel('omega'),ylabel('W');执行结果如下所示：123456789100246H(jw)的模omega A12345678910-3-2-101H(jw)的相位omegaW)()()()()(t x dtt x d t y dt t dy dt t y d 5432222+=++(2) 求下面离散系统在 区间的频率响应程序源代码：function sy3_2 a=[1 -0.8]; b=[2 0 -1];[H omega]=freqz(b,a,256,'whole')A=abs(H) ;%H(jw)的模 W=angle(H);%H(jw)的相位 subplot(2,1,1), plot(omega,A,'g','LineWidth',3); title('H(jw)的模'), grid on ; xlabel('omega'),ylabel('A');subplot(2,1,2),plot(omega,W,'m','LineWidth',3); title('H(jw)的相位'),grid on ;xlabel('omega'),ylabel('W');执行结果如下所示：12345670246H(jw)的模omega A1234567-1-0.500.51H(jw)的相位omegaW],[π0][][][.][22180--=--n x n x n y n y(3) : 计算 的DTFT程序源代码：function sy3_3 N=128; n=0:N;x=[(n-10)<=0]; X=fft(x);Xc=fftshift(X); Xw=angle(Xc);subplot(2,1,1),plot(-N/2:N/2,abs(Xc),'g','LineWidth',3); title('DTFT 的模'), grid on ;xlabel('omega'),ylabel('A');subplot(2,1,2), plot(Xw,'m','LineWidth',3); title('DTFT 的相位'), grid on ; xlabel('omega'),ylabel('W');执行结果如下所示：-80-60-40-20020406080051015DTFT 的模omega A20406080100120140-4-2024DTFT 的相位omegaW][][][10--=n u n u n x实验内容（2）DFT例子:受噪声干扰的正弦信号的频谱考虑两个频率分别为50hz及120hz的正弦信号之和：x(t)=sin(2*pi*50t)+sin(2*pi*120t)收到随机噪声的加性干扰：y(t)=x(t)+2randn(t)分别对信号x(t)和y(t)以1000hz进行采样，观察信号的波形，并分析采样信号x(n)和y(n)的频谱。
华南理工大学信号与系统实验4
6.3. 问题 3 实现代码........................................................................................................... 32 6.4. 问题 4 实现代码........................................................................................................... 38 6.5. 问题 5 实现代码........................................................................................................... 39 6.6. 问题 6 实现代码........................................................................................................... 40 6.7. 问题 7 实现代码........................................................................................................... 42 6.8. 问题 8 实现代码........................................................................................................... 43 6.9. 问题 9 实现代码........................................................................................................... 44 6.10. 问题 10 实现代码....................................................................................................... 46
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Experiment ExportName:Student No:Institute:Dec 26, 2011Experiment Purposes1. Be familiar with the software Environment and Programming flow in MATLAB5.3.2. Learn how to draw the signal waveform and determine the signal properties.3. Calculate the convolution, frequency response and system output by using the functions: conv, freqz, freqs and filter.Experiment Contents实验项目一：MATLAB编程基础及典型实例①画出离散时间正弦信号并确定基波周期(注：pi 表示圆周率)1 x1[n]=sin(pi*4/4)*cos(pi*n/4)2 x2[n]=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)3 x3[n]=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8)program for matlabn=0:31;x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8);subplot(3,1,1);stem(n,x1);title('x1');subplot(3,1,2);stem(n,x2);title('x2');subplot(3,1,3);stem(n,x3);title('x3');grid on;Conclusion: These signals is periodic, the first and second signal’s peri od are 4. The third signal’s period is 16.②离散时间系统性质：离散时间系统往往是用几个性质来表征，如线性、时不变性、稳定性、因果性及可逆性等。
MATLAB可用来构成一些反例证明某些性质不满足。
(a) 系统y[n]=sin((pi/2)x[n])不是线性的。
利用信号x1[n]=δ[n]和x2=2δ[n]来证明该系统不满足线性性质。
(b) 系统y[n]=x[n]+x[n+1]不是因果的。
利用信号x[n]=u[n]证明它。
定义向量x 和y分别代表在-5<=n<=9上的输入和在-6<=n<=9上的输出。
Program for matlab1.4(a)n=[0:20];x1=[1 zeros(1,20)]; x2=2*x1;x=x1+x2;y1=sin((pi/2)*x1); y2=sin((pi/2)*x2); y=sin((pi/2)*x); figure(1),stem(n,y1) figure(2),stem(n,y2) figure(3),stem(n,y)1.4(b)x1=[zeros(1,5) ones(1,10)];x2=[zeros(1,4) ones(1,11)];y=x1+x2;n1=[-5:9];n2=[-5:9];figure(1),stem(n1,x1)figure(2),stem(n2,y)Conclusion: y[n]=sin((pi/2)x[n]) is not linear and y[n]=x[n]+x[n+1] is not cuasal and the result is shown in the chart above.○3卷积计算：有限长信和(1) 用解析方法计算y[n]=x[n]*h[n](2) 用conv计算y。
步骤：a. 定义0≤n≤5区间上的向量xb. 定义0≤n≤5区间上的向量hc. 用y=conv(x,h)计算yd. 构造y的标号向量nye. 用stem(ny,y)画出结果f. 验证此结果与解析导出的结果是否一致？Program for matlabN=6;M=6;L=N+M-1;x=[1,1,1,1,1,1];h=[0,1,2,3,4,5];y=conv(x,h);nx=0:N-1;nh=0:M-1;ny=0:L-1;stem(ny,y);xlabel('n');xlabel('y');Conclusion: y=ans =3 and the result is show in the picture above.实验项目2一、实验项目名称：周期信号傅里叶分析及其MATLAB实现二、上机实验题目：特征函数在LTI系统傅里叶分析中的应用1．实验项目的目的和任务：掌握特征函数在系统响应分析中的作用，正确理解滤波的概念。
2．上机实验容：1 函数Filter、Freqz和Freqs的使用：2.2节(g)、3.2节、4.1节2 计算离散时间傅里叶级数：3.1节3 LTI系统的特征函数：3.4节(a),(b),(c)4 用离散时间傅里叶级数综合信号：3.5节(d),(e),(f),(h).5 吉布斯现象：根据英文教材Example 3.5验证Fig3.9的吉布斯现象(a)~(d).1 函数Filter、Freqz和Freqs的使用：2.2节(g)、3.2节、4.1节filter：计算由线性常系数差分方程表征的因果LTI系统的输出若x是在nx≤n≤nx+Nx-1上的输入向量，而向量a和b 包含系数ak和bm，那么y=filter(b,a,x)就得到在nx≤n≤nx+Nx-1上的系统输出y[n]+2y[n-1]=x[n]-3x[n-1]则a=[1 2],b=[1 –3]%2.2gMain Programx=[1,1,1,1,1,1,0,0,0,0,0];h=[0,1,2,3,4,5];y=filter(h,1,x);ny=[0:10];stem(ny,y);xlabel('n');xlabel('y');%3.2a1=[1 -0.8 0];b1=[2 0 -1];N=4;[h1 omega1]=freqz(b1,a1,N)[h2 omega2]=freqz(b1,a1,N,'whole')%4.1a=[1 3];b=3;figure;freqs(b,a); w=linspace(0,3*pi);h=freqs(b,a,w);figure;plot(w,abs(h));a1=[3 4 1];b1=[1 0 5];figure;freqs(b1,a1);②计算离散时间傅里叶级数：3.1节x=[1 1 zeros(1,30)];a=(1/32)*fft(x)n=[0:31];figure(1),stem(n,a)figure(2),stem(n,imag(a))y=32*ifft(a);figure(3),stem(n,y)figure(4),stem(n,imag(y))③LTI系统的特征函数：3.4节(a),(b),(c)%3.4(a)n=-20:100;x1=exp(j*(pi/4)*n);x2=sin(pi*n/8+pi/16);x3=(9/10).^n;x4=n+1;subplot(5,1,1),stem(n,real(x1));title('real(x1)');axis([0,100,-5,5]) subplot(5,1,2),stem(n,imag(x1));title('imag(x1)'); axis([0,100,-5,5])subplot(5,1,3),stem(n,x2);title('x2'); axis([0,100,-5,5]) subplot(5,1,4),stem(n,x3);title('x3')subplot(5,1,5),stem(n,x4);title('x4')%3.4(b)n=0:100;x1=exp(j*(pi/4)*n);x2=sin(pi*n/8+pi/16);x3=(9/10).^n;x4=n+1;a=[1 -0.25];b=[1 0.9];y1=filter(b,a,x1);y2=filter(b,a,x2);y3=filter(b,a,x3);y4=filter(b,a,x4);figure;subplot(5,1,1),stem(n,real(y1));title('real(y1)') subplot(5,1,2),stem(n,imag(y1));title('imag(y1)')subplot(5,1,3),stem(n,y2);title('y2')subplot(5,1,4),stem(n,y3);title('y3')subplot(5,1,5),stem(n,y4);title('y4')%3.4(c)h1=y1./x1;h2=y2./x2;h3=y3./x3;h4=y4./x4;figure; subplot(5,1,1),stem(n,real(h1));title('real(h1)') subplot(5,1,2),stem(n,imag(h1));title('imag(h1)') subplot(5,1,3),stem(n,h2);title('h2')subplot(5,1,4),stem(n,h3);title('h3')subplot(5,1,5),stem(n,h4);title('h4')%3.5(d)function x=period(xn)x=zeros(1,64);[a,b]=size(xn);for k=1:(64/b)x(1,b*(k-1)+1:b*k)=xn; endx1=ones(1,8);x2=[x1,zeros(1,8)]x3=[x1,zeros(1,24)];x11=period(x1);x22=period(x2);x33=period(x3);n=[0:63];subplot(3,1,1);stem(n,x11)subplot(3,1,2);stem(n,x22)subplot(3,1,3);stem(n,x33)x2 =Columns 1 through 131 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0Columns 14 through 160 0 0%3.5(e)x11=[ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8) ones(1,8)];x22=[ones(1,8) zeros(1,8) ones(1,8) zeros(1,8) ones(1,8) zeros(1,8) ones(1,8) zeros(1,8)];x33=[ones(1,8) zeros(1,24) ones(1,8) zeros(1,24)];a1=(1/64)*fft(x11);a2=(1/64)*fft(x22);a3=(1/64)*fft(x33);n=[0:63];subplot(3,1,1);figure(1),stem(n,a1) subplot(3,1,2);figure(2),stem(n,a2) subplot(3,1,3);figure(3),stem(n,a3) figure(4),stem(n,imag(a1)) figure(5),stem(n,imag(a2)) figure(6),stem(n,imag(a3))%3.5(f)function x=func(ak,n)x=0;for k=-31:31if k<=0ak(k)= ak(-k) x= x+ak(k)*exp(i*k*(2*pi/32)*n) ;elsex=x+ak(k)*exp(i*k*(2*pi/32)*n) ;endendsubplot(3,1,1);n=[0:31];x3_2=zeros(1,32);for k=1:32x3_2(k)=real(func(a3,k));endstem(n,x3_2)%3.5(h)function x=dtfs(ak,n)x=0;for k=-31:31if k<=0ak(k)=ak(-k) x= x+ak(k)*exp(i*k*(2*pi/32)*n) ;elsex=x+ak(k)*exp(i*k*(2*pi/32)*n) ;endend⑤吉布斯现象：根据英文教材Example 3.5验证Fig3.9的吉布斯现象(a)~(d)%Gibbsx=1/2;k=0;t=-2:0.01:2;x1=[-2 -1 -1 1 1 2];y1=[0 0 1 1 0 0];for i=1:2:49k=i-k;x=x+(-1)^(k+1)*2/(i*pi)*cos(i*pi*t/2);if(i==1)figure; plot(x1,y1,t,x); title('N=1')elseif(i==3)figure; plot(x1,y1,t,x);title('N=3')elseif(i==7)figure; plot(x1,y1,t,x);title('N=7') elseif(i==9)figure; plot(x1,y1,t,x);title('N=9') elseif(i==49)figure; plot(x1,y1,t,x);title('N=49') endend实验项目3:一、实验项目名称：非周期信号傅里叶分析的MATLAB实现二、上机实验题目：傅里叶变换的基本性质及其在系统分析中的应用1．实验项目的目的和任务：熟练掌握连续时间傅里叶变换的基本性质及其在系统分析中应用。