信号与系统课程设计
信号与系统课程设计(信号调制与解调)(采样定理)(LTI系统分析)
课题一信号调制与解调题目说明：从语音，图像的原始信息变过来的原始信号频谱分量频率较低，不适宜在信道中长距离传输。
因此，在通信系统的发送通端常需要有调制过程将其转换为适合传输的信号，在接收端则需要有调节过程，将信号还原成原来的信息，以便更准确的利用信息。
原理分析：调制就是按调制信号的变化规律去改变某些参数。
解调是调制的逆过程，即从已调制信号中恢复或提取调制信号的过程。
幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。
采用模拟调制利用正旋波载波的幅度调制，频率调制和相位调制的方式进行信号的处理。
同步解调端本振信号频率必须与发射端调制的载波信号的频率和相位相同才能实现同步解调。
脉冲调制信号只有在脉冲出现才需要存在，在其他时间内等于零，这样就有可能在这空余的时间间隔中去传输其他路德信号，发送端和接受端的转换开关按照同样的顺序和周期轮流接通各个通道，在信道中传送的是各个脉冲幅度调制信号的和，各个脉冲出现在不同的时间段。
而通过接收端的开关以后各路接受端接收到的相当于某一路信号脉冲幅度的结果，可以用低通滤波器进行解调。
实验内容：1.将一正旋信号x(n)=sin(2πn/256)分别以100000Hz的载波和1000000Hz的取样频率进行调制,写出MATLAB脚本实现抑制载波幅度调制，实现同步解调，滤波输出的波形。
2.分别作出cos(10t)cos(w c t)和[1+0.5sin(10t)]cos(w c t)的波形图和频谱图，并对上面调制信号进行解调，观察与源图的区别。
模块设计1：1.产生一个输入信号 2.产生一个载波信号3.构造用于解调的低通滤波器4.低通滤波解调5.画图MATLAB程序1：>> clear; %清除已存在变量n=0:0.0001:256; %自变量e=sin(2*pi*n/256); %调治信号s=cos(100000*n); % 载波信号a=e.*s; % 调制b=a.*s; % 解调[nb,na]=butter(4,100,'s'); % 低通滤波sys=tf(nb,na); % 构建sys对象c=lsim(sys,b,n); %低通滤波subplot(2,2,1) % 图形输出语句plot(n,e);title('调制信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,2) % 图形输出语句>> plot(n,a);>> title('调幅信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('a(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,3) % 图形输出语句>> plot(n,b);>>title('解调波形'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('b(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,4) % 图形输出语句>> plot(n,c);>> title('滤波后的波形')；%图形标题>>xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格模块设计2：1.产生两个输入信号 2.用克诺内科内积产生两个周期行序列脉冲3.调制并向加4.构造用于解调的低通滤波器5.低通滤波解调 6画图MATLAB程序2：>> clear; % 清除变量t=0:0.001:9.999; % 定义自变量取值范围和间隔e1=cos(10*t).*cos(600*t); % 输入信号e2=(1+0.5*sin(10*t)).*cos(600*t); %输入信号p0=ones(1,2500);p1=kron(p0,[1,0,0,0]); %第一个序列脉冲p2=kron(p0,[0,0,1,0]); % 第二个序列脉冲a=p1.*e1+p2.*e2; 调制并向加[nb,na]=butter(4,20,'s'); % 用于解调的低通滤波器sys=tf(nb,na); %构建sys对象b1=a.*p1; % 取得第一路信号的脉冲调制信号c1=lsim(sys,b1,t);%通过低通滤波解调输出b2=a.*p2; %取得第二路信号的脉冲调制信号c2=lsim(sys,b2,t); % 通过低通滤波解调输出subplot(4,2,1) % 图形输出语句plot(t,e1);title('第一路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,2) % 图形输出语句plot(t,e2);title('第二路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,3) % 图形输出语句plot(t,e1.*p1);title('第一路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,4) % 图形输出语句plot(t,e2.*p2);title('第二路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,5) % 图形输出语句plot(t,a);title('合成的传输信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,6) % 图形输出语句plot(t(5001:5250),a(5001:5250));title('局部放大后的合成信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格实验总结：通过对理论知识的学习，使自己对信号的调制与解调具有一定的认知水平，然后开始做实验，此时要理论结合实践，作出波形图后要考虑与理论波形进行比较，比较的方法是，首先判断所测波形是否正确，若不正确找出错误原因，若正确则分析实测波形与理论波形不完全相同的原因。
信号与系统优秀课程设计
信号与系统优秀课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号与系统的基本概念，掌握不同类型的信号及其特点；2. 学会分析线性时不变系统的特性，包括因果性、稳定性和记忆性；3. 掌握连续时间信号与离散时间信号的转换方法，理解傅里叶级数和傅里叶变换的物理意义及其在信号处理中的应用；4. 能够运用拉普拉斯变换和Z变换分析系统函数，并解决实际问题。
技能目标：1. 能够运用数学工具（如Matlab等）对信号进行处理和分析；2. 掌握系统响应的求解方法，包括经典解法和现代解法；3. 培养对信号与系统的实际应用能力，如滤波器设计、信号调制与解调等；4. 提高团队协作和问题解决能力，通过小组讨论和实践项目加深对知识的理解和应用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统的学习兴趣，激发他们主动探索科学问题的热情；2. 培养学生的创新意识，使他们敢于尝试新方法，勇于面对挑战；3. 增强学生的社会责任感，让他们明白信号与系统在国防、通信等领域的广泛应用和重要价值；4. 培养学生的集体荣誉感，通过课堂讨论和团队协作，让他们学会尊重他人、倾听他人意见。
本课程针对高年级本科生，在学生已具备一定数学基础和专业知识的基础上，进一步深化信号与系统的理论学习和实践应用。
课程注重理论与实践相结合，以培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才为目标。
通过本课程的学习，学生将能够系统地掌握信号与系统的基本理论和方法，为后续相关课程的学习和未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 信号与系统的基本概念：信号分类（连续信号、离散信号）、系统的分类（线性时不变系统、非线性时变系统）；教材章节：第1章 信号与系统的基本概念2. 连续时间信号与系统的时域分析：微分方程、卷积积分、单位冲激响应与阶跃响应；教材章节：第2章 连续时间信号与系统的时域分析3. 傅里叶级数与傅里叶变换：周期信号的傅里叶级数展开、非周期信号的傅里叶变换、傅里叶变换的性质与应用；教材章节：第3章 傅里叶级数与傅里叶变换4. 拉普拉斯变换与Z变换：拉普拉斯变换的定义与性质、逆变换、系统函数与稳定性分析；Z变换的定义与性质、逆变换、离散时间系统的频率响应；教材章节：第4章 拉普拉斯变换与Z变换5. 系统的频域分析：频率响应函数、幅度频谱与相位频谱、幅度调制与解调；教材章节：第5章 系统的频域分析6. 系统的复频域分析：系统函数、频率特性、稳定性判定；教材章节：第6章 系统的复频域分析7. 信号与系统的应用：滤波器设计、通信系统、控制系统的稳定性分析；教材章节：第7章 信号与系统的应用教学内容按照上述安排进行，确保学生能够循序渐进地掌握信号与系统的理论知识，并通过实例分析，将所学知识应用于实际问题的解决。
matlab信号与系统课程设计
matlab信号与系统课程设计一、引言信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，Matlab作为一种常用的计算工具，可以帮助学生更好地理解和应用信号与系统的相关知识。
本文将介绍如何使用Matlab进行信号与系统课程设计。
二、实验目的本次实验旨在通过使用Matlab软件，帮助学生深入理解信号与系统的相关知识，并掌握Matlab软件在信号与系统中的应用。
三、实验内容本次实验分为两个部分：信号处理和系统分析。
1. 信号处理1.1 生成离散时间序列信号使用Matlab中的discrete函数生成一个离散时间序列信号。
要求该信号包含10个采样点，采样频率为100Hz，幅度随机取值。
1.2 时域分析对生成的离散时间序列信号进行时域分析。
计算出该信号的均值、方差、标准差和自相关函数，并画出该信号及其自相关函数的图像。
1.3 频域分析对生成的离散时间序列信号进行频域分析。
计算出该信号的功率谱密度，并画出该功率谱密度函数图像。
2. 系统分析2.1 系统建模使用Matlab中的tf函数建立一个一阶低通滤波器系统模型。
该系统的传递函数为H(s)=1/(s+1)。
2.2 系统分析对建立的一阶低通滤波器系统进行分析。
计算出该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应和零极点图，并画出相应的图像。
四、实验步骤4.1 生成离散时间序列信号首先，打开Matlab软件，新建一个m文件，命名为“signal_processing.m”。
在m文件中输入以下代码：t = 0:0.01:0.09;x = rand(1,10);stem(t,x);解释：t表示时间轴上的采样点，从0开始每隔0.01秒取一个采样点，共计10个采样点；x表示信号幅度，使用rand函数随机生成10个数作为幅度值；stem函数用于绘制离散时间序列信号图像。
4.2 时域分析在m文件中输入以下代码：mean_x = mean(x)var_x = var(x)std_x = std(x)rxx = xcorr(x);subplot(2,1,1);stem(t,x);title('Discrete Time Sequence');xlabel('Time (s)');ylabel('Amplitude');subplot(2,1,2);stem(-9:9,rxx);title('Autocorrelation Function');xlabel('Lag (s)');ylabel('Amplitude');解释：mean函数用于计算信号的均值；var函数用于计算信号的方差；std函数用于计算信号的标准差；xcorr函数用于计算信号的自相关函数。
《信号与系统》课程思政教学设计
《信号与系统》课程思政教学设计一、教学目标1. 知识与技能掌握信号与系统的基础理论和分析方法。
能够应用所学知识解决实际工程问题。
2. 思政目标培养学生的爱国情怀和科学精神。
增强学生的职业道德和社会责任感。
提升学生的创新思维和团队协作能力。
二、教学内容与方法1. 教学内容信号与系统的基本概念、分类及性质。
信号的时域和频域分析。
系统的稳定性、因果性和线性时不变性。
2. 思政元素融入引入我国科学家在信号与系统领域的研究成果，激发学生的民族自豪感和科学探索精神。
讨论信号与系统在国家安全、通信、医疗等领域的应用，培养学生的社会责任感和职业道德。
3. 教学方法理论讲授：系统介绍信号与系统的基本理论和方法。
案例分析：结合实际应用案例，分析信号与系统的实际应用。
小组讨论：组织学生围绕思政主题进行小组讨论，促进思想交流和团队协作。
课程设计：安排与课程内容相关的设计任务，提升学生的实践能力和创新思维。
三、思政教学重点1. 科学精神培养通过介绍信号与系统领域的发展历程和科学家事迹，培养学生的科学探索精神和创新意识。
鼓励学生勇于挑战传统观念，追求科学真理。
2. 职业道德教育强调工程师的职业道德和社会责任，引导学生在未来职业生涯中坚守诚信、公正和负责任的原则。
通过案例分析，讨论工程实践中的道德困境和解决方案。
3. 团队协作与沟通能力提升通过小组讨论和课程设计等环节，锻炼学生的团队协作和沟通能力。
培养学生学会倾听他人意见、尊重他人观点并有效表达自己的思想。
四、教学评价与反馈机制1. 知识掌握评价通过作业、测验和考试等方式评价学生对信号与系统知识的掌握情况。
2. 思政表现评价观察并记录学生在课堂讨论、小组活动和课程设计中的思政表现。
将思政表现纳入课程考核体系，激励学生积极参与思政教育活动。
3. 教学反馈定期收集学生对课程内容和教学方法的反馈意见，及时调整教学策略以满足学生需求。
与学生保持良好沟通，及时解答学生在学习和思政方面的困惑和问题。
信号与系统课程设计滤波
信号与系统课程设计滤波一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握滤波器的基本概念、分类和工作原理；2. 学会分析不同滤波器的频率响应特性，并能运用相关理论知识进行滤波器设计；3. 掌握数字滤波器与模拟滤波器之间的转换方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识，针对特定信号处理需求，设计合适的滤波器；2. 学会运用相关软件（如MATLAB）对滤波器进行仿真，验证滤波效果；3. 能够分析实际信号处理问题，提出滤波器设计的解决方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统领域的好奇心和求知欲，激发他们探索未知、解决问题的热情；2. 培养学生的团队协作意识，使他们学会在团队中发挥个人优势，共同解决问题；3. 培养学生严谨的科学态度，使他们具备批判性思维和独立思考的能力。
本课程针对高年级本科生，结合信号与系统课程的知识体系，注重理论与实践相结合。
课程旨在帮助学生掌握滤波器设计的基本原理和方法，培养他们在信号处理领域的实际应用能力。
通过课程学习，使学生能够运用所学知识解决实际问题，提高他们的专业素养和创新能力。
二、教学内容1. 滤波器基本概念：滤波器的定义、分类及其在信号处理中的应用；相关教材章节：第二章第二节“滤波器的分类及其应用”2. 滤波器的工作原理：重点讲解低通、高通、带通和带阻滤波器的工作原理及频率响应特性；相关教材章节：第二章第三节“滤波器的工作原理与频率响应特性”3. 滤波器设计方法：介绍切比雪夫、巴特沃斯等滤波器设计方法，分析其优缺点；相关教材章节：第三章第一节“滤波器设计方法”4. 数字滤波器与模拟滤波器的转换：讲解z变换在滤波器设计中的应用，实现模拟滤波器到数字滤波器的转换；相关教材章节：第三章第二节“模拟滤波器到数字滤波器的转换”5. 滤波器仿真与实现：运用MATLAB等软件对所设计滤波器进行仿真，分析滤波效果；相关教材章节：第四章“滤波器仿真与实现”6. 实际信号处理案例分析：结合实际信号处理问题，分析滤波器设计的具体应用；教学安排：课后作业及课堂讨论教学内容安排和进度：第一周：滤波器基本概念及分类；第二周：滤波器工作原理与频率响应特性；第三周：滤波器设计方法；第四周：模拟滤波器与数字滤波器的转换；第五周：滤波器仿真与实现；第六周：实际信号处理案例分析及讨论。
信号与系统课程设计
沈阳大学沈阳大学3．3系统与连续时间信号系统是连续事物或各个部分的一个复杂的整体，有形或无形事物的组成体。
系统可以分为即时系统与动态系统；连续系统与离散系统；线性系统与非线形系统；样时变系统和非时变系统等等。
在连续时间系统中，如一个连续时间系统接收，根据定义在连续时间（-∞<t<∞）有定义的信号称为连续时间信号，在范围内输入信号x(t)，并产生输出信号y(t)。
连续时间信号是在连续时间范围内定义的信号值，信号的幅值可以是连续数值，也可以是离散数值。
当信号幅值连续是，则称之为模拟信号。
3．4采样定理取样定理论述了在一定条件下，一个连续时间信号完全可以用该信号在等时间间隔上的瞬时值（或称样本值）表示，这些样本值包含了连续时间信号的全部信息，利用这些样本值可以恢复原信号。
可以说取样定理在连续时间信号与离散时间信号中架起了一座桥梁。
其具体内容如下：取样定理：设为带限信号，带宽为0F ，则当取样频率02F F s ≥时，可从取样序列)()(s a nT x n x =中重构，否则将导致)(n x 的混叠现象。
带限信号的最低取样频率称为Nyquist （奈奎斯特）速率。
图1给出信号采样原理图图1 信号采样原理图由图1可见，)()()(t t f t f Ts s δ⋅=，其中，冲激采样信号)(t Ts δ的表达式为：∑∞-∞=-=n sT nT t t s)()(δδ （1）其傅立叶变换为∑∞-∞=-n s s n )(ωωδω，其中ss T πω2=。
设)(ωj F ，)(ωj F s 分别为)(t f ，)(t f s 的傅立叶变换，由傅立叶变换的频域卷积定理，可得：沈阳 大 学∑∑∞-∞=∞-∞=-=-=n ssn s s s n j F T n j F j F )]([1)(*)(21)(ωωωωδωωπω （2）若设)(t f 是带限信号，带宽为m ω如图（2），由式（2）可见，)(t f 经过采样后的频谱)(ωj F s 就是将)(ωj F 在频率轴上搬移至 ,,,,,02ns s s ωωω±±±处（幅度为原频谱的s T 1倍）。
教案信号与系统
教案：信号与系统一、教学目标：1. 了解信号与系统的基本概念和基本理论。
2. 掌握信号的分类与性质。
3. 理解系统的概念和特点。
4. 学习信号与系统的基本运算和变换。
5. 培养分析和处理信号与系统问题的能力。
二、教学内容：1. 信号与系统的概述1.1 信号的定义和分类1.2 系统的定义和特征1.3 信号与系统的关系2. 基本信号的性质2.1 常用信号的定义和特点2.2 奇偶信号与周期信号2.3 指数信号和复指数信号3. 连续时间信号与系统3.1 连续时间信号的表示与性质3.2 连续时间系统的表示与性质3.3 连续时间信号的基本运算和变换4. 离散时间信号与系统4.1 离散时间信号的表示与性质4.2 离散时间系统的表示与性质4.3 离散时间信号的基本运算和变换5. 线性时不变系统5.1 线性系统的定义和特性5.2 时不变系统的定义和特性5.3 线性时不变系统的性质和表示6. 信号和系统的连续时间和离散时间表示关系6.1 数模转换和模数转换6.2 连续时间信号的采样与重构6.3 采样定理和抽样定理三、教学方法：1. 讲授教学法：通过讲解教师将信号与系统的基本概念和基本理论传授给学生。
2. 实践教学法：通过实际操作和实验，让学生亲自感受信号与系统的性质和运算。
3. 讨论教学法：组织学生进行讨论，促进彼此之间的思维碰撞和交流。
四、教学重点：1. 信号与系统的基本概念和分类。
2. 信号和系统的基本运算和变换。
3. 线性时不变系统的特性和表示。
五、教学评价：1. 课堂小测验：通过课堂小测验检查学生对信号与系统基本概念和基本理论的掌握情况。
2. 实验报告：通过学生完成的实验和实验报告，评价其对信号与系统的基本运算和变换的理解和掌握情况。
3. 期末考试：通过期末考试检查学生对信号与系统整体知识体系的掌握情况。
六、教学资源：1. 课本：信号与系统教材。
2. 电子实验设备：电脑、信号发生器、示波器等。
七、教学反思：信号与系统作为电子信息工程专业的一门重要基础课程，对于学生的综合能力培养具有重要意义。
《信号与系统》课程设计——数字语音信号的采样和重建
《信号与系统》课程设计——数字语⾳信号的采样和重建《信号与系统》课程设计——数字语⾳信号的采样和重建【设计题⽬】数字语⾳信号的采样和重建【设计⽬标】尝试对语⾳信号的时频域分析及采样和重建处理【设计⼯具】MATLAB【设计原理】通过MATLAB的函数wavread()可以读⼊⼀个.wav格式的⾳频⽂件，并将该⽂件保存到指定的数组中。
例如下⾯的语句（更详细的命令介绍可以⾃⼰查阅MATLAB的帮助）中，将.wav读⼊后存放到矩阵y中。
[y, Fs] = wavread('Q2.wav');对于单声道的⾳频⽂件，y只有⼀⾏，即⼀个向量；对于双声道的⾳频⽂件，y 有两⾏，分别对应了两个声道的向量。
我们这⾥仅对⼀个声道的⾳频进⾏分析和处理即可。
在获得信号向量y的同时，还可以获得该信号的采样频率，即Fs。
注意：.wav⽂件的采样频率为44.1KHz，采样后的量化精度是16位，不过我们不⽤关⼼其量化精度，因为在MATLAB读⼊后，已将其转换成double型的浮点数表⽰，范围在-1到+1之间。
因此，所有处理后的语⾳信号的幅度如果超过了1，在播放时会被⾃动处理为最⼤幅度，-1或者+1。
【设计内容】⼀、基本要求：1、语⾳信号的基本时频域分析：对语⾳信号进⾏时频域分析，绘制语⾳信号的时域波形图、频域频谱图。
其中，时域波形图的横轴要求为时间，频域频谱图的横轴要求为频率（注意，不是⾓频率）。
找到语⾳信号的主要频谱成分所在的带宽，验证为何电话可以对语⾳信号采⽤8KHz 的采样速率。
2、语⾳信号的降采样：对该语⾳信号进⾏五分之⼀的降采样，⽅法是对数组y中的数据，每间隔5个保留1个，这样得到的新的语⾳信号的采样频率为44.1/5KHz，即8.8KHz，通过wavpaly()播放降采样后的语⾳信号。
同时，对⽐降采样前后的语⾳信号的时域波形图、频域频谱图。
3、语⾳信号的先滤波再降采样：在MATLAB中先对数组y中的语⾳信号使⽤⼀个带宽为8.8KHz的理想低通滤波器进⾏滤波后，再对其进⾏五分之⼀的降采样，再次播放该语⾳信号，并与第2步的结果进⾏对⽐。
信号与与系统课程设计
信号与与系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体包括：1.知识目标：–了解信号与系统的定义、特点和分类；–掌握信号的时域、频域分析方法；–理解系统的基本特性，如线性、时不变性等。
2.技能目标：–能够运用信号与系统的分析方法解决实际问题；–熟练使用相关软件工具进行信号处理和系统分析；–具备一定的科研能力和创新精神。
3.情感态度价值观目标：–培养对信号与系统学科的兴趣和热情；–树立正确的科学观，注重实践与理论相结合；–增强团队协作意识，提高沟通与表达能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.信号与系统的定义、特点和分类；2.信号的时域、频域分析方法；3.系统的基本特性，如线性、时不变性等；4.实际应用案例分析。
5.引言：介绍信号与系统课程的背景、意义和目标；6.信号与系统的定义、特点和分类：讲解信号与系统的概念，分析各种信号与系统的特点和分类；7.信号的时域、频域分析方法：讲解信号的时域、频域分析方法，并通过实例进行分析；8.系统的基本特性：讲解系统的基本特性，如线性、时不变性等，并通过实例进行分析；9.实际应用案例分析：分析信号与系统在实际应用中的案例，如通信系统、控制系统等。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解信号与系统的基本概念、原理和分析方法；2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解信号与系统的应用价值；4.实验法：安排课后实验，让学生动手实践，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《信号与系统》、《信号处理与系统分析》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《线性系统理论》、《数字信号处理》等；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，提供动画、视频等多媒体资料；4.实验设备：准备相应的实验设备，如信号发生器、示波器、滤波器等，以便进行课后实验。
信号与系统-MATLAB综合实验课程设计
信号与系统-MATLAB综合实验课程设计一、课程设计的目的和意义在信号与系统学习中，MATLAB是非常重要的工具。
本课程设计主要目的是让学生通过实验，掌握使用MATLAB进行信号与系统分析和处理的方法和技巧。
同时，课程设计还能够加深学生对信号与系统理论知识的理解和掌握，提高其综合运用能力。
二、课程设计的内容和要求1. 实验一：信号的生成和绘制本实验主要包括以下内容：•生成几种基本信号（如正弦信号、方波信号、三角波信号等）。
•通过MATLAB绘制生成的信号，并加上合适的标注。
要求学生能够掌握信号的生成方法和MATLAB的绘图函数的使用。
2. 实验二：信号的运算与变换本实验主要包括以下内容：•对已有信号进行运算（如加、减、乘、除等）。
•对信号进行卷积、相关等线性变换操作。
•对信号进行傅里叶变换，并绘制幅度谱、相位谱等图形。
要求学生能够掌握信号的运算、变换方法和MATLAB的相应函数的使用。
3. 实验三：系统的分析和建立本实验主要包括以下内容：•对系统进行零极点分析，并绘制零极点图。
•对已有系统进行时域和频域分析（如阶跃响应、冲击响应、幅频响应等）。
要求学生能够掌握系统的分析方法和MATLAB的相应函数的使用。
4. 实验四：信号的滤波和降噪本实验主要包括以下内容：•对信号进行数字滤波（如低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等）。
•对信号进行去噪处理（如中值滤波、小波变换去噪等）。
要求学生能够掌握信号滤波、降噪方法和MATLAB的相应函数的使用。
三、课程设计的实施流程1.分组。
依据班级人数以及教学设备的数量，安排学生分为若干个小组，每个小组3-4人。
2.模拟分配实验。
询问小组成员们的意见，模拟分配每个小组所要完成的课程设计任务。
3.实验操作。
每个小组根据分配到的实验课程设计，使用MATLAB进行模拟操作。
4.结果展示。
每个小组进行结果展示，介绍自己的设计思路，并展示实验结果。
其他小组成员以及教师进行现场互相交流和讨论。
《信号与系统》课程设计-AM调制、解调
《信号与系统》课程设计——AM 调制、解调【设计题目】AM 调制、解调【设计要求】(1) 了解AM 调制、解调原理。
(2) 设计AM 调制系统。
(3) 设计AM 解调系统。
【设计工具】MATLAB【设计原理】在离散时间中，用正弦载波的幅度调制是)cos(][][n w n x n y c =式中假设消息信号的带宽小于c w 。
已调信号有一个DTFT ，它是分别已c w w ±=为中心的)(jw e X 的重复。
如果人们总想让在一条通信信道上同时传送最大的用户数，这个重复的部分是不希望的。
一种天真的解决办法是用复指数载波n jw c e 来替代正弦载波。
然而所得到的已调信号n jw ce n x ][有一个虚部分量，而这个是无法在一个真实的信道上传送。
单边带（SSB ）是一种合适的解决办法，它等效于在传输之前用截至频率为c w 的理想低通滤波器对y [n ]滤波，这个滤波后的信号占有和x [n ]相同的频带宽度，而且x [n ]能完全从已发送的信号中恢复出来。
可以利用希尔伯特变换构成（SSB ）信号。
一个理想的希尔伯特变换的频率响应是⎩⎨⎧<≤-<≤-=0,0,)(w j w j e H jw ππ由相位关系，希尔伯特也称作90°相移器。
在接收机端，通过一种称为同步AM 解调的技术可以将消息信号x [n ]恢复，这可经由])2cos[1]([][cos ][2]cos[][2][2n w n x n w n x n w n y n w c c c +===为了恢复x [n ]，可以将w [n ]通过低通滤波消除以c w 2为中心的频谱分量。
这里一个关键的问题，也是一个潜在的困难是接收机必须要有一个与发射机同步的本地振荡器。
首先设计一个信号x [n ]的SSB 的调制系统。
假设载波频率2/π=c w ，⎪⎩⎪⎨⎧≤≤--=n n n n n x 其余,....0640,. (4)/)32()4/)32(sin(][ππ 求已调信号y [n ]。
信号与系统课程设计
信号与系统课程设计一、概念解释零输入响应：如果系统的激励为零，仅由初始状态引起的响应就被称之为该系统的“零输入响应”当系统是线性的，它的特性可以用线性微分方程表示时，零输入响应的形式是若干个指数函数之和。
指数函数的个数等于微分方程的阶数，也就是系统内部所含“独立”储能元件的个数。
假定系统的内部不含有电源，那么这种系统就被称为“无源系统”。
实际存在的无源系统的零输入响应随着时间的推移而逐渐地衰减为零。
零状态响应：如果系统的初始状态为零，仅由激励源引起的响应就被称之为该系统的“零状态响应”。
当系统是线性的，它的特性可以用线性微分方程表示时，零状态响应的形式是若干个指数函数之和再加上与激励源形式相同的项。
前者是对应的齐次微分方程的解，其中指数函数的个数等于微分方程的阶数，也就是系统内部所含“独立”储能元件的个数。
后者是非齐次方程的特解。
自由响应：系统的零状态响应一般分为两部分，它的变化形式分别由系统本身的特性和激励源所决定。
对于实际存在的无源系统而言，零状态响应中的第一部分将随着时间的推移而逐渐地衰减为零，因此往往又把这一部分称之为响应的“自由分量”。
强制响应：零状态响应中的另一部分与激励源形式相同的部分则被称之为“稳态分量”或“强制分量”。
二、例题简析对下面RLC电路进行分析：为方便起见，我们初设Ω=1R ，H L 1=，F C 1=设输入量为端电压a u ，输出量为电容电压c u ，我们可列微分方程如下：a c cc u u dtdu dt u d =++2 对于CT 系统，我们可以对上述微分方程进行拉氏变换：)()()0()()0(')0()(2S U S U u S SU u Su S U S a c c c c c c =+-+-- 在此采用MATLAB 对RLC 系统进行仿真，系统图如下：对于零输入相应，可设0V 1V,0==a c u u ）（，可得11)(2+++=S S S S U c 逆变换可得t c e t t t u 5.023cos 23sin 31)(-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=，可见系统输出将会震荡衰减至0。
信号与系统课程设计目的意义
信号与系统课程设计目的意义一、引言信号与系统是电子信息工程专业中的一门重要课程，它是掌握电子信息工程基础知识的关键之一。
在这门课程中，我们需要学习信号的产生、传输、处理和分析等方面的知识，以及系统的设计和分析方法。
本文将从以下几个方面详细介绍信号与系统课程设计的目的意义。
二、提高学生对信号与系统理论的理解和应用能力通过信号与系统课程设计，学生可以深入了解信号与系统理论，并掌握其基本原理和方法。
在实践中，学生需要运用所学知识进行实际操作，例如使用Matlab等软件对信号进行处理和分析。
这样可以帮助学生更好地理解和应用所学知识，提高其对信号与系统理论的掌握能力。
三、培养学生独立思考和解决问题的能力在信号与系统课程设计中，学生需要自主选择合适的实验方案，并根据实验结果进行数据分析和处理。
这样可以帮助学生培养独立思考和解决问题的能力。
同时，在实验过程中遇到困难时，也需要通过自己或同伴之间的讨论和交流来解决问题，从而提高学生的团队合作能力。
四、提高学生实验技能和实践能力信号与系统课程设计是一门实验性质很强的课程，通过实验可以帮助学生掌握相关的实验技能和实践能力。
学生需要掌握使用示波器、函数信号发生器等设备进行测量和生成信号的方法；还需要掌握使用Matlab等软件进行数据处理和分析的方法。
这些技能不仅可以帮助学生更好地完成课程设计，也可以为日后从事相关工作打下坚实的基础。
五、促进学生创新意识和创新思维在信号与系统课程设计中，学生需要自主选择研究方向，并根据所选方向进行相关研究。
这样可以帮助学生培养创新意识和创新思维，激发其对科研工作的兴趣。
同时，在研究过程中，学生还可以结合自己所学知识进行创新性探索，进一步提高其解决问题的能力。
六、结语信号与系统课程设计在培养电子信息工程专业人才方面具有重要的意义。
通过课程设计，可以提高学生对信号与系统理论的理解和应用能力、培养学生独立思考和解决问题的能力、提高学生实验技能和实践能力、促进学生创新意识和创新思维等方面的能力。
《信号与系统》课程设计
《信号与系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握信号与系统的基本概念，包括连续信号与离散信号、线性时不变系统等；2. 学会运用数学工具描述和分析信号与系统的性质，如傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换等；3. 掌握信号与系统中的典型应用，如信号的采样与恢复、通信系统中的调制与解调等。
技能目标：1. 能够运用所学的理论知识分析实际信号与系统的性能，并解决相关问题；2. 熟练运用数学软件（如MATLAB）进行信号与系统的仿真实验，提高实际操作能力；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，提高学生的学术交流能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统领域的兴趣，激发学生的学习热情和求知欲；2. 增强学生的社会责任感，使学生认识到信号与系统在通信、电子等领域的广泛应用，为国家和社会发展做出贡献；3. 培养学生严谨、务实的学术态度，提高学生的自主学习能力和终身学习能力。
本课程针对高年级本科生，具有较强的理论性和实践性。
在课程设计中，将充分考虑学生的特点和教学要求，结合信号与系统领域的最新发展，注重理论与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力。
通过本课程的学习，使学生具备扎实的信号与系统理论基础，为后续相关课程和未来职业生涯打下坚实基础。
二、教学内容1. 信号与系统基本概念：连续信号与离散信号、线性时不变系统等；- 教材章节：第1章 信号与系统概述2. 数学工具描述与分析：- 傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换；- 教材章节：第2章 信号的傅里叶分析，第3章 系统的s域分析，第4章 离散时间信号与系统分析3. 信号与系统的典型应用：- 信号的采样与恢复；- 通信系统中的调制与解调；- 教材章节：第5章 信号的采样与恢复，第6章 通信系统4. 信号与系统仿真实验：- 使用MATLAB进行信号与系统仿真实验；- 教材章节：第7章 信号与系统仿真5. 团队协作与学术交流：- 小组讨论、报告等形式，进行案例分析和学术交流。
信号与系统课程设计(MATLAB)
MATLAB程序如下：
symst w %定义两个符号变量t,w
Gt=sym('Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1)'); %产生门宽为2的门函数
Fw=fourier(Gt,t,w); %对门函数作傅氏变换求
信号的卷积运算在系统分析中主要用于求解系统的零状态响应。一般情况，卷积积分的运算比较困难，但在MATLAB中则变得十分简单，MATLAB中是利用conv函数来实现卷积的。
conv
功能：实现二个函数和的卷积。
格式：
说明：表示二个函数，
表示两个函数的卷积结果。
例题：已知两信号
求卷积
MATLAB程序如下：
xlabel('W') ;ylabel('F(W)'); %坐标轴标注
title('f(t)的振幅频谱图'); %文本标注
运行结果如下：
三、设计容
1、 编程实现下列信号的幅度频谱
a.求出f1(t)=ε(2t+1)-ε(2t-1)的频谱函数F1(jω)，请将它与上面门宽为2的门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的频谱进行比较，观察两者的特点，说明两者的关系。
M=500; k=0:M; w=k*W1/M; %频域采样数为M, w为频率正半轴的采样点
Fw=ft*exp(-j*t'*w)*R; %求傅氏变换
FRw=abs(Fw); %取振幅
W=[-fliplr(w),w(2:501)] ; %形成负半轴和正半轴的2M+1个频率点W
FW=[fliplr(FRw),FRw(2:501)]; %形成对应于2M+1个频率点的值
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图 4 为频响曲线的幅度和相位 由频响曲线可以看出：该系统是频率选择器，只有在一定频率值处才有值。
五、 体会
在做课程设计的过程中，对书本上的理论知识有了进一步的理解，对于一些似懂非懂的部 分，通过再一次看书，编写程序，调试结果，并对结果进行分析，也理解了。但是，感觉自己 对与理论的实际运用还是比较欠缺。同时知道了学习知识的方法，学习理论不是一味的看书， 理论应该建立在实践的基础上，通过编写程序去实现某个功能， 对相应知识点有了更进一步 的了解，有助于理论的学习。 通过做这次课程设计，对 MATLAB 有了初步了解，知道了 MATLAB 的一些用途，虽然选 修了数学建模实验课，老师在课堂上也讲了一些简单的 MATLAB 的用法，但是在做设计的过 程中才知道那些远远不够，所以又花了很多时间去找那些函数怎么用，怎么画图啊等等，在理 论中求频率响应计算很麻烦，但是用 MATLAB 只需一个简单的函数就可以实现，但有许多细 节如一些语句等，由于时间关系还是不太明白，需要今后加以学习。在做课程设计过程中， 发 现什么事不能等别人，自己需要尽自己的努力去做，有不明白的地方要及时去问，还有要学会 利用身边各种资源比如图书馆，网络等 ,什么事情没有亲自去做，不要妄下结论，不要认为自 己不行，只有做了才知道其实一些事只要自己认真做了是可以办的的。同时课程设计培养了我
k
翻转并平移后与另一个函数的乘积的 求和，若是在连续时间情况下则为求积分 (2)MATLAB 中的实现 1 离散时间信号卷积使用 MATLAB 中的 conv 函数 2.在 MATLAB 中，filter 函数的作用是进行数字滤波，其实也就是系统的响应序列求解； y=filter(b,a,x); y=filter(b,a,x)表示向量 b 和 a 组成的系统对输入 x 进行滤波，系统的输 出为 y。 3.在 MATLAB 中，zplane 函数——绘制系统零极点图 4.在 MATLAB 中，有专门的 frepz()函数来求解。调用形式为 [h w]=freqz(b,a,,n,fs)其中 向量 b 和 a 为离散系统的系数，fs 为采样频率，n 为在区间[0 fs/2]频率范围内选取的频率点 数，f 记录频率点数。由于 freqz 函数是采用基 2 的 FFT 的算法，n 常取 2 的幂次方，以便提 高计算速度。 5.MATLAB 提供了如 abs(),angle()等基本函数用来计算 DTFT 幅度，相位。
西南科技大学
课 程 设 计 报 告
课程名称： 设计名称： 姓 学 班 名： 号: 级：
信号与系统课程设计 离散时间系统的分析 吴庆锋 20084744 电子 0803 何燕玲 6 月 3 至 6 月 12
指导教师： 起止日期：
课 程 设 计 任 务 书
学生班级： 设计名称： 电子 0803 学生姓名： 吴庆锋 学号： 20084744 离散时间系统的分析 指导教师： 何燕玲 起止日期： 6 月 3 至 6 月 12
整理后得：
H( z )
z ^ 2( z 0.5) z ^3 0.7 z ^ 2 0.6 z 1
（2）
与上试（1）比较可知 H(z)有两个重根零点，故 H（z）的表达式为（1）式
四、 设计结果及分析
图一、产生两个离散序列信号
图二、两个离散序列信号相加、乘、卷积
由图可以看出离散序列信号相加就是 两序列同序号的数值逐项对应相加，但是注意， 当序列 x1 和 x2 的长度不等或位置不对应时，首先应使两者的位置对齐，然后用 函数使其长度相等后相加。 离散序列信号相乘就是两序列同序号的数值逐项对应相乘。
独自处理问题的能力以及做事的态度。俗话说：态度决定一切。只有有端正的态度，才能尽心 的去做。才有可能成功。 总之，在做这次课程设计的过程中学到了很不单单是理论知识，动手能力，还用一些我们 学生已经遗失的精神，如独立，合作，帮助等等。这些也正是我们缺少的。
(3)利用零极点图判断因果性，稳定性的依据：
1.一个离散时间 LTI 系统当且仅当它的系统函数的 ROC 是在某一个圆的外边，且包括无限远
点，该系统就是因果的。
2.一个 LTI 系统当且仅当它的系统函数 H （z） 的 ROC 包括单位圆， |z|=1 时该系统就是稳定的。
三、 详细设计步骤
1. 阅读题目，明确题目中要考察的知识点，复习相应的知识点，读懂题目中要求设计的目的。 2. 查找相关知识点，如何用 MATLAB 实现，并理解相应程序。 3. 初步进行编程，不懂的地方及时解决。 （1）理解离散序列信号相加，相乘，卷积的运算方法，并用 MATLAB 编写程序，实现信号的相 加，相乘，卷积。 function f6(n1,n2) n=n1:n2; x1=sin(2*n); x2=cos(3*n); subplot(2,1,1);stem(n,x1);title(' x1=sin(2*n)'); subplot(2,1,2);stem(n,x2);title(' x2=cos(3*n)'); y1=x1+x2; m1=length(y1); y2=x1.*x2; m2=length(y2); y3=conv(x1,x2) m3=length(y3) figure(2) subplot(3,1,1);stem(0:m1-1,y1);title('y1=x1+x2'); subplot(3,1,2);stem(0:m2-1,y2);title('y1=x1*x2'); subplot(3,1,3);stem(0:m3-1,y3);title('y1=conv(x1,x2)') 运行 >> f6(0,20) y3 = Columns 1 through 9 0 -1.2388 0.9093 -1.6570 1.3429 -0.2892 -0.3349 -0.1229 1.0376 %两个信号卷积 %两个信号相乘 %两个信号相加
指导教师评语：
成绩：
指导教师： 年 月 日
离散时间系统的分析
一、 设计目的和意义
1 使学生掌握利用信号分析的软件来完成数值计算、 信号与系统分析的可视化建模及仿真调试， 培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力，加强信号与系统基本概念、基本原理和基本分 析方法。 2.巩固已经学过的知识，加深对知识的理解和应用， 加强学科间的横向联系， 学会应用 MATLAB 对实际问题进行仿真。 3 掌握离散序列信号的基本运算，如:相加，相乘，卷积等。 4 掌握 LTI 系统的系统函数复频域到频域的变换方法 5 理解并掌握系统冲激响应的求解方法用 filter 求系统冲激响应 6 理解并掌握零极点图的意义及如何根据零极点图判断因果性，稳定性 7 掌握 LTI 系统的系统函数复频域到频域的变换方法，掌握频率响应的算法，理解频率响应的 表示方法（幅度，相位） 8 用 Matlab 编程绘制离散时间系统的零极点图，脉冲响应曲线，频响曲线并对它们进行分析。 通过这一次的设计，进一步提高自己的实践动手能力。
m3 = 41 11 2.用 filter 命令求系统冲激响应， 用 zplane 求零极点图， 然后用 frepz 函数求频率响应， 再用 abs(),angle()f 分别求出频响曲线的幅度，相位，并将其画出来。 pulse=[1 zeros(1,50)]; fs=1000; b=[1 0.5]; a=[1 -0.7 -0.6 1]; h1=filter(b,a,pulse); figure(1) subplot(2,1,1),stem(h1); title('单位冲激响应'); zr=roots(b) %用 filter 求系统单位冲激响应 %产生单位采样序列 %采样频率
课 程 设 计 学 生 日 志
时间 6月3日 4至7日 8至9日 10 至 11 日 12 日 查看题目，理解题意，明确目的 学习 MATLAB 软件及信号与系统中相应知识点 查阅资料，初步确定设计方案 进行设计，并在设计过程中查找方案中的不足，修改方案 整理并书写设计报告 设计内容
课 程 设 计 评 语 表
pk=roots(a) g=b(1)/a(1) subplot(2,1,2),zplane(b,a); title('系统的零极点图'); [h w]=freqz(b,a,100,fs); figure(2) subplot(2,1,1),plot(w,abs(h)); %画出频响曲线的幅度 title('频响曲线的幅度'); subplot(2,1,2),plot(w,angle(h));% 画出频响曲线的相位 title('频响曲线的相位'); 结果：zr = -0.5000 pk = -0.9730 0.8365 + 0.5728i 0.8365 - 0.5728i g = 1 由上面求出的零点、极点和系统零极点增益可初步得出系统的零极点表达式： %frepz 函数画出滤波器的频率响应 %用 roots 求解系统的零，极点值 % zplane(b,a)函数绘制系统零极点图
H ( z)
z ^ 2( z 0.5000) (z 0.9730)( z 0.8365 0.5728i)( z 0.8365 0.5728i )
（1）
又由题所给表达式两边取 Z 变换得：
Y(z) - 0.7Y(z)/z - 0.6Y(z)/z^2 Y ( z ) / z
图 3 为系统的冲激响应和零极点图
由单位冲激响应图可以看出系统是发散的。 由系统的零极点图判断因果性的依据可以看出： （1）若 ROC 在最外面极点的外面一个圆的外 面，而易知 H（z）的多项式之比，其分子的阶次不大于分母的阶次，则该系统是因果的，此 时 ROC 不包括单位圆，所以该系统是不稳定的。 （2）若 ROC 位于最外层极点与最内层极点之间，此时 ROC 没有位于最外层极点外边的某个 圆的外面，因此该系统是非因果的，而系统 ROC 包括单位圆，所以该系统是稳定的。 （3）若 ROC 位于最内层极点的里面，此时 ROC 没有位于最外层极点外边的某个圆的外面， 因此该系统是非因果的，而系统 ROC 不包括单位圆，所以该系统是不稳定的。