信号与测试实验一
信号与系统实验
实验一信号与系统认知一、实验目的1、了解实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法。
2、学习示波器、实验箱的使用、操作知识；3、学习常用连续周期信号的波形以及常用系统的作用。
二、实验仪器1、信号与系统实验箱（本次实验使用其自带的简易信号源，以及实验箱上的“信号通过系统”部分。
）2、示波器三、实验原理1、滤波器滤波器是一种常用的系统，它的作用为阻止某些频率信号通过，或只允许某些频率的信号通过。
滤波器主要有四种：这是四种滤波器的理想状态，实际上的滤波器只能接近这些效果，因此通常的滤波器有一些常用的参数：如带宽、矩形系数等。
通带范围：与滤波器最低衰减处比，衰减在3dB以下的频率范围。
2、线性系统线性系统是现实中广泛应用的一种系统，线性也是之后课程中默认为系统都具有的一种系统性质。
系统的线性表现在可加性与齐次性上。
齐次性：输入信号增加为原来的a倍时，输出信号也增加到原来的a倍。
四、预习要求1、复习安全操作的知识。
2、学习或复习示波器的使用方法。
3、复习典型周期信号的波形及其性质。
4、复习线性系统、滤波器的性质。
5、撰写预习报告。
五、实验内容及步骤1、讲授实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法2、通过示波器，读出实验箱自带信号源各种信号的频率范围（1）测试信号源1的各种信号参数，并填入表1-1。
（2）测试信号源2的各种信号参数，并填入表1-2。
3、测量滤波器根据相应测量方法，用双踪示波器测出实验箱自带的滤波器在各频率点的输入输出幅度（先把双踪示波器两个接口都接到所测系统的输入端，调节到都可以读出输入幅度值，并把两侧幅度档位调为一致，记录下这个幅度值；之后，将示波器的一侧改接入所测系统的输出端，再调节用于输入的信号源，将信号频率其调至表1-3中标示的值，并使输入信号幅度保持原幅度值不变。
观察输出波形幅度的变化，并与原来的幅度作比较，记录变化后的幅度值。
），并将相应数据计入表1-3中。
4、测量线性系统（1）齐次性的验证自选一个输入信号，观察输出信号的波形并记录输入输出信号的参数，将输入信号的幅度增强为原信号的一定倍数后，再对输入输出输出参数进行记录，对比变化前后的输出。
模拟信号源测试实验
实验一：各种模拟信号源测试实验一．实验目的1．熟悉各种模拟信号源的产生方法，波形和用途。
2．熟练掌握各种模拟信号源电路连接及参数调整方法，为后面通信原理实验作准备。
二．实验仪器1．RZ8621D 实验箱一台2．20MHZ 双踪示波器一台3．平口小螺丝刀一个三．实验电路连接图1-1 同步正弦波产生电路图1-2 非同步三角波、正弦波、方波产生电路图1-3 音乐信号产生电路 图1-4 外接信号源接口TP004TTP004R图1-5 电话接口电路图1-6 音频功率放大电路四．实验预习及测量点说明实验前请先了解模拟信号源模块电路并了解同步正弦波产生电路，非同步三角波，正弦波，方波产生电路，音乐信号产生电路，电话接口电路及音频功率放大电路原理。
1．同步正弦信号发生器同步正弦信号发生器可产生与主时钟同步的2KHx正弦波，它主要用于抽样定理及PAM 通信、PCM编码、∆M编码等实验的模拟输入信号。
由于同步正弦波在频率与相位上与取样时钟、编码时钟保持严格同步。
因此用它作模拟输入信号时，在普通示波器上便能观察到稳定的取样信号及编码信号的波形。
同步正弦信号发生器，由电路图1-7所示，它是从CPLD模块引入2KHx方波、经低通滤波放大得到正弦波，输出的2KHz方波可从TP001观察。
U001A（TL082）及周围电路构成低通滤波器，其截止频率约为2.5KHz，用以滤除2KHz方波的各次谐波。
U001B为反相放大器，W001可改变运放的反馈，用以调节输出正弦波幅度。
TP002为信号输出。
图1-7 同步正弦信号发生器图1-8非同步信号发生器2．非同步信号发生器非同步信号发生器是自激式信号发生器，能产生频率自由调节的正弦波、三角波和方波，非同步信号发生器如图1-8所示，它是由函数信号发生器和放大器组成。
U002（XR2206）是集成函数信号发生器芯片，它与周围电路构成函数发生器，能产生正弦波、三角波和方波信号。
XR2206的11脚能输出方波。
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。
测试技术实验报告
测试技术实验报告测试技术实验报告实验⼀、信号分析虚拟实验⼀、实验⽬的1、理解周期信号可以分解成简谐信号，反之简谐信号也可以合成周期性信号；2、加深理解⼏种典型周期信号频谱特点；3、通过对⼏种典型的⾮周期信号的频谱分析加深了解⾮周期信号的频谱特点。
⼆、实验原理信号按其随时间变化的特点不同可分为确定性信号与⾮确定性信号。
确定性信号⼜可分为周期信号和⾮周期信号。
本实验是针对确定性周期信号和⾮周期信号进⾏的。
周期信号可⽤傅⾥叶级数的形式展开，例如f（t）为周期函数⽽⾮周期信号可⽤傅⾥叶变换三、实验结果1、周期信号合成矩形波的合成⽅波叠加叠加20次幅值=8 占空⽐=50% 初始频率为2; 三⾓波的合成2、周期信号分解矩形波的分解三⾓波分解1.单边函数3.冲击函数5、采样函数6、⾼斯噪⾳7、周期函数4、⼀阶响应闸门函数5、⼆阶响应采样函数四、⼩结通过本次试验的操作以及⽼师的指导，我对书本上学到的知识有了更深的理解，对于信号的合成与分解有了⼀定的实际了解。
掌握了⼏种典型周期信号频谱特点和⼏种典型的⾮周期信号的频谱分析，加深了对⾮周期信号的频谱特点的理解。
实验⼆传感器性能标定实验1、⾦属箔式应变⽚――单臂电桥性能实验⼀、实验⽬的：了解⾦属箔式应变⽚的应变效应，单臂电桥⼯作原理和性能。
⼆、基本原理：电阻丝在外⼒作⽤下发⽣机械变形时，其电阻值发⽣变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，⾦属箔式应变⽚就是通过光刻、腐蚀等⼯艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受⼒状态变化、电桥的作⽤完成电阻到电压的⽐例变化，电桥的输出电压反映了相应的受⼒状态。
，对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。
三、需⽤器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电⼦秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万⽤表（⾃备）。
信号与系统实验报告
电气学科大类2012 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)姓名丁玮学号U201216149 专业班号水电1204 同组者1 余冬晴学号U201216150 专业班号水电1204 同组者2 学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容实验分值评分实验一常用信号的观察实验二零输入响应、零状态相应及完全响应实验五无源滤波器与有源滤波器实验六LPF、HPF、BPF、BEF间的变换实验七信号的采样与恢复实验八调制与解调设计性实验实验名称/内容实验分值评分创新性实验实验名称/内容实验分值评分教师评价意见总分目录1.实验一常用信号的观察 (1)2.实验二零输入响应、零状态响应及完全响应 (4)3.实验五无源滤波器与有源滤波器 (7)4.实验六 LPF、HPF、BPF、BEF间的转换 (14)5.实验七信号的采样与恢复 (19)6.实验八调制与解调 (29)7.实验心得与自我评价 (33)8.参考文献 (34)实验一常用信号的观察一．任务与目标1.了解常见信号的波形和特点；2.了解常见信号有关参数的测量，学会观察常见信号组合函数的波形；3.学会使用函数发生器和示波器，了解所用仪器原理与所观察信号的关系；4.掌握基本的误差观察与分析方法。
二．总体方案设计1.实验原理描述信号的方法有许多种，可以用数学表达式（时间的函数），也可以使用函数图形（信号的波形）。
信号可以分为周期信号和非周期信号两种。
普通示波器可以观察周期信号，具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。
目前，常用的数字示波器可以方便地观察周期信号及非周期信号的波形。
2.总体设计⑴观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形，如y=sin(nx)+cos(mx)。
⑵用示波器测量信号，读取信号的幅值与频率。
三．方案实现与具体设计1.用函数发生器产生正弦波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；2.用函数发生器产生方波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；3.用函数发生器产生三角波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；4.用函数发生器产生锯齿波，并且设定波形的峰值及频率，用示波器观察并记录波形，测量和读取信号的幅值与频率；5.用函数发生器产生两个不同频率的正弦波，分别设定波形的峰值及频率，用示波器叠加波形，并观察组合函数的波形。
测试信号实验指导
实验一 典型信号频谱分析一. 实验目的1. 在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。
2. 了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。
二. 实验原理正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，通过对这些典型信号的频谱进行分析，掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法。
并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。
信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、功率谱、对数谱等等。
利用频谱分析仪，把信号按数学关系作为频率的函数显示出来，其工作方式有模拟式和数字式二种。
模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础，从信号中选出各个频率成分的量值；数字式频谱分析仪以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础，实现信号的时—频关系转换分析。
傅立叶变换可以把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅值。
信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)。
时域信号x(t)的傅氏变换为：式中X(f)为信号的频域表示，x(t)为信号的时域表示，f 为频率。
3. 周期信号的频谱分析周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件：x ( t ) = x ( t + nT )从数学分析已知，任何周期函数在满足狄利克利（Dirichlet ）条件下，可以展开成正交函数线性组合的无穷级数，如正交函数集是三角函数集（sinn ω0t,cosn ω0t ）或复指数函数集（tjn e0ω），则可展开成为傅里叶级数，通常有实数形式表达式：直流分量幅值为：各余弦分量幅值为：各正弦分量幅值为： 利用三角函数的和差化积公式，周期信号的三角函数展开式还可写如下形式：dte t xf X ft j ⎰+∞∞--=π2)()(∑∞=++=+++++=1000020201010sin cos sin cos sin cos )(n n n tn b t n a a t b t a t b t a a x x ωωωωωω⎰-=2/2/0)(1T T dtt x T a ⎰⎰--==2/2/02/2/02sin )(2sin )(2T T T T n tdt nf t x T tdt n t x T b πω⎰⎰--==2/2/02/2/02cos )(2cos )(2T T T T n tdt nf t x T tdt n t x T a πω∑∞=-+=100)cos()(n n n t n A A x x ϕω直流分量幅值为： A 0 = a 0 各频率分量幅值为： 各频率分量的相位为：式中，T —周期，T=2π/ω0；ω0—基波圆频率；f 0—基波频率；n=0,±1, ……。
信号系统实验报告
福建xx大学xx学院信息工程类实验报告课程名称：信号与系统姓名：XXX系：电子信息工程专业：电子信息工程年级：XXX级学号：XXX指导教师：XXX职称：讲师XXX年12 月17日实验项目列表XXX 信息工程类实验报告系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 07级 姓名： XXX 学号： XXX 实验课程： 信号与系统实验室号：_信号与系统实验室 实验设备号： 01 实验时间： 11.19 指导教师签字： 成绩：实验一 函数信号发生器1、 实验目的1）了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。
2）熟悉信号与系统实验箱信号产生和测试的方法。
2、 实验仪器1）信号与系统实验箱一台。
2）20MHz 双踪示波器一台。
3、 实验原理ICL8038是单片机集成函数信号发生器，其内部框图如图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-V EE图1.1 ICL8038原理方框图外接电容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。
信号与系统实验_信号的基本运算单元
信号与系统实验_信号的基本运算单元学号：2 姓名：实验⼀信号的基本运算单元⼀、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．复习matlab软件的使⽤⽅法。
三、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。
四、实验内容1、⽤matlab编写两个正弦信号（⼀个⾼频，⼀个低频）相加，相减，相乘。
绘出频谱图，并说明意义clc,clearsyms t w;N = 6724;t =0:0.01:(N-1)/100;W =t*100/N;%产⽣⾼频以及低频信号并进⾏运算f1 = 4/8*sin(10^4*t);f2 = 4/10*sin(t+pi/5);f3 = f1+f2;f4 = f1-f2;f5 = f1.*f2;%进⾏傅⾥叶变换F1w = abs(fft(f1,N))*2/N;F2w = abs(fft(f2,N))*2/N;F3w = abs(fft(f3,N))*2/N;F4w = abs(fft(f4,N))*2/N;F5w = abs(fft(f5,N))*2/N;%%绘图%f1学号：2 姓名：subplot(5,2,1),plot(t,f1);title('f1');subplot(5,2,2),plot(W,F1w); title('F1w');%f2subplot(5,2,3),plot(t,f2);title('f2');subplot(5,2,4),plot(W,F2w); title('F2ww');%f3subplot(5,2,5),plot(t,f3);title('f3=f1+f2');subplot(5,2,6),plot(W,F3w); title('F3w');%f4subplot(5,2,7),plot(t,f4);title('f4=f1-f2');subplot(5,2,8),plot(W,F4w); title('F4w');%f5subplot(5,2,9),plot(t,f5);title('f5=f1*f2');subplot(5,2,10),plot(W,F5w); title('F5ww');学号：2 姓名：解释：两个正弦信号的相加、相减、相乘，周期为两正弦信号周期的最⼩公倍数，包络线是低频正弦信号的分量，⾼频信号主要影响包络线内信号的频率，相加、相乘和相减幅值、相位都会发⽣改变。
信号与测试实验一报告
电气工程施工方案1资料一、项目概述本电气工程施工方案旨在对某项目的电气工程施工进行详细规划和安排，确保施工过程顺利进行，工程质量达标。
本工程位于某地区的工业园区，主要包括供电系统、配电线路、照明系统等。
二、施工内容1. 供电系统•主要设备：选用厂家为XX公司的变压器和配电柜，带电压稳定器。
•供电方式：由当地供电局进行供电，备有应急发电机组。
•供电线路：采用金属电缆敷设，经过耐电压测试。
2. 配电线路•线路布置：根据施工图纸，设计良好的线路布置方案，确保线路合理，避免交叉。
•线路材料：选用优质电缆，符合国家相关标准。
3. 照明系统•照明布置：根据场地要求，设计合理的照明方案，确保照明充足、均匀。
•照明设备：选择能效高、寿命长的LED灯具，符合国家能效标准。
三、施工工艺1.施工准备：–检查施工图纸和材料，做好施工计划。
–安排施工人员，确保人员到位。
2.施工过程：–按照图纸要求铺设线路、安装设备，保证工程质量。
–注意施工安全，加强现场管理。
3.施工验收：–完成施工后的功能测试，保证设备正常运行。
–进行电气检测，确保符合规范。
四、施工进度安排根据施工计划，工程预计总时长为XX天，具体进度安排如下：•第一阶段：供电系统施工，预计耗时XX天。
•第二阶段：配电线路铺设，预计耗时XX天。
•第三阶段：照明系统安装，预计耗时XX天。
•最后阶段：整体验收，预计耗时XX天。
五、施工注意事项1.施工现场要求整洁，确保施工安全。
2.施工人员要做好个人防护，遵守工艺规范。
3.施工过程中要遵循相关法规标准，不得擅自更改设计方案。
以上为电气工程施工方案1资料，具体施工实施过程中，如有变更需及时调整计划，确保工程顺利完成。
信号分析与处理实验一 基本信号的产生和时域抽样实验
实验项目名称：基本信号的产生和时域抽样实验 实验项目性质：普通实验 所属课程名称：信号分析与处理 实验计划学时：2一、实验目的1学习使用matlab 产生基本信号波形、实现信号的基本运算2熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解； 3 加深理解频谱离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握频域抽样定理的基本内容。
二、实验内容和要求1 用Matlab 产生以下序列的样本，并显示其波形： (a): ()(0.9)cos(0.2/3),020n x n n n ππ=+≤≤(b): )20()5()(---=n u n u n x(c): )n(nx-=*5.0exp()(d): )xπn=1.0sin()(n(e): ||1000)(t a e t x -=(f): )()sin()(0t u t Ae t x t a Ω=-α2 设||1000a )t (x t e -=（a ）：求其傅里叶变换)jw (X a ；（b ）：用频率Hz s 5000F =对)t (x a 进行采样，求出采样所得离散时间信号]n [x a1的傅里叶变换)(X 1jw a e ；再用频率Hz s 1000F =对)t (x a 进行采样，求出采样所得离散时间信号]n [x a2的傅里叶变换)(X a2jw e ；（c）：分别针对（b）中采样所得离散时间信号]n[xa1和]n[xa2，重建出对应的连续时间信号)t(xa1和)t(xa2，并分别与原连续时间信号)t(xa进行比较；根据抽样定理（即Nyquist定理）的知识，说明采样频率对信号重建的影响。
3 已知序列x[k]={1,1,1;k=0,1,2},对其频谱)X进行抽样，分别取( j eN=2,3,10，观察频域抽样造成的混叠现象。
x=[1,1,1];L=3;N=256;omega=[0:N-1]*2*pi/N;X0=1+exp(-j*omega)+exp(-2*j*omega);plot(omega./pi,abs(X0));xlabel('Omega/PI');hold onN=2;omegam=[0:N-1]*2*pi/N;Xk=1+exp(-j*omegam)+exp(-2*j*omegam);stem(omegam./pi,abs(Xk),'r','o');hold off00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82Omega/PI4、A 编制实验用主程序及相应子程序。
信号与系统实验1
信号与系统实验一7.1(7.2)、利用MATLAB的向量表示法和符号运算功能表示下列连续信号的时域波形。
1、f(t)=4sin(2πt-π/4)向量法：t=-2*pi:pi/50:2*pi;y=4*sin(2*pi*t-pi/4);plot(t,y)符号法：syms tf=sym('4*sin(2*pi*t-pi/4)')ezplot(f,[-pi,pi])(2)f(t)=(1-e-2t)u(t)向量法：t=-1:0.01:1;f=(1-exp(-2*t)).*Heaviside(t);plot(t,f)set(gcf,'color','w')title('exp(-2t)')xlabel('t')符号法：syms t;f=('(1-exp(-2*t)).*Heaviside(t)')ezplot(f,[-2,2])7.3 利用matlab绘出下列离散序列的离散波形。
（3）x(n)=n[u(n)-u(n-5)]n=-3:8;x=n.*(jyxl(n)-jyxl(n-5));stem(n,x,'filled')title('x(n)=n[u(n)-u(n-5)]')xlabel('n')7.4、用MATLAB编程绘制出下列连续时间信号的时域波形，观察信号是否为周期信号？若是周期信号，周期是多少？若不是周期信号，请说明原因。
（1）f(t)=sin(t)+2sin(πt)syms tf=sym('sin(t)+2*sin(pi*t)') ezplot(f,[-5*pi,5*pi])答：此信号不是周期信号，因为T1=2π，T2=2，周期之比为无理数，所以不是周期信号。
7.5 用MATLAB编程绘制出下列复信号的实部、虚部模、辐角随时间变化的曲线，观察分析复信号的时域特征。
实验一 常用信号分类与观察山东交通学院
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、实验仪器1 1块2、双踪示波器 1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、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atKe t f )(。
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：图1-1 指数信号2、指数衰减正弦信号：其表达式为 )0( )sin()0( 0)(⎩⎨⎧><=-t t Ket t f atω ， 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：ttt S a sin )(=。
)(t S a 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：图1-3 抽样信号4、钟形信号（高斯函数）： 其表达式为：2)t()(τ-=Eet f ，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。
6、方波信号：信号周期为T ，前2T 期间信号为正电平信号，后2T期间信号为负电平信号。
TP1测试点可观测的常见信号主要有：指数信号（增长）、指数信号（衰减）、指数正弦信号（增长）、指数正弦信号（衰减）、抽样信号以及钟形信号。
观测前首先需将拨码开关SW1拨为00000001，规信号观测功能；然后通过设置S3对应选择常规信号类型，如下表所示：四、实验步骤任务一常用信号的波形观测预备工作：将拨码开关SW1置为“00000001”（开关拨上为1，拨下为0）, 打开实验箱及模块电源，按下复位键S2加载常用信号观测功能。
通信原理：实验一 信号源实验
实验一信号源实验一、实验目的1、了解通信原理实验箱的基本结构。
2、熟练掌握主控&信号源模块的使用方法。
3、熟练掌握数字存储示波器的基本使用方法。
4、理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。
二、实验内容1、观察频率连续可变正弦信号输出波形。
2、观察128KHZ和256KHZ正弦信号输出波形3、观察位同步信号和帧同步信号的输出。
4、观察PN序列的输出。
三、实验仪器1、主控&信号源模块一块2、数字存储双踪示波器一台3、连接线若干四、实验介绍1、信号源模块在实验箱中名称为---- 主控&信号源模块。
其按键及接口说明如图1-1所示：2、主控&信号源模块功能说明A.模拟信号源功能模拟信号源菜单由“模拟信号源”按键进入，该菜单下按“选择/确定”键可以依次设置：“输出波形” ~ “输出频率” 一 “调节步进” → “音乐输出”-“占空比”(只有在图图1-2模拟信号源菜单示意图注意:上述设置是有顺序的。
例如,从“输出波形”设置切换到“音乐输出”需要按3 次“选择/确定”键。
下面对每一种设置进行详细说明：a. “输出波形”设置输出方波模式下才出现)。
在设置状态下, 选择“选择/确定”就可以设置参数了。
菜单如模拟信号源输出波形：正弦波 输出频率：OOOLOOKHz 调节步进：IOHz 音乐输出：音乐1 模拟信号源 输出波形：方波 输出频率：000 LOOKHz 调节步进：10HZ 音乐输出：音乐1 占空比：50% (a)输出正弦波时没有占空比选项 (b)输出方波时有占空比选项图1-1 主控&信号源按键及接口说明一共有6种波形可以选择:正弦波：输出频率IOHZ~2MHz方波：输出频率IOHZ~200KHz三角波：输出频率IOHZ~200KHzDSBFC （全载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。
输出全载波双边带调幅。
DSBSC （抑制载波双边带调幅）：由正弦波作为载波，音乐信号作为调制信号。
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。
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。
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、熟悉与掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数;2、掌握连续时间与离散时间信号的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MA TLAB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MA TLAB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。
基本要求:掌握用MA TLAB描述连续时间信号与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与运算,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MA TLAB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)一般都就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,这些信号都就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,即横轴与纵轴,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),不管这个独立变量就是否就是时间变量。
在自然界中,大多数信号的时间变量都就是连续变化的,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、压力与声音信号就就是连续时间信号的例子。
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实验一、基本信号分析
一、实验目的
1.掌握基本信号的时域和频域分析方法
2.掌握信号的自相关和互相关分析，了解其应用
二、实验原理
（1）信号的时域和频域转换
目的：研究分析信号的时域特征（如持续时间、幅值、周期等）和信号的频域特征（如是否含有周期性信号、信号的频率带宽等）
转换方法：时域有限长序列 频域有限长序列： 离散傅里叶变换 （2）信号相关性
相关是用来描述一个随机过程自身在不同时刻的状态间，或者两个随机过程在某个时刻状态间线性依从关系的数字特征。
自相关函数定义为：xx 0
1()lim
()()T
T R x t x t dt T ττ→∞=+⎰ 互相关函数定义为： xx 0
1()lim ()()T
T
R x t x t dt T ττ→∞=+⎰
三、实验内容与步骤
（1）产生不同的周期信号，包括正弦信号、方波信号、锯齿波信号，在时域分析这些波形特征（幅值、频率（周期））。
上图为幅值为2频率为20Hz的正弦信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。
从频谱图上看出，f=20Hz时频域的幅值最大，和时域图吻合。
上图为幅值为3频率为5Hz的方波信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。
从频谱图上看出，方波信号傅里叶分解后由一个频率为5Hz的基波和无数个高次谐波组成。
以幅值衰减十倍为带宽，由图可知此方波信号带宽约为35Hz
上图为幅值为4频率为10Hz的三角波信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。
从频域图看出，在10Hz的整数倍频率上，频域幅值出现了峰值，其后有无数个谐波和基波一起组成了三角波。
以幅值衰减十倍为带宽，由图可知此三角波信号带宽约为80Hz
（2）在Matlab中产生随机噪声、阶跃信号（选作）、矩形脉冲（选作）
上图为平均振幅为5的噪声信号，下图为快速傅立叶变换得出的频谱图，从频谱图可以看出，白噪声信号的频谱杂乱无章，随机分布，无明显规律。
上图为阶跃信号，下图为快速傅立叶变换得出的频谱图，从频谱图可以看出，阶跃信号的频谱杂在0处为峰值，随着频率的增大谐波峰值逐渐衰减。
上图为矩形脉冲信号，下图为快速傅立叶变换得出的频谱图，从频谱图可以看出，矩形脉冲信号的频谱同阶跃信号类似，在0处为峰值，随着频率的增大谐波峰值逐渐衰减。
（4）产生复合信号
由3个不同频率、幅值的正弦信号叠加的信号，从图形上判断信号的特征
由频率为7Hz、1Hz、2Hz的正弦信号组成的复合信号，上图为时域图，下图为频域图，从图中可以看出，经过傅里叶变换后，频谱图在7Hz、1Hz、2Hz 处出现了峰值，且幅值比例与各信号分量幅值吻合。
产生由正弦信号和随机信号叠加的混合信号，从图形上判断信号的特征
频率为5Hz 的正弦信号与噪声信号叠加后，上图为时域信号图，下图为通过快速傅立叶变换获得的频谱图。
与没有叠加噪声信号的正弦波相比，时域波形出现了毛刺，而频谱图中除了在5Hz处有峰值外，在其他频率均为白噪声均匀分布。
产生由正弦信号和方波叠加的信号，从图形上判断信号的特征
频率为5Hz的正弦信号和频率为2Hz的方波信号进行叠加，上图为时域信号，下图为频谱图。
从时域图上可以看出，正弦波形叠加方波后有了明显的畸变。
对比前面的频谱图，此频谱图可视为正弦信号和方波信号频谱图的叠加。
（6）产生一个基波信号，显示图形；按照方波的傅里叶级数展开的规律再叠加一个三次谐波，显示图形；再叠加一个五次谐波，显示图形；．．．．．．。
观察信号的变化。
将以上图形显示在同一张图的不同部分。
周期方波信号的傅里叶级数展开式为：
用基波信号、三次谐波、五次谐波、七次谐波、九次谐波、十一次谐波信号
逐渐叠加逼近方波信号，可以明显的看出叠加后的波形越来越逼近于方波信号。
（7）产生一个周期信号，进行自相关运算，说明周期信号进行自相关运算后的信号与原信号相比的特点。
...)
9sin 91
7sin 715sin 513sin 31(sin 4)(+++++=wt wt wt wt wt A
t f
π
对频率为1Hz的正弦波信号进行自相关分析，可以看出，得到的自相关信号波形为偶函数，也是一个周期性函数，在t=0处出现最大值。
（8）对白噪声信号进行自相关运算，观察运算后信号特征，并叙述产生这种现象的原因。
对白噪声信号进行自相关分析，可以看出，自相关波形为偶函数，只有在0
处取得最大值，且该值是白噪声信号的均方值。
（9）对（7）中产生的周期信号叠加白噪声，进行自相关运算，观察信号特征，说明自相关后信号的特点。
将频率为1Hz的正弦波叠加白噪声后进行相关分析，可以看出，相关分析后获得的波形噪声影响不再那么明显，大致能看出原信号的频率和幅值等。
（10）产生两个同频率的周期信号，进行互相关运算，观察运算后的信号，说明互相关后信号的特点。
频率均为1Hz、幅值相同的正弦信号和方波信号进行互相关运算，可以看出，获得的信号也是周期性信号，且频率不变。
（11）产生两个不同频率的周期信号，进行互相关运算，观察运算后的信号，说明互相关后信号的特点。
频率分别为1Hz的正弦信号和2Hz的方波信号进行互相关运算，得到的互相关波形的幅值基本为0，这说明两个不同频率的正弦信号基本不相关。
(12) 综合附加任务
其中一个数据为几个正弦信号和低幅值噪声信号的叠加，另一个为噪声信号，请用适当的方法将其区分开来，并指出正弦信号的频率和其所占的比例；
通过对data1进行傅里叶变换，可以看出傅里叶变换后有五个明显的峰值，可知data1是由幅值为1.5频率为0.05Hz的正弦信号,幅值为1频率为0.1Hz 的正弦信号,幅值为0.5频率为0.02Hz的正弦信号，幅值为0.5频率为0.01Hz 的正弦信号等叠加而成的。
通过对data2进行傅里叶变换，可以看出傅里叶变换后无明显规律，这说明data2为白噪声。
四、总结
动态信号从时间域变换到频率域主要通过傅立叶级数和傅立叶变换实现。
周期信号靠傅立叶级数，非周期信号靠傅立叶变换。
互相关函数有许多实际的用途，比如通过不同的传感器检测不同方向到达的声音信号，通过对不同方位传感器间的信号进行互相关可计算声音到达不同传感器间的时延。
自相关函数还可以用来计算周期信号的周期。