中北大学《信号与系统》实验报告.doc
中北大学《信号与系统》实验报告

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)()(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∆。
信号与系统测试报告

信号与系统测试报告在进行信号与系统测试时,我们主要关注信号的特性以及系统的响应。
通过测试,我们可以验证系统的性能是否符合设计要求,以及信号是否能够正确地传输和处理。
本次测试旨在评估系统的频率响应、时域响应和稳定性等方面的表现,以确保系统能够准确、稳定地工作。
我们对系统的频率响应进行了测试。
通过输入不同频率的信号,我们可以观察系统对不同频率信号的响应情况。
测试结果显示,系统在特定频率范围内表现良好,能够准确地传输信号并保持稳定。
然而,在高频率下系统的响应有所下降,需要进一步优化以提高高频响应能力。
我们对系统的时域响应进行了测试。
通过输入不同形状的信号,如方波、正弦波等,我们可以观察系统对信号的延迟、失真等情况。
测试结果显示,系统在时域上能够准确地响应输入信号,并且延迟较小,失真程度也较低。
这表明系统具有良好的时域特性,能够满足实际应用中的需求。
我们还对系统的稳定性进行了测试。
通过输入不同幅度的信号,我们可以观察系统的稳定性和抗干扰能力。
测试结果显示,系统在输入信号幅度较小的情况下表现稳定,但在输入信号幅度较大时出现了一定程度的失真。
这提示我们需要进一步优化系统的动态范围,以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
综合以上测试结果,我们可以得出结论,系统在频率响应、时域响应和稳定性等方面表现良好,能够满足大多数实际应用的需求。
然而,仍有一些方面需要进一步优化,如提高高频响应能力、优化动态范围等。
通过持续的测试和优化,我们相信系统将能够更好地满足用户的需求,并在实际应用中发挥更大的作用。
总的来说,信号与系统测试是确保系统正常工作的重要环节。
通过不断测试和优化,我们可以提高系统的性能和稳定性,确保系统能够准确、稳定地传输和处理信号。
希望通过本次测试报告的分享,能够帮助更多的人了解信号与系统测试的重要性,促进系统技术的进步和发展。
中北大学《信号与系统》实验报告汇总

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)()(t h t P ∆∆→)()(lim )(lim )(00t 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 h k f t y k当0→∆时:⎰∑∞∞-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==ττδτd t f k t P k f t f t f k )()()()(lim )(lim )(00⎰∑∞∞-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==τττd t h f k t h k f t y t y k )()()()(lim )(lim )(00所以:∆∆-∆=-==∑⎰→∆)()(lim )()()(*)()(2102121k t f k f d 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 f n 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∆。
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。
(完整word版)信号与系统实验报告

实验三 常见信号的MATLAB 表示及运算一、实验目的1.熟悉常见信号的意义、特性及波形2.学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法二、实验原理根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能,在MATLAB 中,信号有两种表示方法,一种是用向量来表示,另一种则是用符号运算的方法。
在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后,就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。
1.连续时间信号从严格意义上讲,MATLAB 并不能处理连续信号。
在MATLAB 中,是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的,当取样时间间隔足够小时,这些离散的样值就能较好地近似出连续信号.在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。
⑴ 向量表示法对于连续时间信号()f t ,可以用两个行向量f 和t 来表示,其中向量t 是用形如12::t t p t 的命令定义的时间范围向量,其中,1t 为信号起始时间,2t 为终止时间,p 为时间间隔。
向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。
⑵ 符号运算表示法如果一个信号或函数可以用符号表达式来表示,那么我们就可以用前面介绍的符号函数专用绘图命令ezplot ()等函数来绘出信号的波形。
⑶ 常见信号的MATLAB 表示 单位阶跃信号单位阶跃信号的定义为:1()0t u t t >⎧=⎨<⎩ 方法一: 调用Heaviside(t )函数首先定义函数Heaviside(t ) 的m 函数文件,该文件名应与函数名同名即Heaviside.m 。
%定义函数文件,函数名为Heaviside ,输入变量为x ,输出变量为y function y= Heaviside (t)y=(t>0); %定义函数体,即函数所执行指令%此处定义t>0时y=1,t<=0时y=0,注意与实际的阶跃信号定义的区别.方法二:数值计算法在MATLAB 中,有一个专门用于表示单位阶跃信号的函数,即stepfun( )函数,它是用数值计算法表示的单位阶跃函数()u t 。
中北大学机械电子工程信号与系统实验报告

fs=10/pi; t=0:1/fs:10;xt=sin(2*t)+(cos(3*t)).^2; figure(1);012345678910012345678910-1-0.50.511.52tx tstem(t,xt);grid onfigure(2);plot(t,xt);grid onxlabel('t')ylabel('xt')012345678910fs=100/pi; t=0:1/fs:10;xt=sin(2*t)+(cos(3*t)).^2; figure(1); stem(t,xt,'*') grid on figure(2); plot(t,xt); grid on xlabel('t') ylabel('xt')012345678910-1-0.50.511.52tx tclear; close all ; dt=0.01; dw=0.1; t=-10:dt:10; w=-4*pi:dw:4*pi; x=sin(2*t)+cos(3*t).^2; X=x*exp(-j*t'*w)*dt; A=abs(X); plot(w,A);-15-10-551015012345678910请输入系统方程左面y 的系数[1 1 25] 请输入系统方程右面x 的系数[1 0]请输入系统方程左面y 的系数[1 1] 请输入系统方程右面x 的系数[1 -1]5100.51Magnitude responseFrequency in rad/sec 0510-2-1012Phase responseFrequency in rad/sec5100.51Real part of frequency responseFrequency in rad/sec510-0.50.5Imaginary part of frequency response Frequency in rad/sec5101111Magnitude responseFrequency in rad/sec 051001234Phase responseFrequency in rad/sec510-1-0.500.51Real part of frequency responseFrequency in rad/sec5100.51Imaginary part of frequency response Frequency in rad/sec请输入系统方程左面y 的系数[1 10 48 148 306 401 262] 请输入系统方程右面x 的系数[262]程序如下:clear alla=input('请输入系统方程左面y 的系数'); b=input('请输入系统方程右面x 的系数'); [H,w]=freqs(b,a); Hm=abs(H); phai=angle(H); Hr=real(H); Hi=imag(H); subplot(221)plot(w,Hm),grid on ,title('Magnitude response'),xlabel('Frequency in rad/sec') subplot(223)plot(w,phai),grid on ,title('Phase response'),xlabel('Frequency in rad/sec') subplot(222)plot(w,Hr),grid on ,title('Real part of frequency response'),xlabel('Frequency in rad/sec') subplot(224)plot(w,Hi),grid on , title('Imaginary part of frequency response'),xlabel('Frequency in rad/sec')51000.51Magnitude responseFrequency in rad/sec 0510-4-2024Phase responseFrequency in rad/sec510-1-0.500.51Real part of frequency responseFrequency in rad/sec510-1-0.500.51Imaginary part of frequency response Frequency in rad/secclear; close all ; dt=0.01; t=0:dt:100; x=sin(t)+sin(8*t); b=[262];a=[1 10 48 148 306 401 262]; sys=tf(b,a); h=impulse(sys,t); y=lsim(sys,x,t); subplot(321);plot(t,x); subplot(323);plot(t,h); subplot(325);plot(t,y); dw=0.1;w=-4*pi:dw:4*pi; X=x*exp(-j*t'*w)*dt; A=abs(X);[H,w]=freqs(b,a,w); Hm=abs(H); B=A.*Hm;subplot(322);plot(w,A); subplot(324);plot(w,Hm); subplot(326);plot(w,B);050100-202050100-0.500.51050100-101-20-10010200102030-20-10102000.51-20-1010200102030。
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告好啦,今天咱们来聊聊信号与系统实验报告。
这话题有点儿“高大上”,但咱们不妨来点轻松的,把它聊得有趣一些。
先说说信号是什么。
信号其实就是一种信息传递的方式,可能是声音,可能是光,甚至是你手机屏幕上刷过的每一条消息。
简单来说,信号就是承载着信息的载体。
你看,像咱们日常生活中,电台广播,手机接收到的短信,甚至你家电视里放的广告,它们都是信号的一种表现形式。
啊,听起来有点儿复杂吧?其实不难,就像你一收到朋友发来的微信,手机屏幕上跳出来的就是一个信号。
信号怎么才能“正常工作”呢?这就得说到“系统”了。
系统呢,说白了就是一套能够处理信号的工具。
你想啊,信号如果没有一个合适的“平台”去接收、传递和处理,那就变得一团乱麻了。
就像是你给朋友发了个短信,但他手机坏了,信号接收不进去,结果信息就白发了。
系统在这里就相当于是一个“修理工”,它能让信号顺利通过、准确无误地到达目的地。
接下来说说我们在实验中的“主角”——信号与系统。
你看,实验嘛,往往让我们有点“心慌慌”。
不过,信号与系统的实验其实有点像玩拼图。
你得先弄清楚信号的各种“形状”,然后用系统去“加工处理”,让它变得符合要求。
比如,咱们常用的模拟信号,它是一个连续的过程,类似于咱们生活中的声音一样,是没有间断的。
而数字信号呢,就像你手机屏幕上的数字,离散的,断断续续的。
每种信号都有自己独特的“脾气”,你得了解它们的特点,才能搭配合适的系统。
你要是觉得这些实验有点儿复杂,那就来点儿幽默的比喻吧。
信号就像是你的朋友说的话,而系统就是你听的耳朵。
朋友说话的声音,可能因为距离远近,语速快慢,甚至音量的大小而有所不同。
系统就得根据这些变化去处理,比如调节音量、清晰度,甚至过滤掉不必要的噪声。
你想想,假如你能在嘈杂的环境下清楚地听到朋友的声音,那就是系统给你提供的帮助。
信号与系统的实验,就是在这种“听”和“说”之间找到平衡点。
咱们得说说实验中的一些基本工具了。
中北大学《信号与系统》实验报告汇总

设微分方程:
均为降幂顺序。
则:1)、冲激响应为:impulse(b,a)
impulse(b,a,t)
impulse(b,a,t1:p:t2)
y=impulse( )
2)、阶跃响应为:step( )
3)、零状态响应:lism(b,a,x,t)
例如,编写程序,计算并绘制由下面的微分方程表示的系统的单位冲激响应h(t),单位阶跃响应s(t)。
1、根据示例程序的编程方法,编写一个MATLAB程序,,由给定信号x(t) = e-0.5tu(t)
求信号y(t) = x(1.5t+3),并绘制出x(t)和y(t)的图形。
编写的程序如下:
信号x(t)的波形图和信号y(t) = x(1.5t+3)的波形图
此处粘贴图形此处粘贴图形
2、计算并用MATLAB实现下列信号的卷积
MATLAB范例程序如下:
% Program2
% This program is used to compute the impulse response h(t)andthe step responses(t)of a
% continuous-time LTI system
clear, close all;
subplot(222)
plot(t,h),grid on,title('Signal h(t)'),axis([t0,t1,-0.2,1.2])
subplot(212)
t=2*t0:dt:2*t1;% Again specify the time range to be suitable to the
% convolution of x and h.
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告信号与系统课堂实验报告实验一:一.实验项目名称:表示信号、系统的MATLAB 函数、工具箱二.实验原理:利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理,首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。
常见的基本信号可以简要归纳如下: 1.单位抽样序列()?≠==0001n n n δ在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现 ()N zeros x ,1=;()11=x 如果()n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到()k n -δ,即: ()??≠==-kn kn k n 01δ2.单位阶跃序列()?<≥=0001n n n u在MATLAB 中用one()函数实现()N ones x ,1=3.正弦序列())(?π+=Fs fn A n x /2sin利用MATLAB 实现)/***2sin(*1:0fai Fs n f pi A x N n +=-=4.复正弦序列()jwn e n x =利用MATLAB 实现)**exp(1:0n w j x N n =-=5.指数序列 ()n a n x =利用MATLAB 实现na x N n ^1:0=-=三.实验目的目的:1、加深对常用离散信号的理解;2、熟悉表示信号的基本MATLAB 函数。
任务:基本MATLAB 函数产生离散信号;基本信号之间的简单运算;判断信号周期。
四.实验内容内容(一):使用实验仿真系统内容(二):MATLAB 仿真五.实验器材计算机、MATLAB 软件。
六.实验步骤内容一:信号的表示及简单运算1.在MATLAB环境下输入命令>>xhxt启动《信号与系统》MATLAB实验工具箱。
点击按钮“点击进入”,进入工具箱主界面。
如图所示,选中实验模块对应列表框的第一项“实验一表示信号、系统的MATLAB函数、工具箱”,点击按钮“进入实验”;2、实验一的启动界面,如图所示。
仔细阅读实验目的和实验内容,然后点击按钮“进入实验”,打开实验一主界面。
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。
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告一、实验目的信号与系统是电子信息类专业的一门重要基础课程,通过实验可以更深入地理解信号与系统的基本概念和原理,掌握信号的分析与处理方法,提高实践动手能力和解决实际问题的能力。
本次实验的目的主要包括以下几个方面:1、熟悉信号的表示与运算,包括连续时间信号和离散时间信号。
2、掌握线性时不变系统的特性和分析方法。
3、学会使用实验设备和软件工具进行信号的产生、采集、分析和处理。
4、培养观察、分析和总结实验结果的能力,以及撰写实验报告的规范和能力。
二、实验设备与软件本次实验使用的设备和软件主要有:1、计算机一台2、 MATLAB 软件三、实验内容与步骤(一)连续时间信号的表示与运算1、生成常见的连续时间信号,如正弦信号、余弦信号、方波信号、三角波信号等。
在MATLAB 中,使用`sin`、`cos`函数可以生成正弦和余弦信号,例如:`t = 0:001:10; y = sin(2pit); plot(t,y);`可以生成一个频率为 1Hz 的正弦信号。
使用`square`函数可以生成方波信号,`sawtooth`函数可以生成三角波信号。
2、对连续时间信号进行基本运算,如加法、减法、乘法和微分、积分等。
信号的加法和减法可以直接将对应的函数相加或相减,例如:`y1 = sin(2pit); y2 = cos(2pit); y = y1 + y2; plot(t,y);`实现了正弦信号和余弦信号的加法。
乘法运算可以通过相应的函数相乘实现。
微分和积分可以使用`diff`和`cumtrapz`函数来完成。
(二)离散时间信号的表示与运算1、生成常见的离散时间信号,如单位脉冲序列、单位阶跃序列、正弦序列等。
单位脉冲序列可以通过数组的定义来实现,例如:`n = 0:10; x =1,zeros(1,10); stem(n,x);`单位阶跃序列可以通过逻辑判断来生成。
正弦序列使用`sin`函数结合离散时间变量生成。
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一、引言信号与系统是电子信息工程领域中的重要基础课程,通过实验可以加深对于信号与系统理论的理解和掌握。
本次实验旨在通过实际操作,验证信号与系统的基本原理和性质,并对实验结果进行分析和解释。
二、实验目的本次实验的主要目的是:1. 了解信号与系统的基本概念和性质;2. 掌握信号与系统的采样、重建、滤波等基本操作;3. 验证信号与系统的时域和频域特性。
三、实验仪器与原理1. 实验仪器本次实验所需的主要仪器有:信号发生器、示波器、计算机等。
其中,信号发生器用于产生不同类型的信号,示波器用于观测信号波形,计算机用于数据处理和分析。
2. 实验原理信号与系统的基本原理包括采样定理、重建定理、线性时不变系统等。
采样定理指出,对于带限信号,为了能够完全恢复原始信号,采样频率必须大于信号最高频率的两倍。
重建定理则是指出,通过理想低通滤波器可以将采样得到的离散信号重建为连续信号。
四、实验步骤与结果1. 采样与重建实验首先,将信号发生器输出的正弦信号连接到示波器上,观察信号的波形。
然后,将示波器的输出信号连接到计算机上,进行采样,并通过计算机对采样信号进行重建。
最后,将重建得到的信号与原始信号进行对比,分析重建误差。
实验结果显示,当采样频率满足采样定理时,重建误差较小,重建信号与原始信号基本一致。
而当采样频率不满足采样定理时,重建信号存在失真和混叠现象。
2. 系统特性实验接下来,通过调节示波器和信号发生器的参数,观察不同系统对信号的影响。
例如,将示波器设置为高通滤波器,通过改变截止频率,观察信号的低频衰减情况。
同样地,将示波器设置为低通滤波器,观察信号的高频衰减情况。
实验结果表明,不同系统对信号的频率特性有着明显的影响。
高通滤波器会使低频信号衰减,而低通滤波器则会使高频信号衰减。
通过调节滤波器的参数,可以实现对信号频率的选择性衰减。
五、实验分析与讨论通过本次实验,我们对信号与系统的基本原理和性质有了更深入的理解。
信号与系统实验报告

信号与系统实验报告信号与系统试验报告通信三班20211828张殿洋西南交通大学信息科学与技术学院实验一 ........................................................................... ............... 3 一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验原理 (3)四、MATLAB程序 ...............................................................5 五、程序运行结果图 ............................................................ 8 六、分析比较与总结 .......................................................... 10 实验二 ........................................................................... ............. 11 一、实验目的 (11)二、实验要求 (11)三、实验原理 (11)四、MATLAB程序 .............................................................13 五、程序运行结果图 .......................................................... 17 六、分析比较与总结 . (20)实验一一、实验目的:1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法;2、观察截短傅里叶级数产生的Gibbs现象,了解其特点及产生的原因;3、掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义;4、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征以及傅里叶变换的主要性质;5、学习掌握利用MATLAB语言编写计算CTFS、CTFT的程序,并能利用这些程序对一些典型信号进行频谱分析,验证CTFT的若干重要性质。
《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。
中北信号与系统实验指导书(13级)资料

《信号与系统》实验指导书课程名称:信号与系统课程属性:技术基础实验教材名称:《信号与系统》(第2版)学时:4应开实验学期:3年级 1学期适用专业:机械电子工程先修课程:《电工技术》、《信号与系统》一、教学目的“信号与系统”是机械电子工程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,既要求坚实的理论基础,又要求有严格的工程技术培训,不断提高实验研究能力、分析计算机能力、总结归纳能力和解决各种实实际际问题的能力。
二、教学基本要求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,做好本课程的实验,是学好本课程的重要教学辅助环节。
三、教材及参考书目《信号与系统》(第二版)郑君里等主编高等教育出版社2000年5月出版《信号与系统》(第二版)陈后金等编著清华大学出版社北京交通大学出版社2005年8月出版四、其它说明1、实验以两人为一小组,提供每小组一台电脑操作第一部分 信号视频分析及仿真实验一、 信号波形仿真实验1.1.1内容提要1.掌握信号定义及两种描述方法;2.掌握信号波形的物理意义,连续信号经过抽样输出离散信号的过程;3.掌握采样定理的意义,抽样周期的选择条件;4.掌握用MATLAB 语言进行信号描述的方法。
1.1.2基本要求对信号时域波形在MATLAB 语言环境中的基本编程方法能够理解,熟练使用,为以下的实验打下基础。
1.1.3实验原理及方法1 信号的定义与描述信号是指消息的表现形式与传送载体,可以广义地定义为随一些参数变化的某种物理量。
在数学上,信号可以表示为一个或多个变量的函数。
描述信号的基本方法是学出它的数学表达式,此表达式是时间的函数,绘出函数的图像称为信号的波形。
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引言信号与系统是电子与通信工程领域中的重要基础课程,通过实验可以更好地理解信号与系统的概念、特性和应用。
本实验报告旨在总结和分析在信号与系统实验中所获得的经验和结果,并对实验进行评估和展望。
实验一:信号的采集与重构本实验旨在通过采集模拟信号并进行数字化处理,了解信号采集与重构的原理和方法。
首先,我们使用示波器采集了一个正弦信号,并通过模数转换器将其转化为数字信号。
然后,我们利用数字信号处理软件对采集到的信号进行重构和分析。
实验结果表明,数字化处理使得信号的重构更加准确,同时也提供了更多的信号处理手段。
实验二:滤波器的设计与实现在本实验中,我们学习了滤波器的基本原理和设计方法。
通过使用滤波器,我们可以对信号进行频率选择性处理,滤除不需要的频率分量。
在实验中,我们设计了一个低通滤波器,并通过数字滤波器实现了对信号的滤波。
实验结果表明,滤波器能够有效地滤除高频噪声,提高信号的质量和可靠性。
实验三:系统的时域和频域响应本实验旨在研究系统的时域和频域响应特性。
我们通过输入不同频率和幅度的信号,观察系统的输出响应。
实验结果表明,系统的时域响应可以反映系统对输入信号的时域处理能力,而频域响应则可以反映系统对输入信号频率成分的处理能力。
通过分析系统的时域和频域响应,我们可以更好地理解系统的特性和性能。
实验四:信号的调制与解调在本实验中,我们学习了信号的调制与解调技术。
通过将低频信号调制到高频载波上,我们可以实现信号的传输和远距离通信。
实验中,我们使用调制器将音频信号调制到无线电频率上,并通过解调器将其解调回原始信号。
实验结果表明,调制与解调技术可以有效地实现信号的传输和处理,为通信系统的设计和实现提供了基础。
结论通过本次信号与系统实验,我们深入了解了信号的采集与重构、滤波器的设计与实现、系统的时域和频域响应以及信号的调制与解调等基本概念和方法。
实验结果表明,信号与系统理论与实践相结合,可以更好地理解和应用相关知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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 )()(t h t P ∆∆→
)()(lim )(lim )(0
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 h k f t y k
当0→∆时:⎰∑∞
∞
-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==ττδτd t f k t P k f t f t f k )()()()(lim )(lim )(00
⎰∑∞∞-∞-∞=∆→∆∆→∆-=∆∆-∆==τττd t h f k t h k f t y t y k )()()()(lim )(lim )(00
所以:
∆
∆-∆=-==∑⎰→∆)()(lim )()()(*)()(2102121k t f k f d t f f t f t f t s τ
ττ 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 f n 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∆。
3、 连续卷积坐标的确定:
设)(1t f 非零值坐标范围:t1~t2,间隔P
)(2t f 非零值坐标范围:tt1~tt2,间隔P
)(*)()(21t f t f t s =非零值坐标:t1+tt1~t2+tt2+1
根据给定的两个连续时间信号x(t) = t[u(t)-u(t-1)]和h(t) = u(t)-u(t-1),编写程序,完成这
两个信号的卷积运算,并绘制它们的波形图。
范例程序如下:
先编写单位阶跃函数u(t)
function y=u(t)
y=(t>=0);
% Program1
% This program computes the convolution of two continuou-time signals
clear;close all;
t0 = -2; t1 = 4; dt = 0.01;
t = t0:dt:t1;
x = u(t)-u(t-1);
h = t.*(u(t)-u(t-1));
y = dt*conv(x,h); % Compute the convolution of x(t) and h(t)
subplot(221)
plot(t,x), grid on, title('Signal x(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2])
subplot(222)
plot(t,h), grid on, title('Signal h(t)'), axis([t0,t1,-0.2,1.2])
subplot(212)
t = 2*t0:dt:2*t1; % Again specify the time range to be suitable to the
% convolution of x and h.
plot(t,y), grid on, title('The convolution of x(t) and h(t)'), axis([2*t0,2*t1,-0.1,0.6]),
xlabel('Time t sec')
在有些时候,做卷积和运算的两个序列中,可能有一个序列或者两个序列都非常长,甚至是无限长,MATLAB处理这样的序列时,总是把它看作是一个有限长序列,具体长度由编程者确定。
实际上,在信号与系统分析中所遇到的无限长序列,通常都是满足绝对可和或绝对可积条件的信号。
因此,对信号采取这种截短处理尽管存在误差,但是通过选择合理的信号长度,这种误差是能够减小到可以接受的程度的。
若这样的一个无限长序列可以用一个数学表达式表示的话,那么,它的长度可以由编程者通过指定时间变量n的范围来确定。
例如,对于一个单边实指数序列x[n] = 0.5n u[n],通过指定n的范围为0 ≤n ≤100,则对应的x[n]的长度为101点,虽然指定更宽的n的范围,x[n]将与实际情况更相符合,
但是,注意到,当n 大于某一数时,x[n]之值已经非常接近于0了。
对于序列x[n] = 0.5n u[n],当n = 7时,x[7] = 0.0078,这已经是非常小了。
所以,对于这个单边实指数序列,指定更长的n 的范围是没有必要的。
当然,不同的无限长序列具有不同的特殊性,在指定n 的范围时,只要能够反映序列的主要特征就可以了。
4、 系统的响应:
设微分方程: )()()(0)(0t f b t y a j M j j i N i i
∑∑===
][][01210121b b b b b b a a a a a a M M M N N N
----== 均为降幂顺序。
则:1)、冲激响应为:impulse(b,a)
impulse(b,a,t)
impulse(b,a,t1:p:t2)
y=impulse( )
2)、阶跃响应为:step( )
3)、零状态响应:lism(b,a,x,t)
例如,编写程序,计算并绘制由下面的微分方程表示的系统的单位冲激响应h(t),单位阶跃响应s(t)。
)(8)(2)(3)(22t x t y dt t dy dt
t y d =++ MATLAB 范例程序如下:
% Program2
% This program is used to compute the impulse response h(t) and the step response s(t) of a
% continuous-time LTI system
clear, close all;
num = input('Type in the right coefficient vector of differential equation :');
den = input('Type in the left coefficient vector of differential equation :');
t = 0:0.01:8;
x = input('Type in the expression of the input signal x(t):');
subplot(221), impulse(num,den,8);
subplot(222), step(num,den,8)
四、预习要求:
掌握MATLAB的使用。
五、实验内容及步骤
实验前,必须首先阅读本实验原理,读懂所给出的全部范例程序。
实验开始时,先在计算机上运行这些范例程序,观察所得到的信号的波形图。
并结合范例程序应该完成的工作,进一步分析程序中各个语句的作用,从而真正理解这些程序。
实验前,一定要针对下面的实验项目做好相应的实验准备工作,包括事先编写好相应的实验程序等事项。
1、根据示例程序的编程方法,编写一个MATLAB程序,,由给定信号x(t) = e-0.5t u(t)
求信号y(t) = x(1.5t+3),并绘制出x(t) 和y(t)的图形。
编写的程序如下:。