信号与系统上机实验7
北京理工大学信号与系统实验报告7 连续时间系统的建模与仿真
实验7 连续时间系统的建模与仿真（设计型实验）一、实验目的1） 掌握利用系统方框图模拟实际系统的分析方法2） 学习和掌握利用Simulink 仿真工具对连续时间系统的建模与仿真。
二、实验原理与方法连续时间系统的模型除了利用微分方程来描述之外，也可以借助方框图来模拟，模拟连续时间系统的基本单元有加法器、积分器和倍乘器，下图列出了连续时间系统的基本方框图单元，利用这些基本方框图单元即可组成一个完整系统。
加法器： 积分器：倍乘器Simulink 的Commonly Used Blocks 模块库中提供了上述三种基本运算单元的模块，sum 模块表示加法器，Integrator 模块表示积分器，Gain 模块表示倍乘器，此外Math Operations 模块库中的Add 模块也可用于实现信号的加减运算。
因此，根据系统的方框图可以方便地由Simulink 对连续时间信号进行建模，并利用Simulink 的强大功能进行一系列仿真。
除了运用基本运算单元构成连续时间系统，Simulink 还提供了其他的模型描述方法，例如根据连续时间系统的系统函数、零极点分布和状态方程，分别采用Simulink 的Continuous 模块库中的Transfer Fcn 模块、Zero-Pole 模块和State-Space 模块来描述系统。
三、实验内容（1） 已知由微分方程1）2(t)2)根据上述3种系统框图，分别采用Simulink的基本运算单元的模块创建系统的模型，并仿真实现系统的单位阶跃响应。
直接型级联型并联型（2） 已知一个三阶连续时间因果系统的系统函数为3257(s)554s H s s s +=+++，根据系统函数，采用simulink 创建系统模型，并仿真实现对输入(t)u(t 3)u(t)x =--的响应。
四、实验心得通过本次实验掌握了利用Simulink 仿真工具对连续时间系统进行建模、仿真的基本方法。
南昌大学信号与系统实验课程7连续时间系统的模拟
南昌大学实验报告学生姓名：学号：班级：实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2011-04-23 实验成绩：硬件实验三：连续时间系统的模拟(一)实验目的1，掌握学习根据给定的连续系统的传输函数，用基本运算单元组成模拟装置。
(二)实验原理1,线性系统的模拟系统的模拟就是用基本运算单元组成的模拟装置来模拟实际的系统。
这些实际的系统可以是电的或者非电的物理量系统，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，但是两者之间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，最终达到在一定条件下确定最佳参数的目的。
对于那些用数学手段较难处理的高阶系统来说，系统模拟就更为有效。
2,传输函数的模拟若已知实际系统的传输函数为：H(s)=Y(s)/F(s)=(a0*s^n+a1*s^(n-1)+...+an)/(s^n+b1*s^(n-1) +...+bn)分子、分母同乘以s^(-n)得到：H(s)=Y(s)/F(s)=(a0+a1*s^(-1)+...+an*s^(-n))/(1+b1*s^(-1)+ ...+bn*s^(-n))式中P(s^(-1))和Q(s^(-1))分别代表分子、分母的s负幂次方多项式。
因此：Y(s)=P(s^(-1))*F(s)/Q(s^(-1))若X=F(s)/Q(s^(-1))，则F(s)=XQ(s^(-1))=X+b1*s^(-1)X+...+bn*s^(-n)XX=F(s)-[b1*s^(-1)X+...+bn*s^(-n)X]Y(s)=P(s^(-1))X=a0X+a1*s^(-1)X+...+an*s^(-n)X根据X的表达式可以画出模拟框图。
在该图的基础上画出系统的模拟框图。
在南昌大学实验报告学生姓名：学号：班级：实验类型：□验证□综合■设计□创新实验日期：2011-04-23 实验成绩：连接模拟电路时，s^(-1)用积分器，-b1、-b2、-b3以及a0、a1、a2均用标量乘法器，负号可用倒相器，求和用加法器。
实验七连续信号与系统复频域分析的MATLAB实现1
实验七 连续信号与系统复频域分析的MATLAB 实现一、实验目的1. 掌握连续时间信号拉普拉斯变换的MATLAB 实现方法；2. 掌握连续系统复频域分析的MATLAB 实现方法。
二、实验原理1. 连续时间信号的拉普拉斯变换连续时间信号的拉普拉斯正变换和逆变换分别为：⎰∞∞--=dt e t f s F st )()(⎰∞+∞-=j j stds e s F j t f σσπ)(21)(Matlab 的符号数学工具箱（Symbolic Math Toolbox ）提供了能直接求解拉普拉斯变换和逆变换的符号运算函数laplace()和ilaplace ()。
下面举例说明两函数的调用方法。
（1）拉普拉斯变换例1.求以下函数的拉普拉斯变换。
)()()2()()()1(221t te t f t e t f t t εε--==解：输入如下M 文件：syms tf1=sym('exp(-2*t)*Heaviside(t)'); F1=laplace(f1) %求f1(t)的拉普拉斯变换 f2=sym('t*exp(-t)*Heaviside(t)'); F2=laplace(f2) 运行后，可得如下结果：F1 = 1/(s+2) F2 = 1/(s+1)^2 （2）拉普拉斯逆变换例2.若系统的系统函数为1]Re[,231)(2->++=s s s s H 。
求冲激响应)(t h 。
解：输入如下M 文件：H=sym('1/(s^2+3*s+2)');h=ilaplace(H) %求拉普拉斯逆变换运行后，可得如下结果：h=exp(-t)-exp(-2*t) 2. 连续系统的复频域分析 若描述系统的微分方程为∑∑===Mj j j Ni i i t f b t ya 0)(0)()()(则系统函数为)()()()()(00s A s B sa sb s F s Y s H Ni ii Mj jj===∑∑== 其中，∑∑====Mj j j Ni i i s b s B s a s A 0)(,)(。
信号与系统实验教程
信号与系统实验教程信号与系统实验是电子信息类专业中一门重要的实验课程。
在这门实验中，学生将学习如何利用实验仪器和软件工具来分析和处理信号，并理解信号在系统中的作用和相互之间的关系。
以下是一些常见的信号与系统实验教程：1. 实验一：信号的采集与表示- 学习使用信号采集仪器（例如信号发生器、示波器等）。
- 了解采样原理和采样频率对信号的影响。
- 学习如何将模拟信号转换为数字信号。
- 使用编程语言或工具对信号进行采样和表示。
2. 实验二：信号的变换与处理- 学习傅里叶变换和信号频谱分析的原理。
- 使用傅里叶变换工具（例如FFT算法）对信号进行频谱分析。
- 学习信号的时域和频域表示之间的转换关系。
- 学习数字滤波器的原理和应用。
3. 实验三：线性时不变系统的特性分析- 学习线性时不变系统的定义和性质。
- 了解系统的单位冲激响应和冲激响应与输入信号的卷积关系。
- 利用实验仪器测量系统的冲激响应。
- 使用软件工具对系统进行时域和频域特性分析。
4. 实验四：信号采样与重构- 学习信号采样和重构的理论基础。
- 利用实验仪器对信号进行采样和重构。
- 学习采样定理的应用和限制。
- 学习插值和抽取技术对信号进行采样和重构。
5. 实验五：系统的频率响应与稳定性- 学习系统的频率响应和稳定性分析。
- 使用频率响应仪器（例如频谱分析仪）对系统进行测量和分析。
- 学习系统的振荡和稳定条件。
- 学习系统的幅频特性和相频特性之间的关系。
以上是信号与系统实验教程的一些基本内容，具体的实验内容和教程可以根据教学大纲和教材进行更详细的设计和安排。
北航信号与系统上机实验报告
信号与系统上机实验报告我是 buaa 快乐的小2B目录实验一、连续时间系统卷积的数值计算 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验程序源代码、流图实验程序源代码 (4)4.1源代码与程序框图： (4)4.2数据与结果 (5)4.3数据图形 (6)实验二、信号的矩形脉冲抽样与恢复 (7)一、实验目的： (7)二、实验原理： (7)三、实验内容 (9)四、实验程序流程图和相关图像 (9)4.1、画出f(t)的频谱图即F(W)的图像 (9)4.2、对此频域信号进行傅里叶逆变换，得到相应的时域信号，画出此信号的时域波形f(t) (11)4.3、三种不同频率的抽样 (14)4.4、将恢复信号的频谱图与原信号的频谱图进行比较 (17)实验五、离散时间系统特性分析 (21)一、实验目的： (21)二、实验原理： (21)三、实验内容 (21)四、程序流程图和代码 (22)五、实验数据： (23)5.1单位样值响应 (23)5.2幅频特性 (24)六、幅频特性和相频特性曲线并对系统进行分析。
(25)6.1幅频特性曲线 (25)6.2相频特性曲线 (26)实验一、连续时间系统卷积的数值计算一、实验目的1 加深对卷积概念及原理的理解；2 掌握借助计算机计算任意信号卷积的方法。
二、实验原理1 卷积的定义卷积积分可以表示为2 卷积计算的几何算法卷积积分的计算从几何上可以分为四个步骤：翻转→平移→相乘→叠加。
3 卷积积分的应用卷积积分是信号与系统时域分析的基本手段，主要用于求系统零状态响应，它避开了经典分析方法中求解微分方程时需要求系统初始值的问题。
设一个线性零状态系统，已知系统的单位冲激响应为h(t)，当系统的激励信号为e(t)时，系统的零状态响应为由于计算机技术的发展，通过编程的方法来计算卷积积分已经不再是冗繁的工作，并可以获得足够的精度。
因此，信号的时域卷积分析法在系统分析中得到了广泛的应用。
卷积积分的数值运算实际上可以用信号的分段求和来实现，即：如果我们只求当t ）时r(t)的值，则由上式可以得到：1 1 2t = nΔt （n为正整数, nΔt 记为当 1 Δt 足够小时，( ) 2 r t 就是e(t)和h(t)卷积积分的数值近似，由上面的公式可以得到卷积数值计算的方法如下：1、将信号取值离散化，即以Ts 为周期，对信号取值，得到一系列宽度间隔为Ts 的矩形脉冲原信号的离散取值点，用所得离散取值点矩形脉冲来表示原来的连续时间信号；2、将进行卷积的两个信号序列之一反转，与另一信号相乘，并求积分，所得为t=0 时的卷积积分的值。
《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。
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。
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。
信号与系统实验报告资料
《信号与系统》实验报告湖南工业大学电气与信息工程学院实验一用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成一、实验目的1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与傅立叶级数各项的频率与系数作比较。
2、观测基波和其谐波的合成。
二、实验设备1、信号与系统实验箱：TKSS －Ａ型或TKSS －B 型TKSS －C 型；2、双踪示波器三、实验原理1、 一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其他成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、…、n 等倍数分别称为二次、三次、四次、…、n 次谐波，其幅度将随着谐波次数的增加而减小，直至无穷小。
2、 不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分，3、 一个非正弦周期函数可以用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表2-1，方波频谱图如图2-1表示Um1351/91/51/71/3790ωωωωωω图1-1 方波频谱图表2-1 各种不同波形的傅立叶级数表达式UmtTU 2τ方波Um0TU 2τ正弦整流全波UmTU 2τ三角波Um0T2τ正弦整流半波t tUm0tT U 2τ矩形波U1、方波 ())7s i n 715s i n 513s i n 31(s i n 4 ++++=t t t t u t u mωωωωπ 2、三角波())5s i n 2513sin 91(sin 82++-=t t t u t u mωωωπ3、半波())4c o s 1512cos 31sin 421(2 +--+=t t t u t u m ωωωππ 4、全波 ())6c o s 3514cos 1512cos 3121(4 +---=t t t u t u m ωωωπ5、 矩形波())3cos 3sin 312cos 2sin 21cos (sin 2 ++++=t T t T t T U T U t u m m ωτπωτπωτππτ实验装置的结构如图1-2所示DC20f f f f f f 3456图1-2信号分解于合成实验装置结构框图图中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。
信号与系统实验报告7实验七：方波信号的分解与合成实验
信号与系统实验报告7实验七：方波信号的分解与合成实验信号与系统实验报告实验七:方波信号的分解与合成实验一、实验目的1.了解方波的傅里叶变换和频谱特性2.掌握方波信号在时域上进行分解与合成的方法3.掌握方波谐波分量的幅值和相位对信号合成的影响二、实验原理及内容1.信号的傅里叶变化与频谱分析信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。
对于一个时域的周期信号f(t)，只要满足狄利克莱条件，就可以展开成傅里叶级数:从式中可以看出，信号f(t)是由直流分量和许多余弦(或正弦)分量组成。
2.方波信号频谱将方波信号展开成傅里叶级数为:此公式说明，方波信号中只含有一、三、五等奇次谐波分量。
并且其各奇次谐波分量的幅值逐渐减小，初相角为零。
3.方波信号的分解方波信号的分解的基本工作原理是采用多个带通滤波器，把它们的中心频率分别调到被测信号的各个频率分量上，当被测信号同时加到多个滤波器上，中心频率与信号所包含的某次谐波分量频率一致的滤波器便有输出。
在被测信号发生的实际时间内可以同时测得信号所包含的各频率分量。
4.信号的合成本实验将分解的1路基波分量和5路谐波分量通过一个加法器，合成为原输入的方波信号。
三、实验步骤本实验在方波信号的分解与合成单元完成。
1.使方波发生器输出频率为100Hz、幅值为4V的方波信号，接入IN端。
2.用示波器同时测量IN端和OUT1端，调节该通路所对应的幅值调节电位器，使该通路输出方波的基波分量，基波分量的幅值为方波信号幅值的4/π倍，频率于方波相同并且没有相位差。
3.用同样的方法分别在OUT3、OUT5、OUT7、OUT9端得到方波的三、五、七、九次谐波分量。
4.完成信号的分解后，分别测量基波与三次谐波，基波、三次谐波与五次谐波，基波、三次谐波、五次谐波与七次谐波，基波、三次谐波、五次谐波、七次谐波与九次谐波合成后的波形。
并完成下表。
基波基波+三次谐波基波+三、五次谐波基波+三、五、七谐波基波+三、五、七、九次谐波四、实验总结由实验可知，周期信号是由一个或几个、乃至无穷多个不同的频率的谐波叠加而成的。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告在现代科学与工程领域中，信号与系统是一个至关重要的研究方向。
信号与系统研究的是信号的产生、传输和处理，以及系统对信号的响应和影响。
在这个实验报告中，我们将讨论一些关于信号与系统实验的内容，以及实验结果的分析和讨论。
实验一：信号的采集与展示在这个实验中，我们学习了信号的采集与展示。
信号是通过传感器或其他仪器采集的电压或电流的变化，可以是连续的或离散的。
我们使用示波器和数据采集卡来采集信号，并在计算机上进行展示和分析。
实验二：线性时不变系统的特性线性时不变系统是信号与系统中的重要概念。
在这个实验中，我们通过观察系统对不同的输入信号作出的响应来研究系统的特性。
我们使用信号发生器产生不同的输入信号，并观察输出信号的变化。
通过比较输入信号和输出信号的频谱以及幅度响应，我们可以了解系统的频率响应和幅频特性。
实验三：系统的时域特性分析在这个实验中，我们将研究系统的时域特性。
我们使用了冲击信号和阶跃信号作为输入信号，观察输出信号的变化。
通过测量系统的冲击响应和阶跃响应，我们可以了解系统的单位冲激响应和单位阶跃响应。
实验四：卷积与系统的频域特性在这个实验中，我们学习了卷积的概念和系统的频域特性。
卷积是信号与系统中的重要运算，用于计算系统对输入信号的响应。
我们通过使用傅里叶变换来分析系统的频域特性，观察输入信号和输出信号的频谱变化。
实验五：信号的采样与重构在这个实验中，我们研究了信号的采样与重构技术。
信号的采样是将连续时间的信号转换为离散时间的过程，而信号的重构是将离散时间的信号恢复为连续时间的过程。
我们使用数据采集卡来对信号进行采样，并使用数字滤波器来进行信号的重构。
通过观察信号的采样和重构结果，我们可以了解采样率对信号质量的影响。
实验六：系统的稳定性与性能在这个实验中，我们研究了系统的稳定性与性能。
系统的稳定性是指系统对输入信号的响应是否有界，而系统的性能是指系统对不同频率信号的响应如何。
我们使用极坐标图和Nyquist图来分析系统的稳定性和性能，通过观察图形的变化来评估系统的性能。
信号与系统实验报告材料7Wav信号地波形分析报告与合成
武汉大学教学实验报告电子信息学院电子信息工程专业 2105 年 10 月 2 日实验名称 Wav 信号的波形分析与合成指导教师邹炼姓名年级 2013级学号成绩绘制傅里叶反变换得到的时域信号以及原时域信号载入chirp信号之后，对信号分段进行傅里叶变换得到不同的频谱图男生和女生发出a的频域信号（取时域信号最强的一小部分来求频谱）二、实验操作过程1、持续音的频谱分析（1）将 Windows 的系统目录下的ding.wav 文件读入，这是一个双声道的声音，选择第一列的信号，使用fft 求取其频谱，并用plot 显示它的幅度谱，观察主要的正弦分量，分别用1024和2048个点进行快速傅里叶变换附件：Matlab源文件%author:郑程耀clear all;clc; %先关闭所有图片[y1,fs1]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nana.wav'); [y2,fs2]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nva.wav'); % subplot(211)% plot(y1)% title('男生语音a')% subplot(212)% plot(y2)% title('女生语音a')[sod,ind_y1]=max(y1);y1=y1(ind_y1:ind_y1+1023); % yr(3000:3000+1023)%求取幅度谱并显示，首先是2048点的YR1=fft(y1,1024);subplot(211)plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR1)));title('男生语音频谱')[sod,ind_y2]=max(y2);y2=y2(ind_y2:ind_y2+1023); % yr(3000:3000+1023)%求取幅度谱并显示，首先是2048点的YR2=fft(y2,1024);subplot(212)plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR2)));title('女生语音频谱')。
信号与系统实验(MATLAB 西电版)实验7 离散信号的卷积和
实验7 离散信号的卷积和 图 7.2 两个序列的卷积积分
实验7 离散信号的卷积和
(3) 计算f1(k)=u(k)，f2(k)=u(k)-u(k-3) MATLAB %f1： f1(k) %k1： f1(k) %f2： f2(k) %k2： f2(k) %f3： f3(k) %k3： f3(k)
实验7 离散信号的卷积和
k1=-5：15; f1=［zeros(1，5)，ones(1，16)］; subplot(3，1，1) stem(k1，f1); title(′f1(k)′) k2=k1; f2=［zeros(1，5)，ones(1，3)，zeros(1，13)］; subplot(3，1，2)
实验7 离散信号的卷积和
w=conv(u，v)： 其中u，v为任意两向量，w为积向量，其长度为u，v两
2. deconv 功能：两个序列的反卷积运算(多项式除法函数)
［q，r］=deconv(v，u)：
实验7 离散信号的卷积和
其中u，v为任意两向量，q为商向量，r 采用函数conv( )，可以快速求出两个离散时间序列的卷积和， 但是此函数不需要给出两序列对应的时间序列号，也不返回 卷积和序列
f(k)=f1(k)*f2(k) 对应的序列号，因此需要讨论卷积和序列对应的序列号
实验7 离散信号的卷积和
若序列f1(k)在区间n1～n2非零，序列f2(k)在区间m1～m2非 零，则f1(k)的时域宽度为L1=n2-n1+1，f2(k)的时域宽度为 L2=m2-m1+1。由卷积和定义，序列f(k)=f1(k)*f2(k)的时域宽度 为L=L1+L2-1，对应时间序列号区间为n1+m1～n2+m2，在此区
实验7 离散信号的卷积和
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）。
《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。
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。
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实验七 拉普拉斯变换（LT ）班级 电子三 姓名 王延涛 学号 200900800369一、实验目的1、学会运用MATLAB 求拉普拉斯变换（LT ）2、学会运用MATLAB 求拉普拉斯反变换（ILT ）二、实验原理及实例分析LT 是分析连续信号与系统的重要方法。
运用LT 可以将连续LTI 系统的时域模型简便地进行变换，经求解在还原为时域解。
从数学角度看，LT 是求解常系数线性微分方程的工具。
由LT 导出的系统函数对系统特性分析也具有重要意义。
（一）拉普拉斯变换（LT ）对于一些不满足绝对可积条件的时域信号，是不存在傅里叶变换的。
为了使更多的函数存在变换，并简化某些变换形式或运算过程，引入衰减因子t e σ-，其中，σ为任意实数，使得t e t f σ-)(满足绝对可积条件，从而求t e t f σ-)(的傅里叶变换，即把频域扩展为复频域。
连续时间信号)(t f 的LT 定义为：⎰+∞∞--=dt e t f s F st )()( ……………………（*）ILT 定义为：⎰∞+∞-=j j st ds e s F j t f σσπ)(21)( ……………………（**）式（*）和（**）构成了拉普拉斯变换对，)(s F 称为)(t f 的像函数，而)(t f 称为)(s F 的原函数。
可以将拉普拉斯变换理解为广义的傅里叶变换。
考虑到实际问题，人们用物理手段和实验方法所能记录和处理的一切信号都是有起始时刻的，对于这类单边信号或因果信号，我们引入单边LT ，定义为：⎰+∞--=0)()(dt e t f s F st如果连续信号)(t f 可用符号表达式表示，则可用MATLAB 的符号数学工具箱中的laplace 函数来实现其单边LT ，其语句格式为：)(f laplaceL =。
式中L 返回的是默认符号为自变量s 的符号表达式，f 则为时域符号表达式，可通过sym 函数来定义。
例1：用MATLAB 的laplace 函数求)()sin()(t u at e t f t -=的FT 。
解：MATLAB 的源程序为：>>f=sym(‘exp(-t)*sin(a*t)’);>>L=laplace(f)或>>syms a t>>L=laplace(exp(-t)*sin(a*t));laplace 函数另一种语句格式为：),(v f laplaceL =。
它返回的函数L 是关于符号对象v 的函数，而不是默认的s 。
对上例中如果要求FT 后的表达式自变量为v ，则MATLAB 源程序为：>>syms a t v>>f=exp(-t)*sin(a*t);>>L=laplace(f,v)[注：请自行验证结果正确与否]（二）拉普拉斯反变换（ILT ）1、基于MATLAB 符号数学工具箱实现ILT如果连续信号)(t f 可用符号表达式表示，则可用MATLAB 的符号数学工具箱中的ilaplace 函数来实现其ILT ，其语句格式为：)(L ilaplacef =。
式中f 返回的是默认符号为自变量t 的符号表达式，L 则为s 域符号表达式，也可通过sym 函数来定义。
例2：试用MATLAB 的ilaplace 函数求1)(22+=s s s F 的ILT 。
解：MATLAB 源程序为：>>F=sym(‘s^2/(s^2+1)’);>>ft=ilaplace(F)或>>syms s>>ft=ilaplace(s^2/(s^2+1))[注：请自行验证结果正确与否]2、基于MATLAB 部分分式展开法实现ILT用MATLAB 函数residue 可得到复杂有理式F(s)的部分分式展开式，其语句格式为：),(],,[A B residue k p r =其中B 、A 分别表示F(s)的分子和分母多项式的系数向量；r 为部分分式的系数；p 为极点；k 为F(s)中整式部分的系数。
若F(s)为有理真分式，则k 为0。
例3：利用MATLAB 部分分式展开法求s s s s s F 342)(23+++=的ILT 。
解：MATLAB 源程序为：>>format rat;>>B=[1,2];>>A=[1,4,3,0];>>[r,p]=residue(B,A)程序中的format rat 是将结果数据以分数的形式表示，其运行结果为： r=-1/6-1/22/3p=-3-1从上述结果可知，F(s)有3个单实极点，即0,1,3321=-=-=p p p ，其对应部分分式展开系数为：-1/6、-1/2、2/3。
因此，F(s)可展开为：36/112/13/2)(+-++-+=s s s s F 。
所以，F(s)的反变换为：)0(,612132)(3---≥⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=t e e t f t t例4：利用MATLAB 部分分式展开法求3)1(2)(+-=s s s s F 的ILT 。
解：F(s)的分母不是标准的多项式形式，可利用MATLAB 的conv 函数将因子相乘的形式转换为多项式的形式，其MATLAB 源程序为：>>B=[1,-2];>>A=conv(conv([1,0],[1,1]),conv([1,1,[1,1]]));>>[r,p]=residue(B,A)程序运行结果（略）根据程序运行结果，F(s )可展开为：s s s s s F 2)1(3)1(212)(32-++++++= 所以，F(s)的ILT 为：)()25.122()(2t u e t te e t f t t t -++=---（三）拉普拉斯变换法求解微分方程拉普拉斯变换法是分析连续LTI 系统的重要手段。
LT 将时域中的常系数线性微分方程，变换为复频域中的线性代数方程，而且系统的起始条件同时体现在该代数方程中，因而大大简化了微分方程的求解。
借助MATLAB 符号数学工具箱实现拉普拉斯正反变换的方法可以求解微分方程，即求得系统的完全响应。
例5：已知某连续LTI 系统的微分方程为：)()(2)(3)(t x t y t y t y =+'+''，且已知激励信号)(4)(2t u e t x t -=，起始条件为4)0(,3)0(='=--y y ，求系统的零输入响应、零状态响应和全响应。
解：对原方程两边进行拉普拉斯变换，并利用起始条件，得：)()(2)]0()([3)0()0()(2s X s Y y s sY y sy s Y s =+-+'-----将起始条件及激励变换代入整理可得：23)(23133)(22++++++=s s s X s s s s Y其中，第一项为零输入响应的拉普拉斯变换，第二项为零状态响应的拉普拉斯变换。
利用MATLAB 求其时域解，源程序如下：>>syms t s>>Yzis=(3*s+13)/(s^2+3*s+2);>>yzi=ilaplace(Yzis)yzi=-7*exp(-2*t)+10*exp(t)>>xt=4*exp(-2*t)*Heaviside(t);>>Xs=laplace(xt);>>Yzss=Xs/(s^2+3*s+2);>>yzs=ilaplace(Yzss)yzs=4*(-1-t)*exp(-2*t)+4*exp(-t)>>yt=simplify(yzi+yzs)yt=-11*exp(-2*t)+14*exp(-t)-4*t*exp(-2*t)系统的零输入响应为：)()710()(2t u e e t y t t zi ---= 系统的零状态响应为：)()444()(2t u e te e t y t t t zs -----= 系统的完全响应为：)()11414()()()(22t u e te e t y t y t y t t t zs zi -----=+= 三、实验环境MATLAB 7.0四、实验内容1、试用MATLAB 命令求课本习题4-1各函数的LT 。
(2)、 sin(t)+2costf=sym('sin(t)+2*cos(t)');L=laplace(f)L =1/(s^2+1)+2*s/(s^2+1)(7)、t^2+tf=sym('t*t+t');L=laplace(f)L =2/s^3+1/s^22、试用MATLAB 命令求课本习题4-4各函数的ILT 。
(1)、11+s 方法一、F=sym('1/(s+1)');ft=ilaplace(F)ft =exp(-t)方法二、format rat;B=[1];A=[1,1];[r,p]=residue(B,A)r =1p = -1(2)、324+s 方法一、F=sym('4/(2*s+3)');ft=ilaplace(F)ft =2*exp(-3/2*t)方法二、format rat;B=[4];A=[2,3];[r,p]=residue(B,A)r =2p =-3/23、试用MATLAB 命令和拉普拉斯变换法求课本习题2-6。
(1))(3)()(2)(3)(22t e t e dt d t r t r dt d t r dtd +=++ 初始条件e(t)=u(t),r(0_)=1,r ’(0_)=2求零输入响应syms t sYzis=(s+5)/(s^2+3*s+2);yzi=ilaplace(Yzis)yzi =-3*exp(-2*t)+4*exp(-t)求零状态响应xt=Heaviside(t);Xs=laplace(xt);Yzss=(3*Xs+1)/(s^2+3*s+2);yzs=ilaplace(Yzss)yzs =3/2+1/2*exp(-2*t)-2*exp(-t)求完全响应yzi =-3*exp(-2*t)+4*exp(-t);yzs =3/2+1/2*exp(-2*t)-2*exp(-t);yt=simplify(yzi+yzs)yt =-5/2*exp(-2*t)+2*exp(-t)+3/2五、实验感想通过实验加深了自己对课本知识的理解，同时也发现了自己的不足，还需要认真牢固掌握基础知识。