信号与线性系统实验报告5
信号与系统试验报告
2010--2011学年第一学期物电学院期末考试卷《信号与线性系统分析》学号: 200972020141 姓名: 王玲玲班级: 09级电子1班成绩：评语：本实验要求学生运用所学的信号系统知识产生信号波形的仿真实验.实验一产生信号波形的仿真实验一、实验目的：熟悉MATLAB软件的使用，并学会信号的表示和以及用MATLAB来产生信号并实现信号的可视化。
二、实验内容：对信号进行时域分析，首先需要将信号随时间变化的规律用二维曲线表示出来。
对于简单信号可以通过手工绘制其波形，但对于复杂的信号，手工绘制信号波形显得十分困难，且难以绘制精确的曲线。
用MATLAB软件的信号处理工具箱（Signal Processing Toolbox）来产生并表示信号。
一种是用向量来表示信号，另一种则是用符合运算的方法来表示信号。
用适当的MATLAB语句表示信号后，可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号波形。
产生以下信号波形 3sin(x)、5exp(-x)、sin(x)/x、1－2abs(x)/a、sqrt(a*x)1、如下图所示为3sin(x)的信号波形：2、如下图所示为5exp(-x)的信号波形：3、如下图所示为sin(x)/x的信号波形：4、如下图所示为1－2abs(x)/3的信号波形：5、如下图所示为sqrt(5*x)的信号波形：实验二 连续时间信号卷积及MATLAB 实现一、实验目的：熟悉使用MATLAB 软件来分析连续时间信号的卷积积分运算并用图 形可视化相关结果。
二、实验内容：1．卷积积分卷积积分在信号与线形系统分析中具有非常重要的意义，是信号与系统分析的基本方法之一。
连续时间信号f 1(t)和f 2(t)的卷积积分（简称为卷积）f(t)定义为：由此可得到两个与卷积相关的重要结论，即是：（1） ，即连续信号可分解为一系列幅度由 决定的冲激信号及其平移信号之和；（2）线形时不变连续系统，设其输入信号为，单位响应为 ，其零状态响应为 ，则有： 。
信号与线性系统实验报告
连续信号与系统的复频域分析及MATLAB实现一、实验目的1、掌握MATLAB 实现连续时间信号拉普拉斯变换及逆变换的方法。
2、掌握MATLAB 绘制拉普拉斯变换的三维曲面图，并分析复频域特性和时移特性。
二、实验原理及知识要点1、连续时间非周期信号的拉普拉斯变换及逆变换（laplace( )及ilaplace( )函数）；2、拉普拉斯变换的数值算法；3、绘制拉普拉斯变换的三维曲面图（meshgrid()及mesh()函数）三、实验软件： MATLAB软件四、实验内容及实验记录12.1 利用MATLAB的laplace函数，求下列信号的拉普拉斯变换。
（1）syms t;F=(1-exp(-0.5*t))*Heaviside(t);L=laplace(F)运行的结果为：L =1/s-1/(s+1/2)12.2 利用MATLAB的ilaplace函数，求下列像函数F(s)的拉普拉斯逆变换。
（1）syms s;L=(s+1)/(s*(s+2)*(s+3));F=ilaplace(L)运行的结果：F =1/6+1/2*exp(-2*t)-2/3*exp(-3*t)12.3 利用MATLAB的residue函数求12.2题中（1）小题的拉普拉斯逆变换，并与ilaplace函数的计算结果进行比较。
（1）a=[1 1];b=[1 5 6 0];[k,p,c]=residue(a,b)运行的结果为：k =-0.66670.50000.1667p =-3.0000-2.0000c =[]由上述程序的运行结果知，F(s)有三个单实极点，部分分式展开结果：F(s)=(-2/3)/(s+3)+0.5/(s+2)+(1/6)/s则拉普拉斯逆变换：f(t)=(-2/3e^(-3t)+0.5e^(-2t)+1/6)u(t)用residue函数求出的结果与用ilaplace函数求出的结果是一样的。
只是后者简单点。
12.4 试用MATLAB绘出下列信号拉普拉斯变换的三维曲面图，并通过三维曲面图观察分析信号的幅频特性。
信号与系统-实验报告-实验五
实验五 连续信号与系统的S 域分析学院 班级 姓名 学号一、实验目的1. 熟悉拉普拉斯变换的原理及性质2. 熟悉常见信号的拉氏变换3. 了解正/反拉氏变换的MATLAB 实现方法和利用MATLAB 绘制三维曲面图的方法4. 了解信号的零极点分布对信号拉氏变换曲面图的影响及续信号的拉氏变换与傅氏变换的关系二、 实验原理拉普拉斯变换是分析连续时间信号的重要手段。
对于当t ∞时信号的幅值不衰减的时间信号，即在f(t)不满足绝对可积的条件时，其傅里叶变换可能不存在，但此时可以用拉氏变换法来分析它们。
连续时间信号f(t)的单边拉普拉斯变换F(s)的定义为：拉氏反变换的定义为：显然，上式中F(s)是复变量s 的复变函数，为了便于理解和分析F(s)随s 的变化规律，我们将F(s)写成模及相位的形式：()()()j s F s F s e ϕ=。
其中，|F(s)|为复信号F(s)的模，而()s ϕ为F(s)的相位。
由于复变量s=σ+jω，如果以σ为横坐标（实轴），jω为纵坐标（虚轴），这样，复变量s 就成为一个复平面，我们称之为s 平面。
从三维几何空间的角度来看，|()|F s 和()s ϕ分别对应着复平面上的两个曲面，如果绘出它们的三维曲面图，就可以直观地分析连续信号的拉氏变换F(s)随复变量s 的变化情况，在MATLAB 语言中有专门对信号进行正反拉氏变换的函数，并且利用 MATLAB 的三维绘图功能很容易画出漂亮的三维曲面图。
①在MATLAB 中实现拉氏变换的函数为：F=laplace( f ) 对f(t)进行拉氏变换，其结果为F(s)F=laplace (f,v) 对f(t)进行拉氏变换，其结果为F(v)F=laplace ( f,u,v) 对f(u)进行拉氏变换，其结果为F(v)②拉氏反变换f=ilaplace ( F ) 对F(s)进行拉氏反变换，其结果为f(t)f=ilaplace(F,u) 对F(w)进行拉氏反变换，其结果为f(u)f=ilaplace(F,v,u ) 对F(v)进行拉氏反变换，其结果为f(u)注意： 在调用函数laplace( )及ilaplace( )之前，要用syms 命令对所有需要用到的变量（如t,u,v,w ）等进行说明，即要将这些变量说明成符号变量。
成都理工大学信号与线性系统MATLAB实验报告
成都理工大学信号与线性系统MATLAB实验报告本科生实验报告实验课程信号与系统分析学院名称信息科学与技术学院专业名称电子信息科学与技术学生姓名邓泉铃学生学号201313020220指导教师杨斯涵实验地点6A502实验成绩二〇一四年十一月十八日二〇一四年十二月二日《信号与系统分析》实验报告实验一MATLAB编程初步应用及产生常用典型信号一、实验目的及要求：1，掌握MATLAB的使用的使用方法；2，熟悉Matlab常用命令的使用；3，试用Matlab语言产生典型信号。
二、实验内容：1，熟悉MATLAB平台的使用；2，产生常用的典型信号单位阶跃信号，指数信号，抽样函数信号；3，画出以上典型信号的波形图。
三、实验原理：在MATLAB中，使用连续信号在等时间间隔点的样值来近似地表示连续信号的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好的表示连续信号，在MATLAB中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。
四、程序清单：1，单位阶跃信号定义：在MATLAB中调用单位阶跃函数heaviside来实现。
Heaviside.m文件代码如下：function Y = heaviside(X)%HEA VISIDE Step function% HEA VISIDE(X)is 0 for X<0,1 for X>0,and NaN for X==0.% HEA VISIDE(X)is not a function in the strict sense.% See also DIRAC>% Copyright 1993-2003 The MathWorks,lnc.% $Revision:1.1.6.2$ $Date; 2004/04/16 22:23:24$Y=zeros(size(X));Y(X>0)=1;Y(X==0)=NAN;利用heaviside绘制阶跃图形：t=-2:0.05:2f=heaviside(t)plot(t,f)axis([-1,3,-0.2,1.2])图形如图图1所示：图 12，指数函数信号用MATLAB命令绘制单边指数信号在时间0≤t≤3区间的波形。
信号与线性系统实验报告
figure(2);
y2=inline('4*rectpuls(t-2-6,12)+3*tripuls(t-2-6,4,0)','t');
ezplot(y2,[1,15]);
title('f(t-2)');
gridon;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=heaviside(t1)-2*heaviside(t1-T/2)+heaviside(t1-T);%f(t)在[0,T]周期内的图像
subplot(2,2,1);
plot(t1,f);
axis([-1,7,-2,2]);
title('原函数');
xlabel('t');ylabel('f(t)');
源程序：
%实验—的第二题
clearall;
closeall;clc;
y1=inline('sinc(t)','t');
ezplot(y1,[-6,6]);
axis([-6,6,-0.35,1]);
gridon;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%画函数f(-t)
y1=inline('4*rectpuls(-t-6,12)+3*tripuls(-t-6,4,0)','t');
ezplot(y1,[-13,1]);
title('f(-t)');
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5
武汉大学教学实验报告电子信息学院专业年月日实验名称指导教师姓名年级学号成绩对于该二阶系统，若要用状态变量分析来描述该系统的数学模型，可选用v (t) c 作为状态变量，这两个状态变量所形成的空间称为状态空间。
在状态空间中，状态矢量i(t)以及v(t)随时间变化而描出的路径叫状态轨迹。
已知某系统的系统函数为R=0 L=1 C=1 无阻尼状态R=2 L=1 C=1 临界阻尼状态）实验二指定系统函数下的状态轨迹实验结论）定义omega为1/sqrt(L*C)，alpha为R/(2*L)，当alph>omega时，为过阻尼；当alph==omega时为临界阻尼；时处于欠阻尼状态。
附件实验二的源代码clear all;clc;%时间序列定义为从0到100以0.1为间隔取点的数组t = 0:0.1:100;H_up=[1 3];H_down=[1 3 2];%利用tf2ss函数来计算abcd四个矩阵[matrix_a matrix_b matrix_c matrix_d]=tf2ss(H_up,H_down) sys=ss(matrix_a, matrix_b, [1 0;0 1], matrix_d); response=impulse(sys,t);%分别为冲击响应的两个状态变量%以下为画图程序figuresubplot(311)plot(t,response(:,1))xlabel('时间')ylabel('状态变量1','fontsize',10)subplot(312)plot(t,response(:,2))xlabel('时间')ylabel('状态变量2')subplot(313)plot(response(:,1),response(:,2))xlabel('状态变量1','fontsize',13)ylabel('状态变量2')。
西北工业大学_信号与线性系统实验报告_实验一、实验二
西北工业大学信号与线性系统实验报告学号姓名：实验一常用信号的分类与观察1．实验内容（1）观察常用信号的波形特点及其产生方法；（2）学会使用示波器对常用波形参数的测量；（3）掌握JH5004信号产生模块的操作；2．实验过程在下面实验中，按1.3节设置信号产生器的工作模式为11。
（1）指数信号观察：通过信号选择键1，按1.3节设置A组输出为指数信号（此时信号输出指示灯为000000）。
用示波器测量“信号A组”的输出信号。
观察指数信号的波形，并测量分析其对应的a、K参数。
（2）正弦信号观察：通过信号选择键1，按1.3节设置A组输出为正弦信号（此时A组信号输出指示灯为000101）。
用示波器测量“信号A组”的输出信号。
在示波器上观察正弦信号的波形，并测量分析其对应的振幅K、角频率 w。
（3）指数衰减正弦信号观察（正频率信号）：通过信号选择键1、按1.3节设置A组输出为指数衰减余弦信号（此时信号输出指示灯为000001），用示波器测量“信号A组”的输出信号。
通过信号选择键2、按1.3节设置B组输出为指数衰减正弦信号（此时信号输出指示灯为000010），用示波器测量“信号B组”的输出信号。
*分别用示波器的X、Y通道测量上述信号，并以X-Y方式进行观察，记录此时信号的波形，并注意此时李沙育图形的旋转方向。
（该实验可选做）分析对信号参数的测量结果。
（4）*指数衰减正弦信号观察（负频率信号）：（该实验可选做）通过信号选择键1、按1.3节设置A组输出为指数衰减余弦信号（此时信号输出指示灯为000011），用示波器测量“信号A组”的输出信号。
通过信号选择键2、按1.3节设置B组输出为指数衰减正弦信号（此时信号输出指示灯为000100），用示波器测量“信号B组”的输出信号。
分别用示波器的X、Y通道测量上述信号，并以X-Y方式进行观察，记录此时信号的波形，并注意此时李沙育图形的旋转方向。
将测量结果与实验3所测结果进行比较。
「信号与系统实验四五实验报告」
「信号与系统实验四五实验报告」信号与系统实验四、五实验报告一、实验目的1.掌握系统的零状态响应和零输入响应的计算方法。
2.理解系统的初始状态和输入信号之间的关系。
3. 学会使用Matlab软件进行系统响应的仿真。
二、实验原理1.零状态响应：当系统初始状态为零时，对于任意输入信号x(t)，系统响应y(t)即为零状态响应。
2.零输入响应：当输入信号为零时，系统初始状态不为零，输出信号的响应即为零输入响应。
3.零状态响应和零输入响应的和即为系统的完全响应。
三、实验步骤实验四：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。
2.计算零状态响应和零输入响应。
3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。
4.分析实验结果。
实验五：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。
2.计算零状态响应和零输入响应。
3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。
4.分析实验结果。
四、实验结果及分析在实验四中，给定系统的初始条件和输入信号后，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。
在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。
分析实验结果，可以看出系统的完全响应与系统的初始条件和输入信号有关，通过对信号的处理可以得到不同的响应结果。
在实验五中，同样给定系统的初始条件和输入信号，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。
在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。
通过对实验结果的分析，可以发现系统的初始状态对系统的响应有较大的影响，不同的初始状态会导致不同的输出结果。
通过实验四、五的学习和实践，我对系统的零状态响应和零输入响应有了更深入的理解，同时也熟练掌握了使用Matlab软件进行系统响应仿真的方法。
实验结果也验证了理论知识的正确性，并加深了对信号与系统的理解。
五、实验心得通过实验四、五的学习和实践，我对信号与系统的概念和相关知识有了更深入的了解。
《信号与线性系统》实验报告
《信号与线性系统》实验报告实验名称：信号与线性系统实验目的：1.了解信号与线性系统的基本概念和特性；2.掌握各种信号的分类与表示方法；3.学习使用线性系统对信号进行处理和分析。
实验仪器和材料：1.个人计算机；2.MATLAB软件。
实验步骤：1.了解信号与线性系统的基本概念和特性，包括信号的定义、分类与表示方法，线性系统的定义和特性等。
2.利用MATLAB软件，生成常见的信号，如单位阶跃信号、单位冲激信号、正弦信号、方波信号等，通过绘制波形图和频谱图来观察和分析信号的特点。
3.利用MATLAB软件，对生成的信号进行线性系统处理，如信号的平移、尺度变换、基带传输等，通过绘制处理后的信号波形图和频谱图，以及分析其特点和对信号的影响。
4.进一步学习线性系统的时域和频域分析方法，如脉冲响应、冲激响应、幅频特性等，并利用MATLAB软件进行实际操作和分析。
5.对各种信号和线性系统的特性进行总结和归纳，根据实际应用场景，分析信号处理过程中的优缺点和适用性。
实验结果与分析：1.通过绘制波形图和频谱图，观察了不同信号的特点和频谱分布；2.通过对信号进行线性系统处理，观察了信号经过处理后的变化；3.通过对线性系统的时域和频域分析，进一步了解了系统的特性和对信号的影响；4.根据实际应用场景，综合比较了不同信号与线性系统的适用性和优缺点。
实验结论：通过本次实验，我们深入了解了信号与线性系统的基本概念和特性，掌握了各种信号的分类与表示方法，学习了使用线性系统对信号进行处理和分析的方法和技巧。
实验结果表明，信号的特点和频谱分布决定了信号在系统中的处理效果，而线性系统的特性和响应方式会对信号产生明显的影响。
在实际应用中，我们需要综合考虑信号和线性系统的特性，选择合适的信号表示方法和处理方式，以达到预期的信号处理效果。
实验中的问题与改进：在实验过程中，由于时间和资源有限，我们只能选择了部分常见的信号和线性系统进行实验和分析，无法涵盖所有情况。
《信号与线性系统》实验报告
实验一连续信号的时域分析一、实验目的1．熟悉 lsim、heaviside等函数的使用。
2．熟悉信号的时移、尺度变换、反转、相加、相乘、卷积等计算。
3．熟悉 impulse、step函数的使用。
二、实验内容1.利用Matlab的Symbolic Math Toolbox中单位阶跃函数heaviside画出单位阶跃信号。
clear clcy=sym('heaviside(t)');ezplot(y,[-2,10])h e a v i s i d e(t)10.80.60.40.2-20246810t2.已知信号 f(t) = (t+1)[U(t+1) – U(t)] + [U(t) – U(t+1)]，试画出 f(-t/3+1)的波形。
clear clc syms t; y1=sym(t+1); y2=sym('heaviside(t+1)-heaviside(t)'); f=sym(y1*y2-y2);subs(f,t,-t); subs(f,t,(1/3)*t); subs(f,t,t-3); ezplot(f,[-4,20]);heaviside(t) -...+ (t + 1) (heaviside(t + 1) - heaviside(t))3.若输入信号 f(t) = cos(t)U(t)，试求以下系统的零状态响应：5y ''(t )4y '(t )8y (t ) f ''(t ) f (t )clear clc a=[5 4 8]; b=[1 0 1]; t=0:0.1:5; f=cos(t ).*Hea viside(t );0 51 0 1 52 0- 1- 0 . 9 - 0 . 8 - 0 . 7 - 0 . 6 - 0 . 5 - 0 . 4 - 0 . 3 - 0 . 2 - 0 . 1 0 tlsim(b,a,f,t)0 1 2 3 45Time (sec)实验二连续信号的频域分析一、实验目的1.熟悉门函数的傅氏变换。
信号与系统实验报告
电气信息工程学院信号与线性系统实验报告班级姓名学号指导老师2012 年 6 月目录实验1 常用连续信号的MATLAB 实现-----------------------------3 实验2线性系统时域分析的MATLAB 实现-------------------------8 实验3系统频域特性分析的MATLAB 实现------------------------ 13 实验4连续系统复频域分析的MATLAB 实现------------------------15实验1 常用连续信号的MATLAB 实现一． 实验目的与要求1、熟悉MATLAB 的运行环境及操作命令，认真完成基本数值算法的设计、编程和调试，分析运行结果，书写实验报告。
2、掌握连续与离散信号在MATLAB 环境下的可视化表示方法，能对常用信号进行时域特性分析及波形绘制， 掌握信号的描述方法。
二． 实验内容内容1、运用MATLAB 绘制正弦信号sin(3/6)t ππ+；2、运用MATLAB 绘制单边衰减指数信2()4t f t e -=信号；3、运用MATLAB 绘制以t=1.1为对称中心的矩形脉冲信号；4、运用MATLAB 绘制()()f t t ε=为单位阶跃信号的信号；5、运用MATLAB 绘制()()f t t δ=为单位冲激信号的信号；三． 实验步骤一、试验原理1、正弦信号sin()A t ωθ+和cos()A t ωθ+分别用MATLAB 的内部函数sin 和cos 表示，其调用形式分别是：sin()A t phi ω**+ cos()A t phi ω**+2、指数信号ta Ae 在MATLAB 中可用exp 函数表示，其调用形式为exp()A a t **3、矩形脉冲信号在MATLAB 中用rectpuls 函数表示，其调用形式为 f=rectpuls(t,width)该函数用以产生一个幅值为1、宽度width t=0为对称的矩形波。
信号与系统实验报告5
信号与系统实验报告5信号与系统实验报告5引言信号与系统是电子工程领域中的重要学科，它研究信号的产生、传输和处理过程，以及系统对信号的响应和影响。
在本次实验中，我们将探索信号与系统的一些基本概念和实际应用。
一、信号的分类与特性信号是信息的载体，可以是连续的或离散的。
根据信号的性质，我们可以将其分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的，可以用连续函数表示；而数字信号是离散的，以数字的形式表示。
在实验中，我们使用了示波器观察了不同类型的信号。
通过观察信号的波形、频谱和功率谱密度等特性，我们能够了解信号的频率、幅度和相位等信息。
二、系统的响应与特性系统是对信号进行处理或传输的装置或环境。
系统可以是线性的或非线性的，可以是时不变的或时变的。
在实验中，我们使用了滤波器作为系统模型来研究系统的响应和特性。
通过改变滤波器的截止频率，我们观察到不同频率的信号在系统中的响应差异。
我们还通过调整系统参数，如增益和相位延迟，来研究系统的线性性质和时不变性质。
三、信号与系统的应用信号与系统在现实生活中有着广泛的应用。
在通信领域，我们可以利用信号与系统的知识来设计和优化无线电、光纤通信和卫星通信等系统。
在音频处理领域，我们可以利用信号与系统的方法来实现音频的降噪、音效增强和语音识别等功能。
此外，信号与系统在图像处理、生物医学工程和控制系统等领域也有着重要的应用。
通过对信号的采集、处理和分析，我们能够从中提取有用的信息，并对系统进行建模和控制。
结论通过本次实验，我们深入了解了信号与系统的基本概念和实际应用。
我们学习了信号的分类与特性，系统的响应与特性，以及信号与系统在各个领域的应用。
这些知识不仅对我们理解和应用电子工程学科具有重要意义，也为我们今后的学习和研究提供了坚实的基础。
信号与系统是一门复杂而又有趣的学科，它涉及了数学、物理和工程等多个领域的知识。
通过不断学习和实践，我们能够更好地理解和应用信号与系统的理论，为解决实际问题提供有效的方法和工具。
信号与线性系统实验报告资料
中南大学信号与线性系统实验报告学生姓名学生学号学院信息科学与工程学院专业班级电子信息工程1301完成时间2014.12.26目录一．实验一 (1)二．实验二 (5)三．实验三 (9)四．实验四 (13)《信号与系统》实验报告实验室名称：实验日期： 2014年12 月8 日学院信息科学与工姓名专业、班级程学院实验名称NI ELVIS/SIGEx 套件的使用方法指导张金焕教师教师评语教师签名：年月日实验目的：1.熟悉脉冲发生器（数字输出）并学会使用2.熟悉信号发生器并学会使用实验内容：1.使用脉冲发生器产生周期序列信号2.使用信号发生器产生各种方波、正弦波和三角形波实验器材：1.装有 LabVIEW8.5 （或更高版本）的计算机，还需装有数字滤波器设计工具包。
2.NI ELVIS II或者II+以及配套的USB 数据线3.EMONA SIGEx信号与系统扩展板4.各种各样的连接导线5.两根带 BNC 接头的 2mm 导线实验原理：1.脉冲发生器可以产生周期序列信号2.信号发生器可以产生各种方波、正弦波和三角形波实验步骤：设置 NI ELVIS/SIGEx套件1.关闭 NI ELVIS 单元及原型开发板上的开关。
2.将 SIGEx 板卡插入到NI ELVIS 单元中。
注意：这步可能已经为你做好了。
3.使用 USB 数据线连接NI ELVIS 和计算机。
4.打开计算机（假如还未开机）进入 Win7 系统并等待其完全启动（这样计算机才会准备好连接外部的 USB 设备）。
5.打开 NI ELVIS 单元，但不要打开原型开发板的开关。
观察USB 指示灯是否变亮（在ELVIS 单元的右上角）。
如果扬声器可用，那么计算机将发出声音以提示已经检测到 ELVIS 单元。
6.打开 NI ELVIS 原型开发板开关，给 SIGEx 板卡上电。
检查所有的三个指示灯是否点亮，如未点亮，请向指导老师寻求帮助。
7.打开 SIGEx Main VI 。
信号与系统 实验四、五 实验报告
实验五：基于Matlab的连续信号生成及时频域分析一、实验要求1、通过这次实验，学生应能掌握Matlab软件信号表示与系统分析的常用方法。
2、通过实验，学生应能够对连续信号与系统的时频域分析方法有更全面的认识。
二、实验内容一周期连续信号1)正弦信号：产生一个幅度为2，频率为4Hz，相位为π/6的正弦信号；2)周期方波：产生一个幅度为1，基频为3Hz，占空比为20%的周期方波。
非周期连续信号3)阶跃信号；4)指数信号：产生一个时间常数为10的指数信号；5)矩形脉冲信号：产生一个高度为1、宽度为3、延时为2s的矩形脉冲信号。
三、实验过程一1)t=0:0.001:1;ft1=2*sin(8*pi*t+pi/6);plot(t,ft1);2)t=0:0.001:2;ft1=square(6*pi*t,20);plot(t,ft1),axis([0,2,-1.5,1.5]);3)t=-2:0.001:2;y=(t>0);ft1=y;plot(t,ft1),axis([-2,2,-1,2]);4)t=0:0.001:30;ft1=exp(-1/10*t);plot(t,ft1),axis([0,30,0,1]);5)t=-2:0.001:6;ft1=rectpuls(t-2,3);plot(t,ft1),axis([-2,6,-0.5,1.5]);四、实验内容二1)信号的尺度变换、翻转、时移（平移）已知三角波f(t)，用MATLAB画信号f(t)、f(2t)和f(2-2t) 波形，三角波波形自定。
2)信号的相加与相乘相加用算术运算符“+”实现，相乘用数组运算符“.*”实现。
已知信号x(t)=exp(-0.4*t),y(t)=2cos(2pi*t)，画出信号x(t)+y(t)、x(t)*y(t)的波形。
3)离散序列的差分与求和、连续信号的微分与积分已知三角波f(t)，画出其微分与积分的波形，三角波波形自定。
西北工业大学_信号与线性系统实验报告_实验三、实验四
西北工业大学信号与线性系统实验报告学号姓名：实验三信号的合成1.实验内容在“信号与系统”中，周期性的函数（波形）可以分解成其基频分量及其谐波分量（如下图所示，基频与谐波的幅度与信号的特性紧密相关。
从上图中可以看出，一般周期性的信号，其谐波幅度随着谐波次数的增加相应该频点信号幅度会减少。
因而，对于一个周期性的信号，可以通过一组中心频率等于该信号各谐波频率的带通滤波器，获取该周期性信号在各频点信号幅度的大小。
同样，如果按某一特定信号在其基波及其谐波处的幅度与相位可以合成该信号。
理论上需要谐波点数为无限，但由于谐波幅度随着谐波次数的增加信号幅度减少，因而只需取一定数目的谐波数即可。
2.实验过程1、方波信号的合成：（1）按下面公式调整五路信号的幅度：∑∞=⋅⋅=1)cos()2sin(1)(ntnwnntfπ（2）逐步加入合成信号，观察输出信号波形的变化；2、周期锯齿信号的合成：（1）按下面公式调整五路信号的幅度：∑∞=⋅⋅-=1)sin(1)1()(n n tnw ntf（2）逐步加入合成信号，观察输出信号波形的变化；3、周期半波信号合成（不含直流信号）：（1）按下面公式调整五路信号的幅度：∑∞=⋅⋅-⋅-=12)cos()2cos(11)1()(n n tnwnntfπ（2）逐步加入合成信号，观察输出信号波形的变化；3.实验数据(1)方波信号的合成首先让设备输出方波信号：当n=1时：当n=2时：当n=3时：当n=4时：当n=5时：n=1和n=3信号合成：n=1和n=3和n=5信号合成：(2)周期锯齿信号的合成首先让设备输出周期锯齿信号：当n=1时：当n=2时：当n=3时：当n=4时：当n=5时：n=1和n=2信号合成：n=1和n=2和n=3信号合成：n=1和n=2和n=3和n=4信号合成：n=1和n=2和n=3和n=4和n=5信号合成：(3)周期半波信号合成（不含直流信号）：n=2时：n=4时：n=2和n=4信号合成：4.实验结果分析及思考分析：通常，随着合成的谐波次数的增加，方均误差逐渐减小，可见合成波形与原波形之间的偏差越来越小。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告信号与线性系统实验报告班级：08级电⼦（1）班姓名： zhangmangui学号： 200872020153实验⼀产⽣信号波形的仿真实验⼀、实验⽬的：1.熟悉MATLAB软件在信号与线性系统中的使⽤。
2.学会信号的表⽰和以及⽤MATLAB来产⽣信号并实现信号的可视化。
⼆、实验条件操作系统：Windows XP 仿真软件：MATLAB 7.1三、实验内容对信号进⾏时域分析，⾸先需要将信号随时间变化的规律⽤⼆维曲线表⽰出来。
对于简单信号可以通过⼿⼯绘制其波形，但对于复杂的信号，⼿⼯绘制信号波形显得⼗分困难，且难以绘制精确的曲线。
⼀种是⽤向量来表⽰信号，另⼀种则是⽤符合运算的⽅法来表⽰信号。
⽤适当的MATLAB语句表⽰信号后，可以利⽤MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号波形。
1．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是形如t=t1:p:t2的MATLAB命令定义的时间范围向量，t1为信号起始时间，t2为信号终⽌时间，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。
下⾯将使⽤向量表⽰法来进⾏⼀些波形的绘制：a.⽤以下程序可产⽣正弦波：>> t=0:0.001:50;>> y=sin(2*pi*50*t);>> plot(t(1:50),y(1:50));波形如下图所⽰：b. ⽤以下程序可产⽣加⼊随机噪声的正弦波： >> t=0:0.001:50;>> y=sin(2*pi*50*t);>> s=y+randn(size(t));>> plot(t(1:50),s(1:50));波形如下图所⽰：c．⽤以下程序可产⽣周期⽅波：>> t=0:0.001:2.5;>> y=square(2*pi*30*t);>> plot(t(1:50),y(1:50));波形如下图所⽰：d. ⽤以下程序可产⽣周期锯齿波：>> t=0:0.001:2.5;>> y=sawtooth(2*pi*30*t);>> plot(t,y);>> axis([0 0.2 -1 1]);波形如下图所⽰：e. ⽤以下程序可产⽣sinc函数： >> x=linspace(-5,5);>> y=sinc(x);>> plot(x,y);波形如下图所⽰：f. ⽤以下程序可产⽣Dirichlet函数： >> x=linspace(0,4*pi,300);>> y1=diric(x,7);>> y2=diric(x,8);>> subplot(1,2,1);plot(x,y1); >> subplot(1,2,2);plot(x,y2);波形如下图所⽰：2．符合运算表⽰法对于符号函数，MATLAB 提供了⼀个⾮常简单的作图指令：ezplot()函数。
西北工业大学-信号与线性系统实验报告-实验五、实验六、实验七
西北工业大学信号与线性系统实验报告学号姓名：实验五零输入响应与零状态响应分析1.实验内容电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。
首先先考察一个实例：在下图中由RC组成一电路，电容两端有起始电压)0(-cv，激励源为)(t e。
则系统响应——电容两端电压：τττdeeRCvetvttRCvRCtc)(1)0()()(1⎰----+=上式中第一项称之为零输入响应，与输人激励无关，零输入响应)0(--vRCtve是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减。
第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。
在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。
2.实验过程1、系统的零输入响应特性观察：（1）通过信号选择键选择信号发生器为模式2，对应的脉冲信号发生器产生周期为35ms的方波信号。
用短路线将脉冲信号输出端与“零输入响应与零状态响应”单元的X1端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形。
（2）同上步，将信号产生模块中脉冲信号输入到X2、X3端口，用脉冲信号作同步，分别观察输出信号的波形。
注：对于周期较长的脉冲方波信号，可以近似认为在脉冲信号高电平的后沿，电路的电容已完成充电。
当进入脉冲信号的低电平阶段时，相当于此时激励去掉。
电路在该点之后将产生零输入响应。
因而对零输入响应的观察应在脉冲信号的低电平期间。
2、系统的零状态响应特性观察：（1）通过信号选择键选择信号发生器为模式2，对应的脉冲信号发生器产生周期为35ms的方波信号。
用短路线将脉冲信号输出端与“零输入响应与零状态响应”单元的X1端口相连，用脉冲信号作同步，观察输出信号的波形。
（2）同上步，将信号产生模块中脉冲信号输入到X2、X3端口，用脉冲信号作同步，分别观察输出信号的波形。
注：对于周期较长的脉冲方波信号，可以近似认为在脉冲信号低电平期间，电路的电容已完成放电。
当进入脉冲信号的高电平阶段时，相当于此时激励加上。
电路在该点之后将产生零状态响应。
信号与线性系统分析试验报告
信号与线性系统分析实验报告专业：学号：姓名:1．画出信号波形（1）)tf t--=e(2t()2()uA=1; a=-2;t=0:0.01:10;ft=2-A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;2）)]u=t+tfπttu-(-(2())1(cos)[A=1; w=pi;t=0:0.01:2;ft=1+A*cos(w*t);plot(t,ft);grid on;2．信号)(f t--=，求)etu2())(2tf-波形2(t2(tf、)A=1; a=-2;t=0:0.01:10;ft=2-A*exp(a*t);subplot(2,2,1);plot(t,ft); grid on;title ('f(t)');ft1=2-A*exp(a*2*t);subplot(2,2,2);plot(t,ft1); grid on;ft2=2-A*exp(a*(2-t))subplot(2,2,3);plot(t,ft2); grid on;title ('f(2-t)');3.绘制单位阶跃序列 (k+5) 的MA TLAB程序：k1=-10;k2=5; k0=5;k=k1:-k0-1; kk=-k0:k2;n=length(k);nn=length(kk);u=zeros(1,n);uu=ones(1,nn);stem(k,u,'filled')hold onstem(kk,uu,'filled')hold offaxis([k1,k2,0,1.5])实验二 1 已知描述系统的微分方程和激励信号e (t ) 分别如下，试用解析方法求系统的单位冲激响应h(t)和零状态响应r (t )，并用MATLAB 绘出系统单位冲激响应和系统零状态响应的波形，验证结果是否相同。
①''()4'()4()'()3()y t y t y t f t f t ++=+；()()t f t e t ε-=分析 1 求冲激响应的MATLAB 程序：a=[1 4 4];b=[1 3];impulse(b,a,4);2求系统零状态响应的MATLAB 程序：a=[1 4 4];b=[1 3];p1=0.01;t1=0:p1:5;x1=exp(-1*t1);lsim(b,a,x1,t1),hold on;p2=0.5;t2=0:p2:5;x2=exp(-1*t2);lsim(b,a,x2,t2),hold off;2. 请用MATLAB 分别求出下列差分方程所描述的离散系统，在0~20时间范围内的单位函数响应和系统零状态响应的数值解，并绘出其波形。
信号与线性系统实验书修改版
实验一 零输入、零状态及完全响应一、实验目的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．掌握用简单的R-C 电路观测零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方法。
二、实验设备1．TKSS-D 型 信号与系统实验箱2．双踪慢扫描示波器1台三、实验内容1．连接一个能观测零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图（参考图1-1）。
2．分别观测该电路的零输入响应、零状态响应和完全响应的动态曲线。
四、实验原理1.零输入响应、零状态响应和完全响应的模拟电路如图1－1所示。
图1-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图2.合上图1-1中的开关K1，则由回路可得iR+Uc ＝E (1)∵ i ＝C dtdU c ，则上式改为 ＝E U dtdU RC c c + (2) 对上式取拉式变换得：RCU C （S ）-RCU C （0）+U C （S ）＝S15 ∴RC1S 5RC 1S 15S 15＝1RCS （0）RCU 1）S（RCS 15（S）＝U c c +++-+++⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛，其中5V (0)U c = t RC 1-t RC 1-c 5e e 1（t）＝15U +-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ (3) 式(3)等号右方的第二项为零输入响应，即由初始条件激励下的输出响应；第一项为零状态响应，它描述了初始条件为零（Uc （0）=0）时，电路在输入E=15V 作用下的输出响应，显然它们之和为电路的完全响应，图1-2所示的曲线表示这三种的响应过程。
图1-2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线其中：①---零输入响应②---零状态响应③----完全响应五、实验步骤1. 零输入响应用短路帽连接K2、K3，使+5V直流电源对电容C充电，当充电完毕后，断开K3连接K4，用示波器观测Uc（t）的变化。
2．零状态响应先用短路帽连接K4，使电容两端的电压放电完毕，然后断开K4连接K3、K1，用示波器观测15V直流电压向电容C的充电过程。
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连续信号与系统的复频域分析及MATLAB实现一、实验目的1、掌握MATLAB 实现连续时间信号拉普拉斯变换及逆变换的方法。
2、掌握MATLAB 绘制拉普拉斯变换的三维曲面图，并分析复频域特性和时移特性。
二、实验原理及知识要点1、连续时间非周期信号的拉普拉斯变换及逆变换（laplace( )及ilaplace( )函数）；2、拉普拉斯变换的数值算法；3、绘制拉普拉斯变换的三维曲面图（meshgrid()及mesh()函数）三、实验软件： MATLAB软件四、实验内容及实验记录12.1 利用MATLAB的laplace函数，求下列信号的拉普拉斯变换。
（1）syms t;F=(1-exp(-0.5*t))*Heaviside(t);L=laplace(F)运行的结果为：L =1/s-1/(s+1/2)12.2 利用MATLAB的ilaplace函数，求下列像函数F(s)的拉普拉斯逆变换。
（1）syms s;L=(s+1)/(s*(s+2)*(s+3));F=ilaplace(L)运行的结果：F =1/6+1/2*exp(-2*t)-2/3*exp(-3*t)12.3 利用MATLAB的residue函数求12.2题中（1）小题的拉普拉斯逆变换，并与ilaplace 函数的计算结果进行比较。
（1）a=[1 1];b=[1 5 6 0];[k,p,c]=residue(a,b)运行的结果为：k =-0.66670.50000.1667p =-3.0000 -2.0000 0 c = []由上述程序的运行结果知，F(s)有三个单实极点， 部分分式展开结果：F(s)=(-2/3)/(s+3)+0.5/(s+2)+(1/6)/s 则拉普拉斯逆变换：f(t)=(-2/3e^(-3t)+0.5e^(-2t)+1/6)u(t)用residue 函数求出的结果与用ilaplace 函数求出的结果是一样的。
只是后者简单点。
12.4 试用MATLAB 绘出下列信号拉普拉斯变换的三维曲面图，并通过三维曲面图观察分析信号的幅频特性。
（4） f(t)=exp(-t)*cos(pi*t/2)*u(t) 其对应的拉氏变换为： （1） syms t;F=exp(-t)*cos(pi/2*t); L=laplace(F)L =(s + 1)/((s + 1)^2 + pi^2/4) 曲面图及代码为：x=-1:0.08:0.2; y=-2:0.08:2;[x,y]=meshgrid(x,y); s=x+i*y;F=abs(4./pi.^2.*(s+1)./(4.*(s+1).^2./pi.^2+1)); mesh(x,y,F); surf(x,y,F)colormap(hsv);title('单边指数信号拉普拉斯变换幅度曲面图'); xlabel('实轴') ylabel('虚轴')-1-0.500.5-2-1125101520实轴单边指数信号拉普拉斯变换幅度曲面图虚轴由该曲面可直观看出，曲面图中有两个峰点位置P1,2 =-1±pi/2,这正是单边余弦信号cos(t)*u(t)的拉普拉斯变换曲面图沿S平面实轴方向平移-1的结果。
12.6 试用MATLAB分别绘出单位阶跃信号u（t）及其时间平移信号u(t-t0)的时域波形和拉普拉斯变换三维曲面图，交互式地改变t0的大小，观察分析拉普拉斯变换的时移特性。
t0=0;t=-2:0.001:60;y=Heaviside(t);subplot(2,3,1);plot(t,y,'b');set(gca,'color',[1 1 1]);set(gca,'XColor',[0 0 0]);set(gca,'YColor',[0 0 0]);set(gca,'ZColor',[0 0 0]);title('u(t)的时域波形','Color',[0 0 0]);axis([-2,60,-0.2,2]);b=[0 1];a=[1 0];subplot(2,3,2);lapulas1(b,a,t0);title('拉氏变换幅度曲面图','Color',[0 0 0]);subplot(2,3,3);lapulas2(b,a,t0);title('u(t)拉氏变换相位曲面图','Color',[0 0 0]);hold ont0=input('请输入信号尺度变换因子t0:')subplot(2,3,4);t=-8:0.001:60;y=Heaviside(t-t0);plot(t,y,'b');axis([-8,60,-0.2,2]);title(' u(t-t0)的时域波形','color',[0 0 0]);hold onsubplot(2,3,5);lapulas1(b,a,t0);title('u(t-t0)的拉氏变换曲面图','Color',[0 0 0]);hold onsubplot(2,3,6);lapulas2(b,a,t0);title('u(t-t0)拉氏变换相位曲面图','Color',[0 0 0]);20406000.511.52u(t)的时域波形 00.51-5050510拉氏变换幅度曲面图00.51-505-4-2024u(t)拉氏变换相位曲面图02040600.511.52 u(t-t0)的时域波形00.51-5050510u(t-t0)的拉氏变换曲面图00.51-505-4-2024u(t-t0)拉氏变换相位曲面图当输入t0=6时，由上述的波形图知信号在时间轴的平移后，其幅度曲面图按指数规律改变，，而相位曲面图则发生线性改变。
12.7 已知连续时间信号f(t)=exp(-2*t)*u(t). (1)求f （t ）的拉普拉斯变换F （s ）及傅里叶变换F(jw):syms t w;f=exp(-2*t)*sym('heaviside(t)'); L=laplace(f) F=fourier(f) L = 1/(s + 2) F =1/(w*i + 2)（1） 用MATLAB 分别绘出上述信号的拉普拉斯变换幅度曲面图|F(s)|和振幅频谱曲线|F(jw)|； 其波形和代码如下：-20-15-10-50510152000.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5傅里叶变换（幅度频谱曲线）频率w=-20:0.1:20; Fw=1./(w*i + 2);plot(w,abs(Fw)) title('傅里叶变换（幅度频谱曲线）') xlabel('频率') pauseclf;a=-0:0.1:5;b=-20:0.1:20;[a,b]=meshgrid(a,b);c=a+i*b; c=1./(c + 2);c=abs(c);mesh(a,b,c); surf(a,b,c);view(-60,20) axis([-0,5,-20,20,0,0.5]);title('拉普拉斯变换幅度曲面图'); colormap(hsv);（3）观察比较信号振幅频谱曲线与拉普拉斯变换幅度曲面图在虚轴上的剖面曲线的关系，分析频域与复频域的对应关系与规律。
通过上述两图的拉氏变换的虚轴剖面与幅度频谱曲线的对比分析知，幅度频谱曲线是在拉氏变换F(s)的曲面图中当令s=jw 所得，即F(jw)=F(s)|s=jw12.8 已知连续时间系统的系统函数H （s ）分别如下： （4）H(s)=(s^2-4)/(s^2+4) (1)利用MATLAB 绘出系统的零、极点分布图，判断系统的稳定性； num=[1 0 -4]; den=[1 0 4]; H=tf(num,den); pzmap(H) [p,z]=pzmap(H)运行结果为：p =0 + 2.0000i 0 - 2.0000i z =2.0000 -2.000024-20-1010200.10.20.30.40.5拉普拉斯变换幅度曲面图-2-1.5-1-0.50.51 1.52-2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5P ole-Zero M apReal Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)由分布图观察知，系统有位于虚轴上的一对共轭虚极点，故该系统不满足系统稳定的复频域条件，是不稳定系统。
(1) 求出系统的冲击响应h(t)并绘出其时域波形。
系统的冲击响应为： syms s;H(s)=(s^2-4)/(s^2+4); f=ifourier(H(s)运行结果为：f = -(4*pi*heaviside(-x)*exp(2*x) -2*pi*exp(-2*x)*dirac(x) - 2*pi*exp(2*x)*dirac(x) + (pi*exp(-2*x)*dirac(x, 1))/2 -(pi*exp(2*x)*dirac(x, 1))/2 + 4*pi*exp(-2*x)*heaviside(x))/(2*pi) 其对应的时域波形及代码如下： num=[1 0 -4]; den=[1 0 4];impulse(num,den);五、实验分析及实验小结1.编程时遇到函数源代码不存在导致无法显示结果。
解决办法：从书上找到源代码手动输入保存为脚本文件。
2.编程时还有图形参数设置不当，导致图形显示有问题。
解决办法：不断调试范围，直到显示正常。
2、实验参数对显示图形结果有重要影响，若参数不合适，图形结果不能表达出函特点，甚至不正确。
3.实验结果与理论计算值相吻合。
50100150200250-5-4-3-2-1012345Impulse ResponseTime (seconds)A m p l i t u d e。