信号与系统实验指导全部实验答案
信号与系统matlab实验及答案
产生离散衰减正弦序列()π0.8sin 4n x n n ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 010n ≤≤，并画出其波形图。
n=0:10;x=sin(pi/4*n).*0.8.^n;stem(n,x);xlabel( 'n' );ylabel( 'x(n)' );用MATLAB 生成信号()0sinc at t -, a 和0t 都是实数,410t -<<，画波形图。
观察并分析a 和0t 的变化对波形的影响。
t=linspace(-4,7); a=1;t0=2;y=sinc(a*t-t0); plot(t,y);t=linspace(-4,7); a=2;t0=2;y=sinc(a*t-t0); plot(t,y);t=linspace(-4,7); a=1;t0=2;y=sinc(a*t-t0); plot(t,y);三组对比可得a 越大最大值越小，t0越大图像对称轴越往右移某频率为f 的正弦波可表示为()()cos 2πa x t ft =，对其进行等间隔抽样，得到的离散样值序列可表示为()()a t nT x n x t ==，其中T 称为抽样间隔，代表相邻样值间的时间间隔，1s f T=表示抽样频率，即单位时间内抽取样值的个数。
抽样频率取40 Hz s f =，信号频率f 分别取5Hz, 10Hz, 20Hz 和30Hz 。
请在同一张图中同时画出连续信号()a x t t 和序列()x n nT 的波形图，并观察和对比分析样值序列的变化。
可能用到的函数为plot, stem, hold on 。
fs = 40;t = 0 : 1/fs : 1 ;% ƵÂÊ·Ö±ðΪ5Hz,10Hz,20Hz,30Hz f1=5;xa = cos(2*pi*f1*t) ; subplot(1, 2, 1) ;plot(t, xa) ;axis([0, max(t), min(xa), max(xa)]) ;xlabel('t(s)') ;ylabel('Xa(t)') ;line([0, max(t)],[0,0]) ; subplot(1, 2, 2) ;stem(t, xa, '.') ;line([0, max(t)], [0, 0]) ;axis([0, max(t), min(xa), max(xa)]) ;xlabel('n') ;ylabel('X(n)') ;频率越高，图像更加密集。
信号与信号处理实验参考答案
信号与信号处理实验参考答案实验⼀熟悉MATLAB 环境2、（2）粗略描绘下列各函数的波形说明：MA TLAB 中有函数ttt c ππsin )(sin = ④ f(t)=sint/tt=-3*pi:0.01*pi:3*pi; t1=t/pi; y=sinc(t1); plot(t,y); hold onplot(t,0)⑤在⾃⼰的⼯作⽬录work 下创建Heaviside 函数的M ⽂件，该⽂件如下：function f=Heaviside(t)f=(t>0) %t>0时f 为1，否则f 为0在命令窗⼝输⼊如下语句，就能绘出u(t)的波形。
t=-1:0.01:3; f=Heaviside(t); plot(t,f) axis([-1 3 –0.2 1.2]) ⑥t=-1:0.01:2;g=Heaviside(t)-Heaviside(t-1); plot(t,g);axis([-1 2 -0.2 1.2]) hold on plot(t,0)4、分别⽤for 和while 循环结构编写程序，求出s=∑=632k k=1+2+22+23+…+262+263并考虑⼀种避免循环的简洁⽅法来进⾏求和。
程序如下： s=1; for k=1:63s=s+2^k;s运⾏结果是：s =1.8447e+019（2）s=1;k=1;while k<=63s=s+2^k;k=k+1;ends运⾏结果：s =1.8447e+019(3)k=0:63;s=sum(2.^k)实验⼆信号的卷积与系统的响应和阶跃响应1．n=0:20;hn=0.9.^n;xn=[0,0 ones(1,8),0,0];yn=conv(hn,xn);stem(yn)3. 利⽤MA TLAB绘制下列信号的卷积积分f1(t)*f2(t)的时域波形。
（1）f1(t)=2[u(t+1)-u(t-1)], f2(t)=u(t+2)-u(t-2)（2）f1(t)=tu(t), f2(t)=u(t)（3）f1(t)=u(t)-u(t-4), f2(t)=sin(лt)u(t);（4）f1(t)=e-2t u(t), f2(t)=e-t u(t)(1) 先编写实现连续信号卷积的通⽤函数sconv(),程序如下：function[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)%计算连续信号卷积积分f(t)=f1(t)*f2(t)%f:卷积积分f(t)对应的⾮零样值向量%k:f(t)的对应时间向量%f1:f1(t)⾮零样值向量%f2:f2(t)⾮零样值向量%k1:f1(t)的对应时间向量%k2:序列f2(t)的对应时间向量%p:取样时间间隔f=conv(f1,f2); %计算序列f1与f2的卷积ff=f*p;k0=k1(1)+k2(1); %计算序列f的⾮零样值的起点位置k3=length(f1)+length(f2)-2; %计算卷积和f的⾮零样值的宽度k=k0:p:((k3-(0-k0)/p)*p); %确定卷积和f⾮零样值的时间向量subplot(2,2,1)plot(k1,f1) %绘制f1(t)title('f1(t)')xlabel('t')ylabel('f1(t)')subplot(2,2,2)plot(k2,f2)title('f2(t)')xlabel('t')ylabel('f2(t)')subplot(2,2,3)plot(k,f);h=get(gca,'position');h(3)=2.5*h(3);set(gca,'position',h) %将第三个⼦图的横坐标范围扩为原来的2.5倍title('f(t)=f1(t)*f2(t)') xlabel('t')ylabel('f(t)')p=0.01;k1=-1:p:1;f1=2*ones(1,length(k1));k2=-2:p:2;f2=ones(1,length(k2));[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)（2）p=0.01;k1=0:p:10;k2=0:p:10;f2=ones(1,length(k2)); [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)第（2）题图上实验⼆信号的卷积与系统的响应1．n=0:20;hn=0.9.^n;xn=stepseq(2,0,20)-stepseq(10,0,20);yn=conv(hn,xn);stem(yn)2．（1）p=0.01;k1=-2:p:2;f1=2*(u(k1+1)-u(k1-1));f2=u(k2+2)-u(k2-2);[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)p=0.01;k1=-1:p:10;f1=k1.*u(k1);k2=k1;f2=u(k2);[f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)（3）p=0.01;k1=-4:p:10; f1=u(k1)-u(k1-4);k2=k1;f2=sin(pi*k2).*u(k2); [f,k]=sconv(f1,f2,k1,k2,p)5．已知描述某连续系统的微分⽅程为：y’’(t)+5y’(t)+8y(t)=3f’’(t)+2f(t)绘出系统的冲激响应波形，求出t=0.5s, 1s, 1.5s, 2s系统冲激响应的数值解。
信号与系统实验答案1
实验一 离散时间信号的表示及可视化一、实验目的学会对离散时间信号进行标识和可视化处理。
二、实验源程序 (1)f(n)= )(n δn=-5:1:5; f=dirac(n); plot(n,f,'.'); xlabel('(n)'); ylabel('(f)'); axis([-5 5 -0.5 1.5])(2) f(n)=ε(n)f=Heaviside(n)n=-5:1:5; f=heaviside(n); plot(n,f,'.'); xlabel('(n)'); ylabel('(f)');axis([-5 5 -0.5 1.5]) (3) f(n)= ane (分别取a>0及a<0)a=1时 n=-5:1:5; f=exp(n); plot(n,f,'.');a=-1时 n=-5:1:5; f=exp(-n); plot(n,f,'.');(4) f(n)=R N (n) (分别取不同的N 值)N=10时 n=0:1:9; f=1;plot(n,f,'.');N=15时 n=0:1:14; f=1;plot(n,f,'.') (5) f(n)=Sa(nw)w=0.1时n=-45:1:45;f=sinc(0.1*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');axis([-50 50 -1 1])w=0.2时n=-45:1:45;f=sinc(0.2*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');axis([-50 50 -1 1])(6)f(n)=Sin(nw)(分别取不同的w值)w=100时n=-15:1:15;f=sin(100*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');w=200时n=-15:1:15;f=sin(200*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');三、程序运行结果及波形图（1）（2）（3）-5-4-3-2-1012345(n)(f)-5-4-3-2-1012345(n)(f)（4）0123456789024********（5）（6）-50-40-30-20-1001020304050-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81nf-50-40-30-20-1001020304050-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81nffnf-15-10-5051015n四、实验调试体会实验二 连续时间信号的表示及可视化一、实验目的熟练掌握连续时间信号的表示及可视化处理。
信号与系统--完整版答案--纠错修改后版本
1）
3）
5)
3.8、求下列差分方程所描述的离散系统的单位序列响应。
2）5）
3.9、求图所示各系统的单位序列响应。
（a）
（c）
3.10、求图所示系统的单位序列响应。
3.11、各序列的图形如图所示，求下列卷积和。
（1）（2）（3）（4）
4.34 某LTI系统的频率响应，若系统输入，求该系统的输出。
4.35 一理想低通滤波器的频率响应
4.36 一个LTI系统的频率响应
若输入，求该系统的输出。
4.39 如图4-35的系统，其输出是输入的平方，即（设为实函数）。该系统是线性的吗？
（1）如，求的频谱函数（或画出频谱图）。
（2）如，求的频谱函数（或画出频谱图）。
（1） （2） （3） （4） （5）
4.19 试用时域微积分性质，求图4-23示信号的频谱。
图4-23
4.20 若已知，试求下列函数的频谱：
（1）（3） （5）
（8）（9）
4下列方式求图4-25示信号的频谱函数 （1）利用xx和线性性质（门函数的频谱可利用已知结果）。
（1）
5-18 已知系统函数和初始状态如下，求系统的零输入响应。
（1），
（3），
5-22 如图5-5所示的复合系统，由4个子系统连接组成，若各子系统的系统函数或冲激响应分别为，，，，求复合系统的冲激响应。
5-26 如图5-7所示系统，已知当时，系统的零状态响应，求系数a、b、c。
5-28 某LTI系统，在以下各种情况下起初始状态相同。已知当激励时，其全响应；当激励时，其全响应。
（7）（8）
1-7 已知序列的图形如图1-7所示，画出下列各序列的图形。
重庆大学信号与系统实验(附标准答案)
2.当2π/ω为有理数时，则有2π/ω=N/M，这里N和M均为正整数，令N=2πM/ω，则
sinω(n+N)= sinω(n+ M2π/ω)= sin(ωn+ 2πM)= sinωn。
即这时正弦序列也是周期序列，且序列的最小周期为N=2πM/ω。
平移：将函数 沿横坐标平移 就得到函数
相乘：将 与 相乘，得到 。两波形重叠部分相乘有值，不重叠部分乘积为零
积分： 曲线下的面积即为 时刻的卷积。
2.2离散信号卷积和
输入为 ，输出为 的离散时间线性时不变系统的作用是用卷积求和来描述的：
信号 是系统对于单位冲激输入的响应。其计算步骤为：
横坐标 换成
翻转：将函数 以纵坐标为轴翻转，得到其对称函数
问题1：详细说明正弦离散时间信号的周期性与信号频率的关系，为什么？
答：根据周期序列的定义来讨论正弦离散时间信号的周期性，根据其周期性来找出其与信号频率
的关系。即找到一个正整数N使得恒等式sin(ωn)=sinω(n+N)成立。
分为几种情况讨论：
1.当2π/ω为整数时，令N=2π/ω，则
sinω(n+N)= sinω(n+2π/ω)= sin(ωn+2π)= sinωn。
12电科02班
姓名
艾渝
成绩
课程
名称
信号与系统（双语）
实验项目
名称
信号的时域表示、变换、采样及系统的时域特性
指导教师
文静
教师评语
（）深入理解了实验原理，完成了实验步骤，实验过程原始记录翔实、清晰、准确，实验结果正确，分析透彻，很好地达到了实验目的。
信号与系统实验答案
实验三1,. 利用DFT 近似分析连续信号x(t)=e -2t u(t)的幅度谱并与理论值比较，将理论频谱曲线和实际计算频谱曲线绘制在一个坐标系中。
（要求根据实际幅度频谱函数|X(j ω)|选择合适的抽样频率，根据时域波形选择合适的窗长度，根据序列点数选择合适的DFT 点数。
同时，减小抽样频率，观察最终理论值与计算值间的误差变化。
）fsam=50;Tp=6;N=512;T=1/fsam; t=0:T:Tp; x=exp(-2*t); X=T*fft(x,N); plot(t,x);xlabel('t');title('时域波形'); w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam; y=1./(j*w+2);figure; plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.'); title('幅度谱');xlabel('w'); legend('计算值','理论值');2.近似分析门函数信号2()g t 的幅度谱，并与理论值比较，将理论频谱曲线和实际计算频谱曲线绘制在一个坐标系中，其中分别选其最高频带上限m ω为π、4π、16π时三种情况，比较结果并简单解释其区别及原因。
（根据门函数的理论频谱表达式sin()()2()22Sa Sa ωτωτωω==，当n ωπ=±时值为0，并随自变量绝对值的增大呈递减趋势）fsam=16;N=512;T=1/fsam; t=-2:T:2;12345600.20.40.60.81t时域波形-200-100010020000.20.40.60.8幅度谱wx=[(t>=-1)&(t<=1)];X=T*fft(x,N);%消除1/T 因子的影响 plot(t,x);xlabel('t');title('时域波形'); w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam; y=2*sin(w)./w;%理论频谱值figure; plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.'); title('幅度谱');xlabel('w'); legend('计算值','理论值');-2-1.5-1-0.500.51 1.5200.20.40.60.81t时域波形-60-40-20020406000.511.522.5幅度谱w实验四。
信号与系统实验网上答案
信号与系统实验网上答案第一篇：信号与系统实验网上答案目的：通过MATLAB编程实现对时域抽样定理的验证，加深抽样定理的理解。
同时训练应用计算机分析问题的能力。
任务：连续信号f(t)=cos(8*pi*t)+2*sin(40*pi*t)+cos(24*pi*t)，经过理想抽样后得到抽样信号fs(t)，通过理想低通滤波器后重构信号f(t)。
方法：1、确定f(t)的最高频率fm。
对于无限带宽信号，确定最高频率fm的方法：设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm。
2、确定Nyquist抽样间隔TN。
选定两个抽样时间：TSTN。
3、MATLAB的理想抽样为n=-200:200;nTs=n*Ts;或 nTs=-0.04:Ts:0.044、抽样信号通过理想低通滤波器的响应理想低通滤波器的冲激响应为系统响应为由于所以MATLAB计算为ft=fs*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t))));要求（画出6幅图）：当TS1、在一幅图中画原连续信号f(t)和抽样信号fS(t)。
f(t)是包络线，fS(t)是离散信号。
2、画出重构的信号y(t)。
3、画出误差图，即error=abs(f(t)-y(t))的波形。
当TS>TN时同样可画出3幅图。
%a wm=40*pi;wc=1.2*wm;%理想低通截止频率Ts=[0.02 0.03];N=length(Ts);for k=1:N;n=-100:100;nTs=n*Ts(k);fs=(cos(8*pi*nTs)+2*sin(40*pi*nTs)+cos(24*pi*nTs)).*(u(nTs+ pi)-u(nTs-pi));t=-0.25:0.001:0.25;ft=fs*Ts(k)*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t))));t1=-0.25:0.001:0.25;f1=(cos(8*pi*t1)+2*sin(40*pi*t1)+cos(24*pi*t1)).*(u(t1+0.25) -u(t1-0.25));%在一副图中画原连续信号f(t)和样信号f_s(t)。
信号与系统实验答案
实验十二：连续时间系统的频域分析例题：1、使用MATLAB 函数实现下列信号的傅里叶变换，并画出变换后的曲线 求出e -|2t|的傅里叶变换，并画出变换后的曲线clear all; syms t f;f=fourier(exp((-2)*abs(t))); ezplot(f);-6-4-224600.10.20.30.40.50.60.70.80.91w4/(4+w 2)1、 使用MATLAB 函数实现下列信号的傅里叶逆变换 已知F （jw ）=1/1+w 2,求信号的逆傅里叶变换syms t w;ifourier(1/(1+(w^2)),t);ans1/2*exp(-t)*heaviside(t)+1/2*exp(t)*heaviside(-t)3、使用MATLAB函数实现傅里叶的时移特性画出f（t）=1/2e-2t u(t)和f(t-1)的频谱图，观察信号时移对频谱的影响clear all;r=0.02;t=-5:r:5;N=200;w=2*pi;k=-N:N;w=k*w/N;f1=1/2*exp(-2*t).*stepfun(t,0);F=r*f1*exp(-j*t'*w);F1=abs(F);P1=angle(F);subplot(3,1,1);plot(t,f1);grid on;ylabel('f(t)');title('f(t)'); subplot(3,1,2); plot(w,F1); xlabel('w');grid on;ylabel('F(jw)'); subplot(3,1,3); plot(w,P1*180/pi); grid;xlabel('w'); ylabel('相位度');。
-5-4-3-2-10123450.5tf (t )f(t)-8-6-4-20246800.20.4wF (j w )-8-6-4-202468-100100w相位(度)4、 使用MATLAB 函数实现下列信号的频移变换已知f （t ）为门函数，求f 1（t ）= f （t ）e -j5t 以及f 2（t ）e j5t 的频谱图clear all; R=0.02; t=-2:R:2;f=stepfun(t,-1)-stepfun(t,1); f1=f.*exp(-j*5*t); f2=f.*exp(j*5*t); N=500; W1=5*pi; k=-N:N; W=k*W1/N;。
信号与系统实验教程只有答案
信号与系统实验教程（只有答案））（实验报告目录实验一信号与系统的时域分析 (2)三、实验内容及步骤 (2)实验二连续时间信号的频域分析 (14)三、实验内容及步骤 (14)实验三连续时间LTI系统的频域分析 (35)三、实验内容及步骤 (35)实验四通信系统仿真 (42)三、实验内容及步骤 (42)实验五连续时间LTI系统的复频域分析 (51)三、实验内容及步骤 (51)实验一信号与系统的时域分析三、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。
Q1-1：修改程序Program1_1，将dt改为0.2，再执行该程序，保存图形，看看所得图形的效果如何？dt = 0.01时的信号波形dt = 0.2时的信号波形这两幅图形有什么区别，哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？答：Q1-2：修改程序Program1_1，并以Q1_2为文件名存盘，产生实指数信号x(t)=e-0.5t。
要求在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在0~2秒之间。
然后执行该程序，保存所的图形。
修改Program1_1后得到的程序Q1_2如下：信号x(t)=e-0.5t的波形图clear, % Clear all variablesclose all, % Close all figure windowsdt = 0.2; % Specify the step of time variablet = -2:dt:2; % Specify the interval of timex = exp(-0.5*t); % Generate the signalplot(t,x)grid on;axis ([0 2 0 1 ])title('Sinusoidal signal x(t)')xlabel('Time t (sec)')Q1-3：修改程序Program1_1，并以Q1_3为文件名存盘，使之能够仿真从键盘上任意输入的一个连续时间信号，并利用该程序仿真信号x(t)=e-2t。
信号与系统实验指导书11级A4
实验1 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，并与其傅里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．TKSS-D 型 信号与系统实验箱 2．双踪慢扫描示波器1台三、实验原理1．任何电信号都是由各种不同频率、幅值和初相的正弦波迭加而成的。
对于周期信号由它的傅里叶级数展开式可知，各次谐波的频率为基波频率的整数倍。
非正弦周期信号包含了从零到无穷大的所有频率成份，每一频率成份的幅值相对大小是不同的。
将被测方波信号加到分别调谐于其基波和各奇次谐波频率的电路上。
从每一带通滤波器的输出端可以用示波器观察到相应频率的正弦波。
本实验的结构图如图3-1所示，其中所用的被测信号是50Hz 的方波。
2．实验装置的结构图图3－1实验结构图图3－1中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期信号的直流分量。
BPF 1～BPF 6为调谐在基波和各次谐波上的带通滤波器，加法器用于信号的合成。
3．各种不同的波形及其傅氏级数的表达式分别为 方波 ⎪⎭⎫⎝⎛++++ Sin7ωt 71Sin5ωt 51Sin3ωt 31Sin ωt π4Um u（t）＝ 三角波 ⎪⎭⎫⎝⎛-+- S i n 5ωt 251Sin3ωt 91Sin ωt π8Um u（t）＝2半波 ⎪⎭⎫⎝⎛+--+Cos4ωt151Cos ωt 31Sin ωt 4π21π2Um u（t）＝全波 ⎪⎭⎫⎝⎛--- Cos6ωt 351Cos4ωt 151Cos2ωt 3121π4Um u（t）＝⎪⎭⎫ ⎝⎛++++Cos3ωtT3τπSin31Cos2ωt T2τπSin21Cos ωt TτπSin π2Um TτUm u（t）＝四、实验内容及步骤1．观测“非正弦周期信号的分解与合成”单元中的信号源，将其输出的50Hz 方波信号接至信号分解实验模块的输入端。
2．将BPF1～BPF6的输出分别接至示波器，观测各次谐波的幅值，并列表记录。
信号与系统实验指导书
x=square(t,duty)；产生指定周期的矩形波，其中，duty 用于指定脉冲宽度与整个周期的 比例。 9、sawtooth 功能：产生锯齿波或三角波。 调用格式： x=sawtooth(t)；产生周期是 2π ，幅值从-1~1 的锯齿波。 x=sawtooth(t,width)；用于产生三角波，当 width=0.5 时，可产生对称的标准三角波；当 width=1 时，就产生锯齿波。
求两信号的卷积和并画出卷积波形。 Matlab 程序如下： t1=0:0.1:10; f1=exp(-0.6*t1); t2=0:0.1:15; f2=ones(1,length(t2)); y=conv(f1,f2); subplot(3,1,1); subplot(3,1,2); subplot(3,1,3); plot(f1) plot(f2) plot(y)
7
lsim(b,a,x,t)：计算并显示出连续系统的零状态响应的波形。
四、实例
1、已知一个 RLC 串联振荡电路系统函数为
H (s) =
1 s LC + sRC + 1
2
其中 L=22mH，C=2000pF，R=100 Ω ，求其时域的冲激响应和阶跃响应。 MATLAB 程序如下： L=22e-3; C=2e-9; R=100; a=[L*C,R*C,1]; b=[1]; t=0:1e-6:8e-4; ht=impulse(b,a,t); gt=step(b,a,t); subplot(1,2,1) plot(t,ht); title('冲激响应 ') subplot(1,2,2) plot(t,gt); title('阶跃响应 ') 程序运行结果如图 2-1：
信号与系统实验指导书(matlab软件仿真)
信号与系统实验指导书（MATLAB仿真）目录实验一MATLAB 基本应用 (2)实验二信号的时域表示 (7)实验三连续信号卷积 (11)实验四典型周期信号的频谱表示 (18)实验五傅立叶变换性质研究 (23)实验六离散信号分析 (26)实验七离散系统的Z域分析 (29)Matlab相关符号及函数说明 (37)实验一MATLAB 基本应用一、实验目的：学习MATLAB的基本用法，了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。
二、实验内容：例一已知x的取值范围，画出y=sin(x)的图型。
参考程序：x=0:0.05:4*pi;y=sin(x);plot(y)例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4)例三已知z 取值范围，x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。
z=0:pi/50:10*pi;x=sin(z);y=cos(z);plot3(x,y,z)xlabel('x')ylabel('y')zlabel('z')例四已知x的取值范围，用subplot函数绘图。
参考程序：x=0:0.05:7;y1=sin(x);y2=1.5*cos(x);y3=sin(2*x);y4=5*cos(2*x);subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)')subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)')subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)')subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')连续信号的MATLAB表示1、指数信号：指数信号Ae at在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为：y=A*exp(a*t) (例取A=1,a=-0.4)参考程序：A=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;注：grid on是一个函数，表示在画图的时候添加网格线。
信号与系统实验答案
信号与系统实验答案验教（实验报告）班级:姓名:程实目录实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------4一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------4二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------41、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------52、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------53、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------10三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------14四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT-------------------------------------------------294、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------35四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------49实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------50一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------50二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------501、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------502、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------513、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------52三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------53四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------59实验四：通信系统仿真------------------------------------------------------------------------60一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------60二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------601、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------602、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------6323、信号重建-------------------------------------------------------------------------------644、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------665、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------68三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------68四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------78实验五：连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------79一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------79二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------791、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------792、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------813、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------814、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------825、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------836、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------84三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------86四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------913实验一信号与系统的时域分析一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MATLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB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MATLAB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MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB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。
信号与系统实验指导全部实验答案
信号与系统实验指导全部实验答案实验一连续时间信号的MATLAB 表示实验目的 1．掌握MATLAB 语言的基本操作，学习基本的编程功能； 2．掌握MATLAB 产生常用连续时间信号的编程方法；3．观察并熟悉常用连续时间信号的波形和特性。
实验原理：1. 连续信号MA TLAB 实现原理从严格意义上讲，MATLAB 数值计算的方法并不能处理连续时间信号。
然而，可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB 处理，并且能较好地近似表示连续信号。
MATLAB 提供了大量生成基本信号的函数。
比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB 的内部函数。
为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，最后画出其波形图。
实验内容：正弦信号抽样信号矩形脉冲信号单位跃阶信号实验编程：（1）t=0:0.01:3;K=2;a=-1.5;w=10; ft=K*exp((a+i*w)*t); A=real(ft); B=imag(ft); C=abs(ft);D=angle(ft);subplot(2,2,1),plot(t,A),grid on;title('实部');subplot(2,2,2),plot(t,B),grid on;title('虚部'); subplot(2,2,3),plot(t,C),grid on;title('取模'); subplot(2,2,4),plot(t,D),grid on;title('相角');实部2211-1-2-1取模相角25100-5（2）t=0:0.001:3;y=square(2*pi*10*t,30);方波信号plot(t,y);axis([0,1,-1,1]); title('方波信号');0.5-0.5-1 00.20.40.60.81（3）t=-2:0.01:2;y=uCT(t+0.5)-uCT(t-0.5); plot(t,y),grid on axis([-2,2,0,1.5]); xlabel('t(s)'),ylabel('y(s)') title('门函数')10.50 -2-1.5-1-0.5门函数y (s )0t(s)0.511.52实验二连续时间LTI 系统的时域分析实验目的1．运用MATLAB 符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应； 2．运用MATLAB 数值求解连续系统的零状态响应； 3．运用MATLAB 求解连续系统的冲激响应和阶跃响应；4．运用MATLAB 卷积积分法求解系统的零状态响应。
信号与系统课后习题参考答案
信号与系统课后习题参考答案精心整理1-试分别指出以下波形是属于哪种信号？题图1-11-2试写出题1-1图中信号的函数表达式。
1-3已知信号)(1t x 与)(2t x 波形如题图1-3中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。
题图1-3⑴(1x ⑷2x ⑺1x 1-4 题图1-4⑴(1x ⑷2x ⑺1x 1-51-6⑴(t x 2⑶)8sin()]sin(1[)(t t t x ΩΩ+=⑷)2sin(1)(t t t x =1-7试画出下列信号的波形图：⑴)(1)(t u e t x t -+=⑵)]2()1([10cos )(---=-t u t u t e t x t π⑶)()2()(t u e t x t --=⑷)()()1(t u e t x t --= ⑸)9()(2-=t u t x ⑹)4()(2-=t t x δ1-8试求出以下复变函数的模与幅角，并画出模与幅角的波形图。
⑴)1(1)(2Ω-Ω=Ωj e j X ⑵)(1)(Ω-Ω-Ω=Ωj j e e j X ⑶Ω-Ω---=Ωj j e e j X 11)(4⑷21)(+Ω=Ωj j X1-9已知信号)]()([sin )(π--=t u t u t t x ，求出下列信号，并画出它们的波形图。
⑴)()()(221t x dtt x d t x +=⑵ττd x t x t ?∞-=)()(21-101-11⑴?∞-⑶?∞-⑸?∞-1-12⑴x 1⑶x 31-13⑴t y =)(⑶)2()(t x t y =⑷)1()1()(t x t x t y ---=⑸?∞-=2)()(t d x t y ττ⑹2()(n x n y =⑺)()(n nx n y =⑻)1()()(-=n x n x n y1-14如题图1-14中已知一线性时不变系统当输入为)(t x 时，响应为)(t y 。
试做出当输入为)(1t x 时，响应)(1t y 的波形图。
信号与系统课后答案（ＰＤＦ）
第二章第二章 课后题答案课后题答案2-1.1.图题2-1所示电路，求响应u 2(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图题2.1（b ）所示，故对节点①，②可列出算子形式的KCL 方程为= +++−=−+0)(111)(1)()(1)(1312121t u p p t u p t f t u p t u p即()=+++−=−+0)(1)()()()(13122121t u p p t u t pf t u t u p联解得)()()(443)(22t f p H t f p p t u =++=故得转移算子为443)()()22++==p p t f t u p H （u 2(t)对f(t)的微分方程为()）（）（t f t u p p 34422=++即）（t f t u t u dt d t u dt d 3)(4)(4)(22222=++2-2图题2-2所示电路，求响应i(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图2.2（b）所示。
故得）（）（t f p p p p pp t f t i 3011101022221.01)(2+++=+×++=故得转移算子为30111010)()()(2+++==p p p t f t i p Hi(t)对f(t)的微分方程为)()1010()()3011(2t f p t i p p +=++即)(10)(10)(30)(11)(22t f t f dt d t i t i dt d t i dt d +=++2-3图题2-3所示电路，已知u C (0-)=1 V, i(0-)=2 A。
求t>0时的零输入响应i(t)和u C (t)。
解 其对应的算子电路模型如图题2.3（b）所示。
故对节点N 可列写出算子形式的KCL 方程为0)(2312= ++t u p p C又有uc(t)=pi(t)，代入上式化简，即得电路的微分方程为=====++−+−+1)0()0(2)0()0(0)()23(2c cu u i i t i p p电路的特征方程为0232=++p p故得特征根（即电路的自然频率）为p 1=-1，p 2=-2。
信号与系统实验指导书(新)
信号与系统实验讲义吴光永编重庆文理学院电子电气学院二○○九年十月实验一 函数信号发生器一、实验目的1、了解函数信号发生器的操作方法。
2、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。
3、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。
二、实验内容1、用示波器观察输出的三种波形。
2、调其中电位器、拨位开关，观察三种波形的变化，了解其中的一些极限值。
3、熟悉其中的极限值，便于后面的实验，因为信号源是后面用的最多的。
三、预备知识阅读原理说明部分有关ICL8038的资料，熟悉管脚的排列及其功能。
四、实验仪器1、20M 双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
五、实验原理1、ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图1-1－1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成。
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。
C 上的电压C U 上升与下降时间相等时为三角波，经电压跟随器从管脚③输出三角波信号。
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正弦信号抽样信号矩形脉冲信号单位跃阶信号实验一 连续时间信号的MATLAB 表示实验目的 1．掌握MATLAB 语言的基本操作，学习基本的编程功能； 2．掌握MATLAB 产生常用连续时间信号的编程方法；3．观察并熟悉常用连续时间信号的波形和特性。
实验原理：1. 连续信号MA TLAB 实现原理从严格意义上讲，MATLAB 数值计算的方法并不能处理连续时间信号。
然而，可用连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表示连续信号，即当取样时间间隔足够小时，这些离散样值能够被MATLAB 处理，并且能较好地近似表示连续信号。
MATLAB 提供了大量生成基本信号的函数。
比如常用的指数信号、正余弦信号等都是MATLAB 的内部函数。
为了表示连续时间信号，需定义某一时间或自变量的范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，最后画出其波形图。
实验内容：-2-112实部-112虚部012取模-505相角00.20.40.60.81-1-0.50.5方波信号实验编程：（1）t=0:0.01:3;K=2;a=-1.5;w=10; ft=K*exp((a+i*w)*t); A=real(ft); B=imag(ft); C=abs(ft); D=angle(ft);subplot(2,2,1),plot(t,A),grid on;title('实部'); subplot(2,2,2),plot(t,B),grid on;title('虚部'); subplot(2,2,3),plot(t,C),grid on;title('取模'); subplot(2,2,4),plot(t,D),grid on;title('相角');（2）t=0:0.001:3;y=square(2*pi*10*t,30);plot(t,y);axis([0,1,-1,1]); title('方波信号');-2-1.5-1-0.500.51 1.5200.511.5t(s)y (s )门函数（3）t=-2:0.01:2;y=uCT(t+0.5)-uCT(t-0.5); plot(t,y),grid on axis([-2,2,0,1.5]);xlabel('t(s)'),ylabel('y(s)')title('门函数')实验二 连续时间LTI 系统的时域分析实验目的1．运用MATLAB 符号求解连续系统的零输入响应和零状态响应； 2．运用MATLAB 数值求解连续系统的零状态响应； 3．运用MATLAB 求解连续系统的冲激响应和阶跃响应； 4．运用MATLAB 卷积积分法求解系统的零状态响应。
0.51t零输入响应123456780.10.2t零状态响应123456780.511.5t完全响应0123456780.050.10.150.20.25t(s)y (t )零状态响应实验内容：0.51 1.52 2.53 3.54-2024t(s)h (t )冲击响应0.51t(s)s (t )阶跃响应012340.20.40.60.811.2f1(t)t01234-1012f2(t)t0.20.40.6f(t)=f1(t)*f2(t)t实验编程： (1)ts=0;te=8;dt=0.01; sys=tf([1,16],[1,2,32]); t=ts:dt:te; f=exp(-2*t); y=lsim(sys,f,t); plot(t,y),grid on;xlabel('t(s)'),ylabel('y(t)') title('零状态响应')t(s)y (t )零状态响应0123456780.10.20.30.4t(s)h (t )冲激响应01234567800.20.40.60.8t(s)s (t )阶跃响应(2)t=0:0.01:8;sys=tf([1],[1,3,2]); h=impulse(sys,t); s=step(sys,t);subplot(2,1,1);plot(t,h),grid on xlabel('t(s)'),ylabel('h(t)') title('冲激响应')subplot(2,1,2);plot(t,s),grid on xlabel('t(s)'),ylabel('s(t)') title('阶跃响应')-10-8-6-4-202468100123ω(rad/s)|H (ω)|H(w)的频率特性-10-8-6-4-20246810-4-2024ω(rad/s)|p h i (ω)|H(w)的相频特性0.51 1.52Time(sec)矩形脉冲信号u 1t (t )-10010ω(rad/s)矩形脉冲频谱X (ω)Time(sec)响应的时域波形u 2(t)ω(rad/s)响应的频谱U 2(ω)实验三 连续时间LTI 系统的频率特性及频域分析实验目的1．运用MATLAB 分析连续系统的频率特性； 2．运用MATLAB 进行连续系统的频域分析。
实验内容：02468101214161820-10-50510Time(sec)f (t )输入信号的波形02468101214161820-2-1012Time(sec)y (t )稳态响应的波形实验编程： （1）w1=1;w2=10;A=5;B=2; t=0:0.01:20;H1=1/(-w1^2+3*j*w1+2); H2=1/(-w2^2+3*j*w2+2); f=5*cos(w1*t)+2*cos(w2*t);y=A*abs(H1)*cos(w1*t+angle(H1))+B*abs(H2)*cos(w2*t+angle(H2)); subplot(211),plot(t,f),grid on; xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)'); title('输入信号的波形');subplot(212),plot(t,y),grid on; xlabel('Time(sec)'),ylabel('y(t)'); title('稳态响应的波形')-1.5-0.50.51.5实验四 连续时间LTI 系统的零极点分析实验目的1．运用MATLAB 求解系统函数的零极点；2．运用MATLAB 分析系统函数的零极点分布与其时域特性的关系； 3．运用MATLAB 分析系统函数的零极点分布与其系统稳定性的关系。
实验原理1. 系统函数及其零极点的求解系统零状态响应的拉普拉斯变换与激励的拉普拉斯变换之比称为系统函数H (s )，即m m-10m m-110n n-1n n-110()()()mjjj nii i b sb s b s b s b Y s H s F s a s a s a s a a s==++++===++++∑∑在连续时间LTI 系统的复频域分析中，系统函数起着十分重要的作用，它反映了系统的固有特性。
系统函数H (s )通常是一个有理分式，其分子和分母均为可分解因子形式的多项式，各项因子表明了H (s )零点和极点的位置，从零极点的分布情况可确定系统的性质。
H (s )零极点的计算可应用MA TLAB 中的roots 函数，分别求出分子和分母多项式的根即可。
实验内容：-2-1.5-1-0.500.511.52P ole-Zero M ap Real Axis I m a g i n a r y A x is00.51 1.52 2.52468101214I m pulse ResponseTim e (sec)A m p l i t u d e-8-6-4-202468P ole-Zero M ap Real Axis I m a g i n a r y A x is00.51 1.52 2.5-2-1.5-1-0.50.511.5I m pulse ResponseTim e (sec)A m p l i t u d ep =-2.0000 + 1.0000i -2.0000 - 1.0000i z =2-2-1.5-1-0.500.511.52P ole-Zero M apR eal AxisI m a g in a r y A x is-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81I m pulse R esponseTim e (sec)A m p li t u d e实验编程： b1=[1]; a1=[1,-1];sys1=tf(b1,a1); subplot(121) pzmap(sys1) axis([-2,2,-2,2]) subplot(122) impulse(b1,a1) figure b2=[1];a2=[1,-2,50]; sys2=tf(b2,a2); subplot(121) pzmap(sys2) axis([-2,2,-8,8]) subplot(122) impulse(b2,a2) figure b3=[1]; a3=[1,0,1]; sys3=tf(b3,a3); subplot(121) pzmap(sys3)axis([-2,2,-2,2]) subplot(122) impulse(b3,a3)-202-8-6-4-202468P ole-Zero MapReal AxisI m a g i n a r y A x i s0246-0.08-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.080.10.12Impulse ResponseTime (sec)A m p l i t u d e代码：b=[1]; a=[1,2,50]; sys2=tf(b,a); subplot(121) pzmap(sys2) axis([-2,2,-8,8]) subplot(122) impulse(b,a)-202-8-6-4-202468P ole-Zero MapReal AxisI m a g i n a r y A x i s051015-1-0.50.511.52Impulse ResponseTime (sec)A m p l i t u d e代码：b=[1,4,3]; a=[1,1,7,2]; sys2=tf(b,a); subplot(121) pzmap(sys2) axis([-2,2,-8,8]) subplot(122) impulse(b,a)实验五 典型离散信号及其MATLAB 实现实验目的1．掌握MATLAB 语言的基本操作，学习基本的编程功能； 2．掌握MATLAB 产生常用离散时间信号的编程方法； 3．掌握MATLAB 计算卷积的方法。