信号与系统实验报告 实验八 (2)
实验八信号的无失真传输
实验八 信号的无失真传输一、实验目的1．了解信号的无失真传输的基本原理；2．熟悉信号无失真传输系统的结构与特性。
二、实验设备1. 信号与系统实验（一）2．虚拟示波器三、实验内容1．设计一个无源（或有源）的无失真传输系统；2．令幅值固定、频率可变化的正弦信号作为系统的输入信号，测量系统输出信号的幅值和相位（用李沙育图形法）。
四、实验原理1．信号的无失真传输是指通过系统后输出信号的波形与输入信号的波形完全相同,只允许有幅值上的差异和产生一定的延迟时间,具有这种特性的系统称为无失真传输系统。
令输入信号为X （t ）,则系统的输出为）t -Y （t ）＝k x （t 0 式中k,t 0为常量，对上式取付氏变换，则有0-j ωω）e Y（j ω）＝kx（j（ω）j -j ωt -e |H |＝＝ke X（j ω）Y（j ω）H（j ω）＝0ϕ |H|＝k k 为常数 ωt （ω）＝0-ϕ t 0>02．实验电路系统图8－1无失真传输的电路图其中R 1=R 2=20k ，C 1=C 2=1uF它的频率特性为＝K R R R ＝C j ωR 1R C j ωR 1R C j ωR 1R ＝（j ω）U （j ω）U H（j ω）＝122222111222i o +++++ 五、实验步骤1．分析信号无失真传输系统的模拟电路，如图8－1所示。
2．在模拟电路的输入端输入一个正弦信号，并改变其频率，用示波器观察输出信号的幅值和相位。
六、实验报告1．画出信号无失真传输系统的模拟电路。
2．分析无失真传输系统的结构特点，如果R2R1≠、C2C1≠，则系统的)(ωϕ和H（j ω）会产生什么变化？七、实验思考题1．为什么输出信号波形与输入信号波形相同？2．信号的无失真传输系统与全通滤波器有何不同？。
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。
信号与系统综合实验报告
目录实验一常用信号的观察 (4)实验二零输入、零状态及完全响应 (7)实验五无源与有源滤波器 (8)实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 (14)实验七信号的采样与恢复实验 (19)实验八调制与解调实验 (31)实验体会 (35)实验一常用信号的观察一、任务与目标1。
了解常用信号的波形和特点。
2。
了解相应信号的参数。
3。
学习函数发生器和示波器的使用。
二、实验过程1．接通函数发生器的电源。
2．调节函数发生器选择不同的频率的正弦波、方波、三角波、锯齿波及组合函数波形,用示波器观察输出波形的变化。
三、实验报告（x为时间，y为幅值)100Hz 4V 正弦波y=2sin（628x—π/2）100Hz 4V 方波y=2 t=(2n-1）x*0.0025~(2n+1）x*0.0025 x为奇y=-2 t=（2n-1)x＊0。
0025~(2n+1)x＊0.0025 x为偶100Hz 4V 锯齿波100Hz 4V 三角波由50Hz的正弦波和100Hz正弦波组合的波形y=0.2sin（628x)+0.1sin（314x）实验二零输入、零状态及完全响应一、实验目标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．学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案.二、原理分析实验指导书P4三、实验过程1、接通电源；2、闭合K2，给电容充电，断开K2闭合K3,观察零输入响应曲线；3、电容放电完成后，断开K3，闭合K1,观察零状态响应曲线；4、断开K1,闭合K3，再次让电容放电，放电完成后断开K3闭合K2，在电容电压稳定于5V后断开K2，闭合K1,观察完全响应曲线.四、实验报告上图为零输入响应、零状态响应和完全响应曲线。
五、实验思考题系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？为什么?答：相同。
因为系统零输入响应和零状态响应稳定的充分必要条件都是系统传递函数的全部极点si（i=1,2，3，…，n)，完全位于s平面的左半平面。
信号与系统实验指导书
《信号与系统》实验指导书适用专业：电子信息工程电子科学与技术电气工程及其自动化撰写人：李美莲审核人：赵守忠安徽三联学院信息与通信技术系二00八年七月目录实验一阶跃响应与冲激响应 (3)实验二连续时间系统的模拟 (7)实验三有源无源滤波器 (12)实验四抽样定理与信号恢复 (20)实验五二阶网络状态轨迹的显示 (27)实验六矩形脉冲信号的分解 (32)实验七矩形脉冲信号的合成 (37)实验八二阶电路的暂态响应 (39)实验九数字滤波器 (43)实验一阶跃响应与冲激响应实验学时数：2学时实验类型：验证性实验要求：必做一、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、基本原理：实验如图1-1所示为RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图1-1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图1-1（b）为冲激响应电路连接示意图。
图1-1 (b) 冲激响应电路连接示意图其响应有以下三种状态：（1）当电阻R＞2 LC时，称过阻尼状态；（2）当电阻R = 2 LC时，称临界状态；（3）当电阻R＜2 LC时，称欠阻尼状态。
C2C20.1μ0.1μ现将阶跃响应的动态指标定义如下：上升时间t r：y(t)从0到第一次达到稳态值y（∞）所需的时间。
峰值时间t p：y(t)从0上升到y max所需的时间。
调节时间t s：y(t)的振荡包络线进入到稳态值的5±%误差范围所需的时间。
周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。
三、需用器件与单元：1.双踪示波器1台2.信号系统实验箱1台四、实验步骤：1.阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V，频率为500Hz。
实验电路连接图如图1-1（a）所示。
①连接P702与P914, P702与P101。
(P101为毫伏表信号输入插孔).②J702置于“脉冲”，拨动开关K701选择“脉冲”；③按动S701按钮,使频率f=500Hz，调节W701幅度旋钮，使信号幅度为1.5V。
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。
信号实验报告
第一部分正文实验一常用信号观察一、实验目的：1．了解常用波形的输出和特点；2．了解相应信号的参数；3．了解示波器与函数发生器的使用；4．了解常用信号波形的输出与特点。
二、实验原理：描述信号的方法有很多可以是数学表达式（时间的函数），也可以是函数图形（即为信号的波形）。
信号的产生方式有多种，可以是模拟量输出，也可以是数字量输出。
本实验由数字信号发生器产生，是数字量输出，具体原理为数字芯片将数字量通过A/D 转换输出，可以输出广泛频率范围内的正弦波、方波、三角波、锯齿波等等。
示波器可以暂态显示所观察到的信号波形，并具有信号频率、峰值测量等功能。
三、实验内容：1．由数字信号发生器产生正弦波、三角波、方波以及锯齿波并输入示波器观察其波形。
2．使用示波器读取信号的频率与幅值。
四、实验设备：1．函数信号发生器一台2．数字示波器一台。
五、实验步骤：1．接通函数发生器的电源，连接示波器。
2．利用函数发生器产生各种基本信号波形，并将波形结果导入计算机中，保存图像，写出各种信号的数学表达式。
六、实验结果：根据实验测量的数据，绘制各个信号的波形图，并写出相应的数学函数表达式。
该试验包括交流：① 该正弦信号的数学表达式为：)1001sin(4t y π=图1-1输入正弦波（Hz 504，V ±） ② 该方波的数学表达式为： )]02.001.0()02.0([4∑∞-∞=----=k k t u k t u y图1-2 输入方波（Hz 504，V ±） ③ 该三角波的数学表达式为：∑∞-∞=-------+-----=k k t u k t u k t k t u k t u k t y )]}02.002.0()02.001.0()][02.0(02.0[800)]02.001.0()02.0()[02.0(800{图1-3 输入三角波（Hz 504，V ±） ④ 该锯齿波的数学表达式为：∑∞-∞=-----=k k t u k t u k t y )]}02.002.0()02.0()[02.0(400{图1-4 输入锯齿波（Hz 504，V ±） 实验的一些问题：数字信号发生器的示值与示波器测量有一定的误差。
信号与系统实验报告
1、求门函数g4(t)的傅里叶变换，并画出其频率特性曲线。
程序如下：w=linspace(-3*pi,3*pi,512);N=length(w);F=zeros(1,N);for k=1:NF(k)=quadl('sf1',-3,3,[],[],w(k));endfigure(1);plot(w,real(F));xlabel('\omega');ylabel('F(j\omega)');figure(2);plot(w,real(F)-sinc(w/2/pi).^2);xlabel('\omega');title('计算误差');运行结果如图一、图二所示：图一g4(t)的傅里叶变换图二g4(t)傅里叶变换的计算误差2、已知频率特性函数为：H(jw)=2(jw)3+jw+4(jw)4+3(jw)3+2(jw)2+5jw+2求其幅频特性和相频特性。
程序如下：w=linspace(0,5,200);b=[2 0 1 4];a=[1 3 2 5 2];H=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(H));set(gca,'xtick',[0 1 2 3 4 5]);set(gca,'ytick',[0 0.4 0.707 1]);xlabel('\omega');ylabel('|H(j\omega)|');subplot(2,1,2);plot(w,angle(H));set(gca,'xtick',[0 1 2 3 4 5]);xlabel('\omega');ylabel('\phi(\omega)');运行结果如图三所示：图三幅频特性和相频特性3、设H s=s(s−p1)(s−p2)设①p1=-2，p2=-30；②p1=-2，p2=3（1）针对极点参数①②，画出系统零、极点分布图，判断该系统稳定性。
信号与系统实验
信号与系统实验实验一常用信号分类与观察 (2)实验二阶跃响应与冲激响应 (5)实验三信号卷积实验 (8)实验四矩形脉冲信号的分解 (13)实验五矩形脉冲信号的合成 (18)实验六抽样定理与信号恢复 (20)实验七一阶电路的暂态响应 (26)实验八二阶电路的暂态响应 (30)实验九有源无源滤波器 (34)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特点及产生方法。
2、学会使用示波器对常用波形参数的测量。
二、实验内容1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。
2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。
三、实验仪器1、信号与系统实验箱一台（主板）。
2、20MHz双踪示波器一台。
四、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()atf t Ke。
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)att f t Ket t ω-<⎧=⎨>⎩，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：sin ()a t S t t=。
()a S t 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：()2t f t Eeτ⎛⎫- ⎪⎝⎭=，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。
信号与系统实验
实验一 抽样定理与信号恢复一、实验目的1. 观察离散信号频谱，了解其频谱特点；2. 验证抽样定理并恢复原信号。
二、实验原理1. 离散信号不仅可从离散信号源获得，而且也可从连续信号抽样获得。
抽样信号 Fs （t ）=F （t ）·S （t ）。
其中F （t ）为连续信号（例如三角波），S （t ）是周期为Ts 的矩形窄脉冲。
Ts 又称抽样间隔，Fs=1Ts 称抽样频率，Fs （t ）为抽样信号波形。
F （t ）、S （t ）、Fs （t ）波形如图1-1。
t-4T S -T S 0T S 4T S8T S 12T S tt02/1τ1τ2/31τ2/1τ1τ2/31τ2/1τ-(a)(b)(c)图1-1 连续信号抽样过程将连续信号用周期性矩形脉冲抽样而得到抽样信号，可通过抽样器来实现，实验原理电路如图1-2所示。
2. 连续周期信号经周期矩形脉冲抽样后，抽样信号的频谱()∑∞∞--∙=m s s m m SaTsA j )(22s F ωωπδτωτω 它包含了原信号频谱以及重复周期为fs （f s =πω2s 、幅度按ST A τSa （2τωs m ）规律变化的原信号频谱，即抽样信号的频谱是原信号频谱的周期性延拓。
因此，抽样信号占有的频带比原信号频带宽得多。
以三角波被矩形脉冲抽样为例。
三角波的频谱 F （j ω）=∑∞-∞=-K k k sa E )2()2(12τπωδππ抽样信号的频谱Fs （j ω）=式中 取三角波的有效带宽为31ω18f f s =作图，其抽样信号频谱如图1-3所示。
图1-2 信号抽样实验原理图)(2(212s m k s m k k Sa m Sa TS EA ωωωδπτωτπ--∙∙∑∞-∞=-∞=111112ττπω==f 或(b) 抽样信号频谙图1-3 抽样信号频谱图如果离散信号是由周期连续信号抽样而得，则其频谱的测量与周期连续信号方法相同，但应注意频谱的周期性延拓。
信号与系统课程实验报告
合肥工业大学宣城校区《信号与系统》课程实验报告专业班级学生姓名《信号与系统》课程实验报告一实验名称一阶系统的阶跃响应姓名系院专业班级学号实验日期指导教师成绩一、实验目的1．熟悉一阶系统的无源和有源电路；2．研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响；3．研究一阶系统的零点对系统响应的影响。
二、实验原理1．无零点的一阶系统无零点一阶系统的有源和无源电路图如图2-1的(a)和(b)所示。
它们的传递函数均为：10.2s1G(s)＝+(a) 有源(b) 无源图2-1 无零点一阶系统有源、无源电路图2．有零点的一阶系统(|Z|<|P|)图2-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：10.2s1)0.2(sG(s)++=，⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=S611S161G(s）(a) 有源(b) 无源图2-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图3．有零点的一阶系统(|Z|>|P|)图2-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：1s10.1sG(s)＝++(a) 有源(b) 无源图2-3 有零点(|Z|>|P|)一阶系统有源、无源电路图三、实验步骤1．打开THKSS-A/B/C/D/E型信号与系统实验箱，将实验模块SS02插入实验箱的固定孔中，利用该模块上的单元组成图2-1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路。
2．实验线路检查无误后，打开实验箱右侧总电源开关。
3．将“阶跃信号发生器”的输出拨到“正输出”，按下“阶跃按键”按钮，调节电位器RP1，使之输出电压幅值为1V，并将“阶跃信号发生器”的“输出”端与电路的输入端“Ui”相连，电路的输出端“Uo”接到双踪示波器的输入端，然后用示波器观测系统的阶跃响应，并由曲线实测一阶系统的时间常数T。
4．再依次利用实验模块上相关的单元分别组成图2-2(a)(或(b))、2-3(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路，重复实验步骤3，观察并记录实验曲线。
《信号与系统》实验箱实验
《信号与系统实验》指导书电工电子技术教研室李金田主编2007年8月前言“信号与系统”是无线电技术、自动控制、通信工程、生物医学电子工程、信号图象处理、空间技术等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。
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。
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，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化，对增强学习的兴趣有极大的好处，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助环节。
在做完每个实验后，请务必写出详细的实验报告，包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。
目录实验一、基本运算单元 (1)非正弦周期信号的分解与合成（用同时分析法） (8)实验二、50HZ实验三、无源和有源滤波器（LPF、HPF、BPF、BEF） (12)实验四、二阶网络函数的模拟 (17)实验五、系统时域响应的模拟解 (21)实验六、二阶网络状态轨迹的显示 (25)实验七、信号的采样与恢复(采样定理) (29)实验八、八阶巴特沃斯高通滤波器 (33)附录1：THKSS-A型信号与系统实验箱使用说明书 (35)附录2：THKSS-B型信号与系统实验箱使用说明书 (38)附录3：THKSS-C型信号与系统实验箱使用说明书 (43)附录4：扫频电源操作使用说明 (48)+--=u u u A 0∞实验一 基本运算单元一、实验目的1、熟悉由运算放大器为核心元件组成的基本运算单元。
2、掌握基本运算单元特性的测试方法。
二、实验设备与仪器1、信号与系统实验箱THKSS-A 型或THKSS-B 型或THKSS-C 型。
2、双踪示波器。
三、实验原理1、运算放大器运算放大器实际就是高增益直流放大器，当它与反馈网络连接后，就可实现对输入信号的求和、积分、微分、比例放大等多种数学运算，运算放大器因此而得名。
哈工大威海信系统实验报告
《信号与系统》实验报告姓名：学号：同组人：无指导教师：成绩：实验一典型连续时间信号描述及运算实验报告要求：（1）仿照单边指数信号的示例程序，按要求完成三种典型连续信号，即：正弦信号、衰减正弦信号、钟型信号的波形绘制。
（要求：要附上程序代码，以下均如此，不再说明）（2）根据《信号与系统》教材第一章的习题1.1（1，3，5，8）函数形式绘制波形。
（3）完成三种奇异信号，即：符号函数、阶跃信号、单位冲激信号的波形绘制。
（4）完成实验一中信号的运算：三、6 实验内容中的（1）（2）（3）（4）。
（5）求解信号的直流/交流分量，按第四部分的要求完成。
正文：（1）<1>正弦信号：代码：>> t=-250:1:250;>> f1=150*sin(2*pi*t/100);>> f2=150*sin(2*pi*t/200);>> f3=150*sin(2*pi*t/200+pi/5);>> plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.')<2>衰减正弦信号<3>代码：>> t=-250:1:250;>> f1=400*exp(-1.*t.*t./10000);>> f1=400*exp(-1.*t.*t./22500);>> f1=400*exp(-1.*t.*t./62500);>> plot(t,f1,'-',t,f2,'--',t,f3,'-.') (2)习题1，3，5，8<1>代码：t=0:1:10;f=t;plot(t,f)<3>代码：t=1:1:10;f=t;plot(t,f)<5>代码：t=0:1:10;f=2-exp(-1.*t.);plot(t,f)<8>代码：t=1:0.1:2;f=exp(-1.*t.)*cos(10*pi*t);plot(t,f)(3)三种奇异函数<1>符号函数代码: t=-5:0.05:5;f=sign(t);plot(t,f)<2>阶跃信号代码:>> t=-5:0.1:5;>> f=u(t);>> plot(t,f)<3>单位冲激信号代码：function chongji(t1,t2,t0)dt=0.01;t=t1:dt:t2;n=length(t);x=zeros(1,n);x(1,(-t0-t1)/dt+1)=1/dt;stairs(t,x);axis([t1,t2,0,1.2/dt]) title('单位冲激信号δ(t) ')（4）实验三1234<1>syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,2,1);ezplot(f1);y1=subs(f1,t,-t);f3=f1+y1;subplot(1,2,2);ezplot(f3);function f=u(t) f=(t>0);<2>4、function f=u(t)f=(t>0)syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); subplot(1,3,1);ezplot(f1);f2=sym('sin(2*pi*t)');subplot(1,3,2);ezplot(f2);f6=f1.*f2;subplot(1,3,3);ezplot(f6);5、function f=u(t)f=(t>0)syms tf1=sym('(-t+4)*(u(t)-u(t-4))'); f2=sym('sin(2*pi*t)');subplot(1,3,1);ezplot(f2);f6=f1.*f2;y6=subs(f6,t,t-2);subplot(1,3,2);ezplot(y6);f7=y6+f2;subplot(1,3,3);ezplot(f7);四、t=0:0.1:500;f=100.*abs(sin(2.*pi.*t./50)); plot(t,f,t,fD,t,fA)调用子程序：function fD=fDC(f)fD=mean(f);function fA=fAC(f,fD)fA=f-fD;(5)求解信号的交直流分量代码：function fD=fDC(f)fD=mean(f);function fA=fAC(f,fD)fA=f-fD;t=0:0.1:500;f(t)=100|sin(2*PI*t/50)|;plot(t,fD,t,fA)实验二线性系统时域分析实验报告要求：（1）求解下面两个信号的卷积积分。
8实验八 2FSK调制与解调
非相干解调低通出
2FSK过零检测出
2FSK过零再生输出
�
6、CH1 观测调制模块 T6（绝对码）的波形， CH2观测 T24（非 相干解调低通出）、 T19（ 2FSK过零检测出）、 T20(2FSK 过 零再生输出 ) 的波形，调整非相干解调门限调整旋钮以得到理想的 波形。
相干解调（锁相解调）
VCO 输出
过零检测解调
A B C D E F G H
解调——锁相解调
�2FSK 信号的解调可采用调制跟踪环， VCO 要保证能跟踪上与传号、空号相对应 的两个频率。当 FSK 信号输入时， LF 输 出端有高低电平输出，它们分别与传号空 号相对应。再经过放大整形就可以解调出 原来的数字基带信号。锁相解调器由于具 有跟踪特性、低门限特性，与非相干解调 器相比约 4dB~5dB的门限改善。因此在信 号为低信噪比时，采用 PLL 可以降低误码 率。
锁相解调
2FSK入
实验步骤
�一、2FSK调制 �二、2FSK解调
一、 2FSK 调制 一、2FSK 24 S5 S6
�
1、将开关 S1置内码， S2置本地时钟， S3置2MHz正弦， S4置绝对 码， S5置本地载波， S6置 1MHz正弦。
返回
一、 2FSK 调制 一、2FSK 2FSK调制
实验需记录的数据
信码： 11100110 1、调制模块T6（绝对码波形）、T22（2FSK输出）波形 2、解调模块T31（放大出）、 T36、T23（频带受限出）、 T37（整形出）、T38（相加出）、T18（再生时钟入）、 T240（非相干解调低通出）、T19（过零检测出）、 T20（2FSK过零检测再生出）、T16（VCO出）、 T24（非相干解调低通出）、 T21（锁相解调出）、 T22（2FSK锁相解调再生出）各点的波形。
信号与系统实验汤全武主编实验八源程序及结果
%绘制单边正弦信号拉普拉斯变换曲面图程序
clf;
a=-0.5:0.08:0.5;
b=-1.99:0.08:1.99;
[a,b]=meshgrid(a,b);
d=ones(size(a));
c=a+i*b;%确定绘制曲面图的复平面区域
c=c.*c;
c=c+d;
c=1./c;
c=abs(c);%计算拉普拉斯变换的样值
p=[-2000 -4000];
splxy(f1,f2,k,p,q)
8
（1）a=[1 0 4 0];
b=[14];
[r,p,k]=residue(b,a)
9
a=[1 3 2 0]
b=[1 4];
[r,p,k]=residue(b,a)
结果
r =
1
-3
2
p =
-2
-1
0
k =
[ ]
上述程序绘制的拉普拉斯变换的曲面图如图11.3所示。从该曲面图我们可以明显地观
察到F(s)在虚轴剖面上曲线的变化情况。
现在我们用MATLAB来绘制该信号的傅里叶变换曲线（振幅频谱），对应的MATLAB命
令如下：
%绘制矩形时间信号傅里叶变换曲线程序
w=-20:0.1:20;%确定频率范围
Fw=(2*sin(w).*exp(i*w))./w;%计算傅里叶变换
q =
-2 -1
绘制的系统零极图如图11.7所示。
5.
图a
a=[1 0];
b=[1];
impulse(b,a)
图b
a=[1 2];
b=[1];
impulse(b,a)
图c
a=[1 -2];
华中科技大学-信号与系统实验报告材料
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)姓名学号U2012专业班号电气12同组者1学号U2012专业班号电气12指导教师日期实验成绩评阅人实验评分表目录1实验一、常用信号的观察 (1)2实验二、零输入相应、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 (9)4实验六、LPF、HPF、BPF、BEF间的变换 (18)5实验七、信号的采样与恢复 (25)6实验八、调制与解调 (30)7思考与体会 (31)8参考文献 (39)1 实验一常见信号的观察1.1任务和目标了解常见信号的波形和特点。
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。
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。
掌握基本的误差观赏和分析方法。
1.2原理分析描述信号的方法有很多种，可以用数学表达式（时间的函数），也可以用函数图形（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非常方便地观察周期信号及非周期信号的波形。
1.3实验方案（1）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。
（2）用示波器测量信号，读取信号的幅值和频率。
1.4具体实现（1）接通函数发生器电源。
（2）调节函数发生器选择不同频率、不同波形输出。
（3）用数字示波器观察各发生器输出函数波形、幅值、频率等特性。
1.5实验结果（1）正弦信号观察与测量，波形如图1-1所示。
图1-1 正弦波示波器测量显示，该正弦波的幅值为A=V p-p/2=2.08V/2=1.04V 频率为f=1.000kHz 函数可表示为：y=1.04sin(2kπt) V（2）方波的观察与测量，波形如图1-2所示。
图1-2方波的幅值为A=Vp-p/2=2.08V/2=1.04V 频率f=1.000kHz函数可以表示为U(t)=4Um(sinωt+13sin3ωt+15sin5ωt−⋯)π其中，Um=A=1.04V ω=2πf=2kπ3、三角波的观察与测量，波形如图1-3所示。
信号与系统实验报告
《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UmTU 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 ())7sin 715sin 513sin 31(sin 4 ++++=t t t t u t u m ωωωωπ 2、三角波())5sin 2513sin 91(sin 82++-=t t t u t u mωωωπ3、半波())4cos 1512cos 31sin 421(2 +--+=t t t u t u m ωωωππ 4、全波 ())6cos 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。
数字信号处理 实验八 调制解调系统的实现
数字信号处理 实验八 调制解调系统的实现一、实验目的:（1） 深刻理解滤波器的设计指标及根据指标进行数字滤波器设计的过程 （2） 了解滤波器在通信系统中的应用 二、实验步骤:1.通过SYSTEMVIEW 软件设计与仿真工具，设计一个FIR 数字带通滤波器，预先给定截止频率和在截止频率上的幅度值， 通过软件设计完后，确认滤波器的阶数和系统函数，画出该滤波器的频率响应曲线，进行技术指标的验证。
建立一个两载波幅度调制与解调的通信系统，将该滤波器作为两个载波分别解调的关键部件，验证其带通的频率特性的有效性。
系统框图如下：规划整个系统，确定系统的采样频率、观测时间、细化并设计整个系统，仿真调整并不断改进达到正确调制、正确滤波、正确解调的目的。
（参考文件zhan3.svu ）（1） 检查滤波器的波特图，看是否达到预定要求；（2） 检查幅度调制的波形以及相加后的信号的波形与频谱是否正常； （3） 检查解调后的的基带信号是否正常，分析波形变形的原因和解决措施； （4） 实验中必须体现带通滤波器的物理意义和在实际中的应用价值。
2.熟悉matlab 中的仿真系统；sin ω2基带信号13.将1.中设计的SYSTEMVIEW（如zhan3.svu）系统移植到matlab中的仿真环境中，使其达到相同的效果；4.或者不用仿真环境，编写程序实现该系统，并验证调制解调前后的信号是否一致。
程序与运行结果如下：n=1;f1=100;f2=300;fs=2000;%采样频率t=0:1/fs:n;fre=10;y1=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;dt=1/fs;%定义时间步长n1=length(t);%样点个数f_end=1/dt;%频率轴的显示范围f=(0:n1-1)*f_end/n1-f_end/2;%频率自变量Xf1=dt*fftshift(fft(y1));%频谱figure(1);subplot(211);plot(t,y1);xlabel('t');title('方波时域图');subplot(212);plot(f,abs(Xf1));xlabel('f');title('方波幅度频谱');y2=square(2*fre*pi*t)/2+1.1;Xf2=dt*fftshift(fft(y2));z1=10*sin(2*pi*f1*t);z2=10*sin(2*pi*f2*t);figure(2);subplot(221);plot(t,z1);xlabel('t');title('100Hz正弦波时域图');subplot(222);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(z1))));xlabel('f');title('100Hz正弦波幅度频谱');subplot(223);plot(t,z2);xlabel('t');title('300Hz正弦波时域图');subplot(224);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(z2))));xlabel('f');title('300Hz正弦波幅度频谱');yy1=y1.*z1;%信号相乘yy2=y2.*z2;yy3=yy1+yy2;Xf3=dt*fftshift(fft(yy1));figure(3);subplot(211);plot(t,yy1);xlabel('t');title('调制信号1时域');subplot(212);plot(f,abs(Xf3));xlabel('f');title('调制信号1频谱');Xf4=dt*fftshift(fft(yy2));figure(4);subplot(211);plot(t,yy2);xlabel('t');title('调制信号2时域');subplot(212);plot(f,abs(Xf4));xlabel('f');title('调制信号2频谱');Xf5=dt*fftshift(fft(yy3));figure(5);subplot(211);plot(t,yy3);xlabel('t');title('调制信号1+2时域'); subplot(212);plot(f,abs(Xf5));xlabel('f');title('调制信号1+2频谱');fp1=100;fp2=200;%FIR滤波器100-200Hzfs1=50;fs2=250;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);figure(6);freqz(b,1,fs,fs);title('FIR滤波器100-200Hz');t=0:1/fs:n;yyy1=filter(b,2,yy3);%信号1+2经过滤波器1zz1=filter(b,2,z1);%100Hz正弦波经过滤波器1Xf10=dt*fftshift(fft(yyy1));Xf11=dt*fftshift(fft(zz1));figure(7);subplot(211);plot(t,yyy1);xlabel('t');title('信号1+2滤波器1后时域图');subplot(212);plot(f,abs(Xf10));xlabel('f');title('信号1+2滤波器1后频谱');figure(8);subplot(211);plot(t,zz1);xlabel('t');title('100Hz正弦波滤波器1后时域图');subplot(212);plot(f,abs(zz1));xlabel('f');title('100Hz正弦波滤波器1后频谱');fp1=330;fp2=430;%FIR滤波器330-430Hzfs1=200;fs2=490;As=15;Ws1=(fp1+fs1)/fs;Ws2=(fp2+fs2)/fs;w=(fp1-fs1)/fs;M=ceil((As-7.95)/(14.36*w));hamming=Hamming(M+1);b=fir1(M,[Ws1,Ws2],hamming);figure(9);freqz(b,1,fs,fs);title('FIR滤波器330-430Hz');t=0:1/fs:n;yyy2=filter(b,2,yy3);zz2=filter(b,2,z2);Xf12=dt*fftshift(fft(yyy2));Xf13=dt*fftshift(fft(zz2));figure(10);subplot(211);plot(t,yyy2);xlabel('t');title('信号1+2滤波器2后时域图');subplot(212);plot(f,abs(Xf12));xlabel('f');title('信号1+2滤波器2后频谱');figure(11);subplot(211);plot(t,zz2);xlabel('t');title('300Hz正弦波滤波器2后时域图');subplot(212);plot(f,abs(zz2));xlabel('f');title('300Hz正弦波滤波器2后频谱');k1=yyy1.*zz1;%解调k2=yyy2.*zz2;figure(12);subplot(211);plot(t,k1);xlabel('t');title('解调信号1时域图');subplot(212);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(k1))));xlabel('f');title('解调信号1频谱');figure(13);subplot(211);plot(t,k2);xlabel('t');title('解调信号2时域图');subplot(212);plot(f,abs(dt*fftshift(fft(k2))));xlabel('f');title('解调信号2频谱');N=8;%8阶巴特沃斯低通滤波器上限频率100HzWn=100/(fs/2);[b,a]=butter(N,Wn,'low');kk1=filter(b,a,k1);figure(14);[H,W]=freqz(b,a);%返回频率响应subplot(211);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));xlabel('频率Hz');ylabel('幅值');grid on; subplot(212);plot(W*fs/(2*pi),20*log10(abs(H)));xlabel('频率Hz');ylabel('幅值dB');grid on;kk2=filter(b,a,k2);Xf6=dt*fftshift(fft(kk1));figure(15);subplot(211);plot(t,kk1);xlabel('t');title('解调信号1经滤波时域'); subplot(212);plot(f,abs(Xf6));xlabel('f');title('解调信号1经滤波频谱');Xf7=dt*fftshift(fft(kk2));figure(16);subplot(211);plot(t,kk2);xlabel('t');title('解调信号2经滤波时域'); subplot(212);plot(f,abs(Xf7));xlabel('f');title('解调信号2经滤波频谱');。