信号与系统课程设计

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信号与系统课程设计(信号调制与解调)(采样定理)(LTI系统分析)

课题一信号调制与解调题目说明：从语音，图像的原始信息变过来的原始信号频谱分量频率较低，不适宜在信道中长距离传输。

因此，在通信系统的发送通端常需要有调制过程将其转换为适合传输的信号，在接收端则需要有调节过程，将信号还原成原来的信息，以便更准确的利用信息。

原理分析：调制就是按调制信号的变化规律去改变某些参数。

解调是调制的逆过程，即从已调制信号中恢复或提取调制信号的过程。

幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号变化的过程。

采用模拟调制利用正旋波载波的幅度调制，频率调制和相位调制的方式进行信号的处理。

同步解调端本振信号频率必须与发射端调制的载波信号的频率和相位相同才能实现同步解调。

脉冲调制信号只有在脉冲出现才需要存在，在其他时间内等于零，这样就有可能在这空余的时间间隔中去传输其他路德信号，发送端和接受端的转换开关按照同样的顺序和周期轮流接通各个通道，在信道中传送的是各个脉冲幅度调制信号的和，各个脉冲出现在不同的时间段。

而通过接收端的开关以后各路接受端接收到的相当于某一路信号脉冲幅度的结果，可以用低通滤波器进行解调。

实验内容：1.将一正旋信号x(n)=sin(2πn/256)分别以100000Hz的载波和1000000Hz的取样频率进行调制,写出MATLAB脚本实现抑制载波幅度调制，实现同步解调，滤波输出的波形。

2.分别作出cos(10t)cos(w c t)和[1+0.5sin(10t)]cos(w c t)的波形图和频谱图，并对上面调制信号进行解调，观察与源图的区别。

模块设计1：1.产生一个输入信号 2.产生一个载波信号3.构造用于解调的低通滤波器4.低通滤波解调5.画图MATLAB程序1：>> clear; %清除已存在变量n=0:0.0001:256; %自变量e=sin(2*pi*n/256); %调治信号s=cos(100000*n); % 载波信号a=e.*s; % 调制b=a.*s; % 解调[nb,na]=butter(4,100,'s'); % 低通滤波sys=tf(nb,na); % 构建sys对象c=lsim(sys,b,n); %低通滤波subplot(2,2,1) % 图形输出语句plot(n,e);title('调制信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,2) % 图形输出语句>> plot(n,a);>> title('调幅信号'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('a(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,3) % 图形输出语句>> plot(n,b);>>title('解调波形'); %图形标题>> xlabel('n'),ylabel('b(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格>> subplot(2,2,4) % 图形输出语句>> plot(n,c);>> title('滤波后的波形')；%图形标题>>xlabel('n'),ylabel('e(n)'); %横纵坐标变量>> grid on %坐标网格模块设计2：1.产生两个输入信号 2.用克诺内科内积产生两个周期行序列脉冲3.调制并向加4.构造用于解调的低通滤波器5.低通滤波解调 6画图MATLAB程序2：>> clear; % 清除变量t=0:0.001:9.999; % 定义自变量取值范围和间隔e1=cos(10*t).*cos(600*t); % 输入信号e2=(1+0.5*sin(10*t)).*cos(600*t); %输入信号p0=ones(1,2500);p1=kron(p0,[1,0,0,0]); %第一个序列脉冲p2=kron(p0,[0,0,1,0]); % 第二个序列脉冲a=p1.*e1+p2.*e2; 调制并向加[nb,na]=butter(4,20,'s'); % 用于解调的低通滤波器sys=tf(nb,na); %构建sys对象b1=a.*p1; % 取得第一路信号的脉冲调制信号c1=lsim(sys,b1,t);%通过低通滤波解调输出b2=a.*p2; %取得第二路信号的脉冲调制信号c2=lsim(sys,b2,t); % 通过低通滤波解调输出subplot(4,2,1) % 图形输出语句plot(t,e1);title('第一路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,2) % 图形输出语句plot(t,e2);title('第二路输出信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,3) % 图形输出语句plot(t,e1.*p1);title('第一路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,4) % 图形输出语句plot(t,e2.*p2);title('第二路脉冲调制信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on %图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,5) % 图形输出语句plot(t,a);title('合成的传输信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格subplot(4,2,6) % 图形输出语句plot(t(5001:5250),a(5001:5250));title('局部放大后的合成信号'),xlabel('t'),ylabel('e(t)');grid on%图形横纵坐标，标题，坐标网格实验总结：通过对理论知识的学习，使自己对信号的调制与解调具有一定的认知水平，然后开始做实验，此时要理论结合实践，作出波形图后要考虑与理论波形进行比较，比较的方法是，首先判断所测波形是否正确，若不正确找出错误原因，若正确则分析实测波形与理论波形不完全相同的原因。

大学二年级信息工程课教案信号与系统

大学二年级信息工程课教案信号与系统【大学二年级信息工程课教案】信号与系统【引言】信号与系统作为信息工程课程中的重要组成部分，在大学二年级承担着培养学生综合应用电子与通信知识的重要任务。

本教案旨在通过系统化的教学安排和内容设计，帮助学生全面理解信号与系统的基本概念和理论，并培养学生的工程实践能力。

通过本课程的学习，学生将能够深入了解信号与系统的原理与应用，为将来在信息工程领域的研究和实践打下坚实的基础。

【教学目标】本课程的教学目标是：1. 理解信号与系统的基本概念，包括信号、系统、线性时不变系统等；2. 掌握信号与系统的数学表示方法，如离散/连续时间信号的表达和运算；3. 理解信号与系统的时域分析方法，包括冲激响应、单位阶跃响应和卷积等；4. 掌握信号与系统的频域分析方法，包括傅里叶变换和拉普拉斯变换等；5. 学习应用信号与系统的基本原理解决实际问题，如系统的稳定性分析、滤波器设计等。

【教学内容】1. 信号与系统的基本概念1.1 信号的定义与分类1.2 系统的定义与分类1.3 时变与时不变系统2. 信号的数学表示方法2.1 离散时间信号与连续时间信号的表示2.2 时域离散信号与频域连续信号的转换2.3 时域连续信号与频域离散信号的转换3. 信号的时域分析3.1 冲激响应与单位阶跃响应3.2 线性时不变系统的冲激响应与单位阶跃响应4. 信号的频域分析4.1 傅里叶变换的定义与性质4.2 频域表示与逆变换4.3 拉普拉斯变换的定义与性质4.4 频域表示与逆变换5. 应用信号与系统5.1 系统的稳定性分析5.2 信号的滤波与滤波器设计5.3 信号采样与重构【教学方法】1. 授课法：通过讲授基本概念、理论和方法，帮助学生全面掌握信号与系统的基本知识；2. 实例分析法：通过实际问题的分析与解决，培养学生应用信号与系统知识的能力；3. 实验教学法：通过实验引导学生进行实际操作，加深对信号与系统原理的理解；4. 讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论、提问与互动，促进思维碰撞与知识共享。

信号与系统优秀课程设计

信号与系统优秀课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号与系统的基本概念，掌握不同类型的信号及其特点；2. 学会分析线性时不变系统的特性，包括因果性、稳定性和记忆性；3. 掌握连续时间信号与离散时间信号的转换方法，理解傅里叶级数和傅里叶变换的物理意义及其在信号处理中的应用；4. 能够运用拉普拉斯变换和Z变换分析系统函数，并解决实际问题。

技能目标：1. 能够运用数学工具（如Matlab等）对信号进行处理和分析；2. 掌握系统响应的求解方法，包括经典解法和现代解法；3. 培养对信号与系统的实际应用能力，如滤波器设计、信号调制与解调等；4. 提高团队协作和问题解决能力，通过小组讨论和实践项目加深对知识的理解和应用。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统的学习兴趣，激发他们主动探索科学问题的热情；2. 培养学生的创新意识，使他们敢于尝试新方法，勇于面对挑战；3. 增强学生的社会责任感，让他们明白信号与系统在国防、通信等领域的广泛应用和重要价值；4. 培养学生的集体荣誉感，通过课堂讨论和团队协作，让他们学会尊重他人、倾听他人意见。

本课程针对高年级本科生，在学生已具备一定数学基础和专业知识的基础上，进一步深化信号与系统的理论学习和实践应用。

课程注重理论与实践相结合，以培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才为目标。

通过本课程的学习，学生将能够系统地掌握信号与系统的基本理论和方法，为后续相关课程的学习和未来从事相关领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 信号与系统的基本概念：信号分类（连续信号、离散信号）、系统的分类（线性时不变系统、非线性时变系统）；教材章节：第1章信号与系统的基本概念2. 连续时间信号与系统的时域分析：微分方程、卷积积分、单位冲激响应与阶跃响应；教材章节：第2章连续时间信号与系统的时域分析3. 傅里叶级数与傅里叶变换：周期信号的傅里叶级数展开、非周期信号的傅里叶变换、傅里叶变换的性质与应用；教材章节：第3章傅里叶级数与傅里叶变换4. 拉普拉斯变换与Z变换：拉普拉斯变换的定义与性质、逆变换、系统函数与稳定性分析；Z变换的定义与性质、逆变换、离散时间系统的频率响应；教材章节：第4章拉普拉斯变换与Z变换5. 系统的频域分析：频率响应函数、幅度频谱与相位频谱、幅度调制与解调；教材章节：第5章系统的频域分析6. 系统的复频域分析：系统函数、频率特性、稳定性判定；教材章节：第6章系统的复频域分析7. 信号与系统的应用：滤波器设计、通信系统、控制系统的稳定性分析；教材章节：第7章信号与系统的应用教学内容按照上述安排进行，确保学生能够循序渐进地掌握信号与系统的理论知识，并通过实例分析，将所学知识应用于实际问题的解决。

《信号与系统》课程思政教学设计

《信号与系统》课程思政教学设计一、教学目标1. 知识与技能掌握信号与系统的基础理论和分析方法。

能够应用所学知识解决实际工程问题。

2. 思政目标培养学生的爱国情怀和科学精神。

增强学生的职业道德和社会责任感。

提升学生的创新思维和团队协作能力。

二、教学内容与方法1. 教学内容信号与系统的基本概念、分类及性质。

信号的时域和频域分析。

系统的稳定性、因果性和线性时不变性。

2. 思政元素融入引入我国科学家在信号与系统领域的研究成果，激发学生的民族自豪感和科学探索精神。

讨论信号与系统在国家安全、通信、医疗等领域的应用，培养学生的社会责任感和职业道德。

3. 教学方法理论讲授：系统介绍信号与系统的基本理论和方法。

案例分析：结合实际应用案例，分析信号与系统的实际应用。

小组讨论：组织学生围绕思政主题进行小组讨论，促进思想交流和团队协作。

课程设计：安排与课程内容相关的设计任务，提升学生的实践能力和创新思维。

三、思政教学重点1. 科学精神培养通过介绍信号与系统领域的发展历程和科学家事迹，培养学生的科学探索精神和创新意识。

鼓励学生勇于挑战传统观念，追求科学真理。

2. 职业道德教育强调工程师的职业道德和社会责任，引导学生在未来职业生涯中坚守诚信、公正和负责任的原则。

通过案例分析，讨论工程实践中的道德困境和解决方案。

3. 团队协作与沟通能力提升通过小组讨论和课程设计等环节，锻炼学生的团队协作和沟通能力。

培养学生学会倾听他人意见、尊重他人观点并有效表达自己的思想。

四、教学评价与反馈机制1. 知识掌握评价通过作业、测验和考试等方式评价学生对信号与系统知识的掌握情况。

2. 思政表现评价观察并记录学生在课堂讨论、小组活动和课程设计中的思政表现。

将思政表现纳入课程考核体系，激励学生积极参与思政教育活动。

3. 教学反馈定期收集学生对课程内容和教学方法的反馈意见，及时调整教学策略以满足学生需求。

与学生保持良好沟通，及时解答学生在学习和思政方面的困惑和问题。

《信号与系统》课程设计

《信号与系统》课程设计
（3）
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t=0:0.01:40; w1=exp(-3*t); subplot(3,2,1);plot(t,w1);axis([0,3,-0.2,2]);grid; title('f1复数模随时间变化的绘图') w2=exp(-3*t); subplot(3,2,2);plot(t,-w2);axis([0,3,-2,0.2]);grid; title('-f1（t）'); w3=exp((-3)*(-t))axis([0,100,-0.2,50]);grid; title('f1（-t）'); w4=exp(-3*2*t); subplot(3,2,4);plot(t,w4);axis([0,2,-0.2,2]);grid; title('f1（2t）'); w5=exp(-3*(t+2)); subplot(3,2,5);plot(t,w5);axis([0,3,-0.2,5]);grid; title('f1（t+2）'); w6=exp(-3*(2-2*t)); subplot(3,2,6);plot(t,w6);axis([0,2,-0.2,5]);grid; title('f1（2-2t）');
一.设计目的
1.加深对信号与系统的课本知识的理解和应用。
2.加深和巩固对典型信号：复指数信号的学习和理解，分析实部、虚部、模及相角随时间变化的曲线并了解其时域特性。 3.应用MATLAB对实际问题进行仿真，通过对课程实践的制作，加深对信号的时移、翻转、放缩的理解和掌握。
《信号与系统》课程设计

信号与线性系统课程设计

信号与线性系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握信号与线性系统的基本概念，包括信号的分类、线性时不变系统的定义及其性质；2. 学生能够运用数学工具描述信号的特性，分析线性时不变系统的响应，并解决实际问题；3. 学生能够掌握傅里叶级数、傅里叶变换和拉普拉斯变换的基本原理及其在信号处理中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识对实际信号进行处理，如信号的采样、滤波和调制；2. 学生能够运用数学软件（如MATLAB）进行信号与系统的仿真实验，提高实际操作能力；3. 学生能够通过小组合作，共同分析并解决信号与线性系统领域的问题，提高团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习信号与线性系统，培养对通信工程和电子信息工程的兴趣和热情；2. 学生在学习过程中，养成严谨、求实的科学态度，培养独立思考和创新能力；3. 学生通过小组合作，学会尊重他人意见，提高沟通与交流能力，形成良好的团队合作精神。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在培养学生具备信号与线性系统领域的基本知识和技能，同时提高学生的情感态度价值观。

课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 信号与系统基本概念：信号分类、连续与离散时间信号、线性时不变系统定义及性质。

教材章节：第一章信号与系统基本概念2. 数学工具描述信号与系统：差分方程、微分方程、卷积积分。

教材章节：第二章数学工具描述信号与系统3. 傅里叶级数与傅里叶变换：周期信号的傅里叶级数展开、非周期信号的傅里叶变换。

教材章节：第三章傅里叶级数与傅里叶变换4. 拉普拉斯变换：拉普拉斯变换的定义、性质、逆变换及应用。

教材章节：第四章拉普拉斯变换5. 信号处理应用：信号的采样、滤波、调制原理及其实现方法。

教材章节：第五章信号处理应用6. 线性系统分析：稳定性分析、频率响应特性、零状态与零输入响应。

教案信号与系统

教案：信号与系统一、教学目标：1. 了解信号与系统的基本概念和基本理论。

2. 掌握信号的分类与性质。

3. 理解系统的概念和特点。

4. 学习信号与系统的基本运算和变换。

5. 培养分析和处理信号与系统问题的能力。

二、教学内容：1. 信号与系统的概述1.1 信号的定义和分类1.2 系统的定义和特征1.3 信号与系统的关系2. 基本信号的性质2.1 常用信号的定义和特点2.2 奇偶信号与周期信号2.3 指数信号和复指数信号3. 连续时间信号与系统3.1 连续时间信号的表示与性质3.2 连续时间系统的表示与性质3.3 连续时间信号的基本运算和变换4. 离散时间信号与系统4.1 离散时间信号的表示与性质4.2 离散时间系统的表示与性质4.3 离散时间信号的基本运算和变换5. 线性时不变系统5.1 线性系统的定义和特性5.2 时不变系统的定义和特性5.3 线性时不变系统的性质和表示6. 信号和系统的连续时间和离散时间表示关系6.1 数模转换和模数转换6.2 连续时间信号的采样与重构6.3 采样定理和抽样定理三、教学方法：1. 讲授教学法：通过讲解教师将信号与系统的基本概念和基本理论传授给学生。

2. 实践教学法：通过实际操作和实验，让学生亲自感受信号与系统的性质和运算。

3. 讨论教学法：组织学生进行讨论，促进彼此之间的思维碰撞和交流。

四、教学重点：1. 信号与系统的基本概念和分类。

2. 信号和系统的基本运算和变换。

3. 线性时不变系统的特性和表示。

五、教学评价：1. 课堂小测验：通过课堂小测验检查学生对信号与系统基本概念和基本理论的掌握情况。

2. 实验报告：通过学生完成的实验和实验报告，评价其对信号与系统的基本运算和变换的理解和掌握情况。

3. 期末考试：通过期末考试检查学生对信号与系统整体知识体系的掌握情况。

六、教学资源：1. 课本：信号与系统教材。

2. 电子实验设备：电脑、信号发生器、示波器等。

七、教学反思：信号与系统作为电子信息工程专业的一门重要基础课程，对于学生的综合能力培养具有重要意义。

信号与与系统课程设计

信号与与系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法。

具体包括：1.知识目标：–了解信号与系统的定义、特点和分类；–掌握信号的时域、频域分析方法；–理解系统的基本特性，如线性、时不变性等。

2.技能目标：–能够运用信号与系统的分析方法解决实际问题；–熟练使用相关软件工具进行信号处理和系统分析；–具备一定的科研能力和创新精神。

3.情感态度价值观目标：–培养对信号与系统学科的兴趣和热情；–树立正确的科学观，注重实践与理论相结合；–增强团队协作意识，提高沟通与表达能力。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.信号与系统的定义、特点和分类；2.信号的时域、频域分析方法；3.系统的基本特性，如线性、时不变性等；4.实际应用案例分析。

5.引言：介绍信号与系统课程的背景、意义和目标；6.信号与系统的定义、特点和分类：讲解信号与系统的概念，分析各种信号与系统的特点和分类；7.信号的时域、频域分析方法：讲解信号的时域、频域分析方法，并通过实例进行分析；8.系统的基本特性：讲解系统的基本特性，如线性、时不变性等，并通过实例进行分析；9.实际应用案例分析：分析信号与系统在实际应用中的案例，如通信系统、控制系统等。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解信号与系统的基本概念、原理和分析方法；2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解信号与系统的应用价值；4.实验法：安排课后实验，让学生动手实践，提高实际操作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《信号与系统》、《信号处理与系统分析》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《线性系统理论》、《数字信号处理》等；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，提供动画、视频等多媒体资料；4.实验设备：准备相应的实验设备，如信号发生器、示波器、滤波器等，以便进行课后实验。

信号与系统-MATLAB综合实验课程设计

信号与系统-MATLAB综合实验课程设计一、课程设计的目的和意义在信号与系统学习中，MATLAB是非常重要的工具。

本课程设计主要目的是让学生通过实验，掌握使用MATLAB进行信号与系统分析和处理的方法和技巧。

同时，课程设计还能够加深学生对信号与系统理论知识的理解和掌握，提高其综合运用能力。

二、课程设计的内容和要求1. 实验一：信号的生成和绘制本实验主要包括以下内容：•生成几种基本信号（如正弦信号、方波信号、三角波信号等）。

•通过MATLAB绘制生成的信号，并加上合适的标注。

要求学生能够掌握信号的生成方法和MATLAB的绘图函数的使用。

2. 实验二：信号的运算与变换本实验主要包括以下内容：•对已有信号进行运算（如加、减、乘、除等）。

•对信号进行卷积、相关等线性变换操作。

•对信号进行傅里叶变换，并绘制幅度谱、相位谱等图形。

要求学生能够掌握信号的运算、变换方法和MATLAB的相应函数的使用。

3. 实验三：系统的分析和建立本实验主要包括以下内容：•对系统进行零极点分析，并绘制零极点图。

•对已有系统进行时域和频域分析（如阶跃响应、冲击响应、幅频响应等）。

要求学生能够掌握系统的分析方法和MATLAB的相应函数的使用。

4. 实验四：信号的滤波和降噪本实验主要包括以下内容：•对信号进行数字滤波（如低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等）。

•对信号进行去噪处理（如中值滤波、小波变换去噪等）。

要求学生能够掌握信号滤波、降噪方法和MATLAB的相应函数的使用。

三、课程设计的实施流程1.分组。

依据班级人数以及教学设备的数量，安排学生分为若干个小组，每个小组3-4人。

2.模拟分配实验。

询问小组成员们的意见，模拟分配每个小组所要完成的课程设计任务。

3.实验操作。

每个小组根据分配到的实验课程设计，使用MATLAB进行模拟操作。

4.结果展示。

每个小组进行结果展示，介绍自己的设计思路，并展示实验结果。

其他小组成员以及教师进行现场互相交流和讨论。

信号与系统合成课程设计

信号与系统合成课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号与系统的基本概念，掌握不同类型的信号及其特点；2. 学会分析线性时不变系统的性质，理解系统响应的类型及其应用；3. 掌握信号与系统的基本合成原理，能够运用信号运算进行简单合成。

技能目标：1. 能够运用数学工具对信号与系统进行描述和分析，解决实际问题；2. 掌握使用现代信号处理软件进行信号的模拟、合成和频谱分析；3. 培养创新思维，运用所学知识设计简单的信号处理方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统学科的兴趣，激发学习热情和探究精神；2. 引导学生树立正确的科学观念，认识到信号与系统在科技发展中的重要性；3. 培养学生的团队协作意识，学会与他人共同分析问题、解决问题。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生建立扎实的信号与系统理论基础，培养实际操作能力，并在此基础上发展创新思维和合作精神。

课程目标的设定遵循具体、可衡量原则，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面进行组织：1. 信号与系统基本概念：- 信号分类与特性（教材第2章）- 连续信号与离散信号- 确定性信号与非确定性信号- 周期信号与非周期信号- 系统分类与性质（教材第3章）- 线性时不变系统- 线性时变系统- 非线性系统2. 信号与系统分析方法：- 傅里叶变换及其应用（教材第4章）- 连续信号傅里叶变换- 离散信号傅里叶变换- 非周期信号的频谱分析- 拉普拉斯变换与z变换（教材第5章）- 拉普拉斯变换及其性质- z变换及其性质3. 信号与系统合成：- 信号的线性组合（教材第6章）- 信号的叠加原理- 系统的线性组合- 信号的时域与频域合成（教材第7章）- 时域合成方法- 频域合成方法教学内容安排和进度：1. 第1-2周：信号与系统基本概念2. 第3-4周：信号与系统分析方法3. 第5-6周：信号与系统合成三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：教师以清晰、生动的语言，系统地讲解信号与系统的基本概念、性质和原理。

信号与系统课程设计要求

《信号与系统》课程设计计划一课程设计的目的1.学会运用MATLAB的基本功能（数值运算、符号运算、图形控制）及应用方法。

2.综合运用“信号与系统”课程的理论知识进行信号的分析，利用MATLAB 语言作为编程工具进行计算机实现。

3.复习巩固课堂所学的理论知识，提高对所学知识的综合运用能力，从实践上初步实现对信号的处理。

二课程设计的工作任务学生从老师给定题目中选择或自拟设计题目，备选题目可以两到三人以小组形式进行一个题目，但设计过程中分工不同，且在课程设计报告中体现；自行拟定的题目必须和《信号与系统》课程具有结合点，且难度系数不低于备选题目。

设计报告内容包括：设计任务、设计要求、详细程序清单、运行结果或性能指标分析。

报告内容格式主要包括：1 摘要2 原理分析和设计：包括理论分析和计算。

3 详细设计：包括设计思路以及对应的详细程序清单，并对程序有注释说明。

个别题目进行Simulink仿真。

4 调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果以及对程序调试过程中存在问题的思考（即列出主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及效果）5 总结：包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认识等内容。

6 参考文献注：上述6条根据具体情况允许适当增减，但应保证设计内容的完整性。

所选设计题目大小适中。

课程设计结束后交课程设计说明书（A4纸打印稿）一份。

三课程设计的时间地点安排本次设计地点在农工楼406机房进行。

时间为本学期第16周整周，上午8:00～11：30，下午:2:00～3：50，本周周五下午提交设计资料。

第一天：自学Matlab软件，确定设计的题目。

第二天：查阅资料（在图书馆或上网），弄清题目要求，提出解决方案。

第三天至第四天：根据题目要求，将理论推导与编程相结合，进行设计。

第五天：撰写课程设计说明书、答辩。

四行为要求在规定时间内完成相应设计内容；严格遵守作息时间，严格考勤，指导教师全程跟踪设计；禁止从网络下载设计，禁止同学之间相互拷贝设计，一经发现本次课程设计成绩按0分处理。

信号与系统课程设计

目录摘要 (1)1. 课程设计目的 (2)2. 课程设计题目描述和要求 (2)3. 课程设计实验理论原理 (3)4. 课程设计报告内容 (5)4.1 语音信号录制并读取 (5)4.2 语音信号频谱分析 (6)4.3.1 叠加噪声 (9)4.3.2 语音信号快放 (11)4.3.3 语音信号慢放 (12)4.3.4 设计滤波器 (14)总结 (18)摘要本次设计是用MATLAB语言对语音信号进行采样分析，并设计数字滤波器对信号进行滤波，比较滤波前后信号特性的变化。

用MATLAB开发环境设计用户图形界面使布局编程简化语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科，是目前发展最为迅速的学科之一，通过语音传递信息是人类最重要，最有效，最常用和最方便的交换信息手段，所以对其的研究更显得尤为重要。

Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件，它可以将声音文件变换成离散的数据文件，然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。

这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境。

本设计录制一段语音后，在 MATLAB软件中采集语音信号、回放语音信号并画出语音信号的时域波形和频谱图。

再在Matlab中设计IIR数字滤波器。

之后对采集的语音信号经过低通滤波器后，观察波形，并进行时域和频谱的分析。

1.课程设计目的(1)熟悉离散信号和系统的时域特性。

(2)熟悉语音信号的特点。

(3)掌握数字信号处理的基本概念，基本理论。

(4)掌握序列快速傅里叶变换方法。

(5)学会MATLAB的使用，掌握 MATLAB的程序设计方法。

(6)掌握MATLAB设计数字滤波器的方法和对信号进行滤波的方法(7)巩固信号处理的分析方法和实现方法。

(8)增强应用Matlab语言编写数字信号处理的应用程序及分析、解决实际问题的能力。

2. 课程设计题目描述和要求(1)语音信号录制并用Matlab读取语音信号，理解信号含义及抽样频率的含义，并绘制语音信号时域波形。

信号与系统简单课程设计

信号与系统简单课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解信号与系统的基本概念，掌握信号的分类及性质；2. 掌握线性时不变系统的定义，了解其数学模型；3. 学会分析连续信号与离散信号的时域特性，以及它们之间的转换关系；4. 了解系统响应的分类，掌握因果性与稳定性的基本判断方法。

技能目标：1. 能够运用数学工具对信号与系统进行描述和分析；2. 掌握信号的基本运算，如信号的叠加、延迟、尺度变换等；3. 能够设计简单的线性时不变系统，并分析其性能；4. 学会对实际信号进行处理，提取其特征信息。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统学科的兴趣，激发他们的求知欲；2. 培养学生的团队协作意识，让他们在讨论、交流中共同提高；3. 增强学生的实践操作能力，培养他们解决实际问题的信心；4. 使学生认识到信号与系统在工程应用中的重要性，提高他们的专业认同感。

本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以培养学生的基本分析、设计能力为目标。

课程内容紧密联系教材，充分考虑学生已有的数学基础和认知水平，通过具体实例和实际操作，使学生在掌握基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力。

教学过程中，注重启发式教学，鼓励学生积极参与，充分调动他们的学习积极性，从而实现课程目标。

二、教学内容1. 信号的基本概念：信号的分类（连续信号、离散信号）、信号的能量与功率、信号的时域与频域分析；2. 线性时不变系统：线性时不变系统的定义、数学模型、系统性质（线性、时不变性）、系统响应的分类（因果性、稳定性）；3. 连续信号与离散信号的时域分析：信号的运算（叠加、延迟、尺度变换）、信号的卷积运算、常用信号及其特性（正弦信号、指数信号、单位阶跃信号等）；4. 系统的频率响应：频率响应的定义、傅里叶变换及其性质、频率响应的求解方法、滤波器的概念与设计；5. 信号与系统的应用实例：信号的采样与重建、信号的调制与解调、通信系统中的信号与系统分析。

信号与系统课程设计

信号与系统课程设计一、概念解释零输入响应：如果系统的激励为零，仅由初始状态引起的响应就被称之为该系统的“零输入响应”当系统是线性的，它的特性可以用线性微分方程表示时，零输入响应的形式是若干个指数函数之和。

指数函数的个数等于微分方程的阶数，也就是系统内部所含“独立”储能元件的个数。

假定系统的内部不含有电源，那么这种系统就被称为“无源系统”。

实际存在的无源系统的零输入响应随着时间的推移而逐渐地衰减为零。

零状态响应：如果系统的初始状态为零，仅由激励源引起的响应就被称之为该系统的“零状态响应”。

当系统是线性的，它的特性可以用线性微分方程表示时，零状态响应的形式是若干个指数函数之和再加上与激励源形式相同的项。

前者是对应的齐次微分方程的解，其中指数函数的个数等于微分方程的阶数，也就是系统内部所含“独立”储能元件的个数。

后者是非齐次方程的特解。

自由响应：系统的零状态响应一般分为两部分，它的变化形式分别由系统本身的特性和激励源所决定。

对于实际存在的无源系统而言，零状态响应中的第一部分将随着时间的推移而逐渐地衰减为零，因此往往又把这一部分称之为响应的“自由分量”。

强制响应：零状态响应中的另一部分与激励源形式相同的部分则被称之为“稳态分量”或“强制分量”。

二、例题简析对下面RLC电路进行分析：为方便起见，我们初设Ω=1R ，H L 1=，F C 1=设输入量为端电压a u ，输出量为电容电压c u ，我们可列微分方程如下：a c cc u u dtdu dt u d =++2 对于CT 系统，我们可以对上述微分方程进行拉氏变换：)()()0()()0(')0()(2S U S U u S SU u Su S U S a c c c c c c =+-+-- 在此采用MATLAB 对RLC 系统进行仿真，系统图如下：对于零输入相应，可设0V 1V,0==a c u u ）（，可得11)(2+++=S S S S U c 逆变换可得t c e t t t u 5.023cos 23sin 31)(-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=，可见系统输出将会震荡衰减至0。

信号与系统课程设计目的意义

信号与系统课程设计目的意义一、引言信号与系统是电子信息工程专业中的一门重要课程，它是掌握电子信息工程基础知识的关键之一。

在这门课程中，我们需要学习信号的产生、传输、处理和分析等方面的知识，以及系统的设计和分析方法。

本文将从以下几个方面详细介绍信号与系统课程设计的目的意义。

二、提高学生对信号与系统理论的理解和应用能力通过信号与系统课程设计，学生可以深入了解信号与系统理论，并掌握其基本原理和方法。

在实践中，学生需要运用所学知识进行实际操作，例如使用Matlab等软件对信号进行处理和分析。

这样可以帮助学生更好地理解和应用所学知识，提高其对信号与系统理论的掌握能力。

三、培养学生独立思考和解决问题的能力在信号与系统课程设计中，学生需要自主选择合适的实验方案，并根据实验结果进行数据分析和处理。

这样可以帮助学生培养独立思考和解决问题的能力。

同时，在实验过程中遇到困难时，也需要通过自己或同伴之间的讨论和交流来解决问题，从而提高学生的团队合作能力。

四、提高学生实验技能和实践能力信号与系统课程设计是一门实验性质很强的课程，通过实验可以帮助学生掌握相关的实验技能和实践能力。

学生需要掌握使用示波器、函数信号发生器等设备进行测量和生成信号的方法；还需要掌握使用Matlab等软件进行数据处理和分析的方法。

这些技能不仅可以帮助学生更好地完成课程设计，也可以为日后从事相关工作打下坚实的基础。

五、促进学生创新意识和创新思维在信号与系统课程设计中，学生需要自主选择研究方向，并根据所选方向进行相关研究。

这样可以帮助学生培养创新意识和创新思维，激发其对科研工作的兴趣。

同时，在研究过程中，学生还可以结合自己所学知识进行创新性探索，进一步提高其解决问题的能力。

六、结语信号与系统课程设计在培养电子信息工程专业人才方面具有重要的意义。

通过课程设计，可以提高学生对信号与系统理论的理解和应用能力、培养学生独立思考和解决问题的能力、提高学生实验技能和实践能力、促进学生创新意识和创新思维等方面的能力。

《信号与系统》课程设计

《信号与系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握信号与系统的基本概念，包括连续信号与离散信号、线性时不变系统等；2. 学会运用数学工具描述和分析信号与系统的性质，如傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换等；3. 掌握信号与系统中的典型应用，如信号的采样与恢复、通信系统中的调制与解调等。

技能目标：1. 能够运用所学的理论知识分析实际信号与系统的性能，并解决相关问题；2. 熟练运用数学软件（如MATLAB）进行信号与系统的仿真实验，提高实际操作能力；3. 培养学生的团队协作和沟通能力，通过小组讨论、报告等形式，提高学生的学术交流能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对信号与系统领域的兴趣，激发学生的学习热情和求知欲；2. 增强学生的社会责任感，使学生认识到信号与系统在通信、电子等领域的广泛应用，为国家和社会发展做出贡献；3. 培养学生严谨、务实的学术态度，提高学生的自主学习能力和终身学习能力。

本课程针对高年级本科生，具有较强的理论性和实践性。

在课程设计中，将充分考虑学生的特点和教学要求，结合信号与系统领域的最新发展，注重理论与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力。

通过本课程的学习，使学生具备扎实的信号与系统理论基础，为后续相关课程和未来职业生涯打下坚实基础。

二、教学内容1. 信号与系统基本概念：连续信号与离散信号、线性时不变系统等；- 教材章节：第1章信号与系统概述2. 数学工具描述与分析：- 傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换；- 教材章节：第2章信号的傅里叶分析，第3章系统的s域分析，第4章离散时间信号与系统分析3. 信号与系统的典型应用：- 信号的采样与恢复；- 通信系统中的调制与解调；- 教材章节：第5章信号的采样与恢复，第6章通信系统4. 信号与系统仿真实验：- 使用MATLAB进行信号与系统仿真实验；- 教材章节：第7章信号与系统仿真5. 团队协作与学术交流：- 小组讨论、报告等形式，进行案例分析和学术交流。

信号与系统课程设计(MATLAB)

例①：求门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的傅里叶变换，并画出幅度频谱图
MATLAB程序如下：
symst w %定义两个符号变量t,w
Gt=sym('Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1)'); %产生门宽为2的门函数
Fw=fourier(Gt,t,w); %对门函数作傅氏变换求
信号的卷积运算在系统分析中主要用于求解系统的零状态响应。一般情况，卷积积分的运算比较困难，但在MATLAB中则变得十分简单，MATLAB中是利用conv函数来实现卷积的。
conv
功能：实现二个函数和的卷积。
格式：
说明：表示二个函数，
表示两个函数的卷积结果。
例题：已知两信号
求卷积
MATLAB程序如下：
xlabel('W') ;ylabel('F(W)'); %坐标轴标注
title('f(t)的振幅频谱图'); %文本标注
运行结果如下：
三、设计容
1、编程实现下列信号的幅度频谱
a.求出f1(t)=ε(2t+1)-ε(2t-1)的频谱函数F1(jω)，请将它与上面门宽为2的门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的频谱进行比较，观察两者的特点，说明两者的关系。
M=500; k=0:M; w=k*W1/M; %频域采样数为M, w为频率正半轴的采样点
Fw=ft*exp(-j*t'*w)*R; %求傅氏变换
FRw=abs(Fw); %取振幅
W=[-fliplr(w),w(2:501)] ; %形成负半轴和正半轴的2M+1个频率点W
FW=[fliplr(FRw),FRw(2:501)]; %形成对应于2M+1个频率点的值