信号与系统实验(MATLAB 西电版)实验23 综合实验4-无失真传输系统

信号与系统MATLAB实验全

实验篇信号与系统实验指导实验一、MATLAB 编程基础及典型实例一、实验目的(1) 熟悉MATLAB 软件平台的使用； (2) 熟悉MATLAB 编程方法及常用语句； (3) 掌握MATLAB 的可视化绘图技术；(4) 结合《信号与系统》的特点，编程实现常用信号及其运算。

二、实验原理连续信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干个不连续点以外，信号都有确定的值与之对应。

严格来说，MATLAB 并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。

当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。

矩阵是MATLAB 进行数据处理的基本单元，矩阵运算是MATLAB 最重要的运算。

通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB 系统中是作为1×1的矩阵来处理的，而向量实际上是仅有一行或者一列的矩阵。

通常用向量表示信号的时间取值范围，如n = -5:5，但信号x(n)、向量n 本身的下标都是从1开始的，因此必须用一个与向量x 等长的定位时间变量n ，以及向量x ，才能完整地表示序列x(n)。

这一点详情可参考预备篇示例7的程序说明。

三、实验内容与步骤(1) 新建一个文件夹，以自己的汉语名字命名，以后就用该文件夹专门存放自己所编制的M 文件和产生的图形；将该文件夹设置成当前工作目录。

(2) 绘制信号t)32sin(e x(t)t 2-=的曲线，t 的范围在0 ~ 30s ，取样时间间隔为0.1s.(3) 在n = [-10:10] 范围产生离散序列：⎩⎨⎧≤≤-=其余n0,3n 32n,x(n) ，并绘图。

四、实验报告要求整理并给出“实验内容与步骤”（2）、（3）的程序代码与产生的图形；并回答下面的问题。

(1) 在调用某一函数文件时，该文件中除了输入、输出变量外的其它变量在调用函数结束后是否还存在？这些变量是全局还是局部变量？(2) 设n = －10:0.2:20，你可以通过哪些方法查看向量n 的维数？经过关系运算y = (n >= 3)以后，y 的维数是多少？y 又等于什么？(3) 通过MATLAB 的帮助系统，学习fliplr 函数的功能和使用方法。

信号与系统MATLAB实验

实验1 信号的时域描述与运算一、实验目的1. 掌握信号的MATLAB 表示及其可视化方法。

2. 掌握信号基本时域运算的MATLAB 实现方法。

3. 利用MATLAB 分析常用信号，加深对信号时域特性的理解。

二、实验原理与方法1. 连续时间信号的MATLAB 表示连续时间信号指的是在连续时间范围内有定义的信号，即除了若干个不连续点外，在任何时刻信号都有定义。

在MATLAB 中连续时间信号可以用两种方法来表示，即向量表示法和符号对象表示法。

从严格意义上来说，MATLAB 并不能处理连续时间信号，在MATLAB 中连续时间信号是用等时间间隔采样后的采样值来近似表示的，当采样间隔足够小时，这些采样值就可以很好地近似表示出连续时间信号，这种表示方法称为向量表示法。

表示一个连续时间信号需要使用两个向量，其中一个向量用于表示信号的时间范围，另一个向量表示连续时间信号在该时间范围内的采样值。

例如一个正弦信号可以表示如下：>> t=0:0.01:10; >> x=sin(t);利用plot(t,x)命令可以绘制上述信号的时域波形，如图1所示。

如果连续时间信号可以用表达式来描述，则还可以采用符号表达式來表示信号。

例如对于上述正弦信号，可以用符号对象表示如下：>> x=sin(t); >> ezplot(X);利用ezplot(x)命令可以绘制上述信号的时域波形012345678910-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Time(seconds)图1 利用向量表示连续时间信号-6-4-20246-1-0.50.51t图 2 利用符号对象表示连续时间信号sin(t)常用的信号产生函数函数名功能函数名功能 heaviside 单位阶跃函数 rectpuls 门函数sin 正弦函数 tripuls 三角脉冲函数 cos 余弦函数 square 周期方波sinc sinc 函数 sawtooth周期锯齿波或三角波 exp 指数函数2.连续时间信号的时域运算对连续时间信号的运算包括两信号相加、相乘、微分、积分，以及位移、反转、尺度变换（尺度伸缩）等。

基于MATLAB的模拟信号传输系统实验

通信原理实验实验8 基于MATLAB的模拟信号传输系统实验班级：04xx103学号：04xxx0913姓名：xxx通信原理软件实验实验8 基于MATLAB的模拟信号传输系统实验一、AM调制解调（1）实验原理及框图调制：AM是诸多调制方式中最简单的一种模拟调制方式，AM信号的时域和频域表达式分别为式中，A0为外加的直流分量；m(t)为模拟基带信号，可以是确知信号也可以是随机信号，但通常认为其平均值为0，即。

AM信号波形可用包络检波法很容易地恢复原始信号但为了保证包络检波时不发生失真，必须满足。

否则将出现过调幅现象而带来失真。

AM调制器模型解调：对于接收端而言，一般说来AM信号有两种解调方式，相干解调法和非相干解调法，这里只介绍相干解调法。

对于相干解调而言，将已调AM信号乘上一个与调制器同频同相的载波, 得再经过低通滤波器,滤去第 2 项高频分量,即可无失真地恢复出原始的调制信号：AM解调原理框图（2）实验结果信号频率为2KHz，载波频率为20KHz，采样率为1MHz，信噪比为5基带信号和载波信号AM信号及频谱（100%调制）AM信号及频谱（0%调制）AM信号及频谱（50%调制）通过带通滤波器信号及频谱和相干解调通过低通滤波器信号及频谱（3）程序代码close all;clear;clc;fs=1e6;N=8000;t=0:1/fs:(N-1)/fs;f=(0:(N-1))*fs/N-fs/2;fm=2000;fss=20000;m=cos(fm*2*pi*t);%基带信号subplot(4,1,1);plot(t,m);title('基带信号','FontWeight','bold'); xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);m_w=fft(m);%基带频谱subplot(4,1,2);plot(f,fftshift(abs(m_w)));title('基带频谱','FontWeight','bold'); xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-10000,10000,0,3500]);s=cos(fss*2*pi*t);%载波信号subplot(4,1,3);plot(t,s);title('载波信号','FontWeight','bold'); xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);s_w=fft(s);%载波频谱subplot(4,1,4);plot(f,fftshift(abs(s_w)));title('载波频谱','FontWeight','bold'); xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-30000,30000,0,3500]);sm=s.*(1+m);%调制信号figure;subplot(4,1,1);plot(t,sm);title('调制信号','FontWeight','bold'); xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);sm_w=fft(sm);%调制信号频谱subplot(4,1,2);plot(f,fftshift(abs(sm_w)));title('调制信号频谱','FontWeight','bold'); xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-30000,30000,0,2000]);sm1=awgn(sm,5);%加信道噪声后的调制信号subplot(4,1,3);plot(t,sm1);title('加信道噪声后的调制信号','FontWeight','bold');xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);sm1_w=fft(sm1);%加信道噪声后的调制信号频谱subplot(4,1,4);plot(f,fftshift(abs(sm_w)));title('加信道噪声后的调制信号频谱','FontWeight','bold');xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-30000,30000,0,2000]);fsamp=1e6;%采样频率为1MHzfcuts = [16000 17500 22500 24000];mags = [0 1 0];devs = [0.05 0.01 0.05];[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs amp);hh=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale'); sm2=fftfilt(hh,sm1);figure;subplot(4,1,1);%经过带通滤波器后的调制信号plot(t,sm2);title('经过带通滤波器后的调制信号','FontWeight','bold');xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);sm2_w=fft(sm2);%经过带通滤波器后的调制信号频谱subplot(4,1,2);plot(f,fftshift(abs(sm2_w)));title('经过带通滤波器后的调制信号频谱','FontWeight','bold');xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-30000,30000,0,2000]);sp=2*sm2.*s;%与本地载波相乘后的信号subplot(4,1,3);plot(t,sp);title('与本地载波相乘后的信号','FontWeight','bold');xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);sp_w=fft(sp);%与本地载波相乘后的信号频谱subplot(4,1,4);plot(f,fftshift(abs(sp_w)));title('与本地载波相乘后的信号频谱','FontWeight','bold');xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-45000,45000,0,1200]);fsamp = 1e6;%采样频率为1MHzfcuts = [3000 20000];mags = [1 0];devs = [0.01 0.05];%通带波动1%，阻带波动5%[n,Wn,beta,ftype]=kaiserord(fcuts,mags,devs,fs amp);hh1=fir1(n,Wn,ftype,kaiser(n+1,beta),'noscale'); sd=fftfilt(hh1,sp);%低通滤波后的信号figure;subplot(4,1,1);plot(t,sd);title('低通滤波后的信号','FontWeight','bold'); xlabel('t/s','FontSize',12);axis([0.001,0.004,-2,2]);sd_f=fft(sd);%低通滤波后的信号频谱subplot(4,1,2);plot(f,fftshift(abs(sd_f)));title('低通滤波后的信号频谱','FontWeight','bold');xlabel('f/Hz','FontSize',12);axis([-10000,10000,0,3500]);二、FM调制解调（1）实验原理及框图调制：非线性调制通常是通过改变载波的频率或相位来达到的，而频率或相位的变化都可以看成是载波角度的变化，故这种调制又称角度调制。

matlab信号与系统实验报告

实验一基本信号的产生与运算一、实验目的学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。

二、实验原理MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。

这些信号是信号处理的基础。

1、利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。

（1）51),1(2)(<<---=t t u t x （2）300),32sin()(3.0<<=-t t e t x t （3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x （4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 答：（1）、>> t=-1:0.02:5; >> x=(t>1);>> plot(t,-2*x);>> axis([-1,5,-3,1]);>> title('杨婕婕朱艺星'); >> xlabel('x(t)=-2u(t-1)');（2）、>> t=0:0.02:30;>> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t);>> plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)');因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰axis([0,15,-0.2,0.6]);（3）>> t=-0.1:0.01:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>>xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');因为t的间隔取太大，以至于函数不够准确，缩小t的间隔：t=-0.1:0.002:0.2;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x);title('杨婕婕')>> t=-0.1:0.0001:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);>> plot(t,x);title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');（4）、t=0:0.01:200;>> x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t);>> plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t)');因为为周期函数，可以将横坐标t间隔扩大以便于观察图像>> axis([0,30,-1,1]);2、利用MATLAB 产生下列离散序列并作图。

无失真传输系统

信号与系统实验报告2、信号与系统实验箱一台。

3、系统频域与复域分析模块一【实验原理】 1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。

线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。

另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。

线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。

而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。

所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。

设激励信号为 e（t），响应信号为 r(t)，无失真传输的条件r(t)=Ke(t-t)（1）式中 K 是一常数，t 为滞后时间。

满足此条件时， r(t)波形是 e(t) 波形经t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数 K 倍的变化，但波形形状不变。

2、对实现无失真传输，对系统函数 H ( j ω) 应提出怎样的要求设 r(t )与 e (t ) 的傅立叶变换式分别为 R( jω)与 E(jω)。

借助傅立叶变换的延时定理，从式（1）可以写出R(jω)=KE(jω)e^-jωt 。

(2)此外还有 R(jω)=H(jω)E(jω)(3) 所以，为满足无失真传输应有H(jω)=Ke^-jωt （4）（4）式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。

欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。

信号与系统实验-实验四无失真传输系统

三、实验仪器
1、信号与系统实验箱一台（主板）； 2、系统复域与频域的分析模块一块。 3、20M 双踪示波器一台。
四、实验步骤
1、把系统复域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。 2、打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一方波信号，频率为 1 K ，峰峰值为 5V ，将其接入到此实验模块的输入端，用示波器的两个探头观察，一个接入到输入端，一个接入到输出端，以输入信号作输出同步进行观察。 3、观察信号是否失真，即信号的形状是否发生了变化，如果发生了变化，可以调节电位器“失真调节” ，可调节到输出与输入信号的形状一致，只是信号的幅度发生了变化（一般变为原来的两倍）。 4、改变信号源，采用的信号源可以从函数信号发生器引入，也可以从常用信号分类与观察引入各种信号，重复上述的操作，观察信号的失真和非失真的情况。
式（5.7-2）即为实现无失真传输系统函数应该满足的频域条件。这一条件表明，系统函数的幅频特性在全频率范围内保持为与频率无关的常数，而相频特性则是一条通过原点并具有斜率为 t0 的直线，即 |H(w)|=K
幅频特性与相频特性如图 5.7-2 所示。
图 5.7-2 系统无失真传输的频域特性由于|H（w）|为一常数，故响应信号中各分量的幅度的相对大小没有变化，所以不产生幅度失真；为了满足无相位失真的条件，就必须使响应中各频率分量的时间平移相同，即都等于 t0，反映在相位特性上就是一条通过原点的
五、实验结果及分析
实验结果： 1）矩形波失真情况下矩形波不失真情况下
2）正弦波失真情况下
正弦波不失真情况下
3）三角波失真情况下
ห้องสมุดไป่ตู้

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容，通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。

实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。

实验一：信号的基本特性与运算。

学生掌握了信号的表示方法，包括连续时间信号和离散时间信号，以及信号的基本运算规则，如加法、减法、乘法和除法。

实验二：信号的时间域分析。

在本实验中，学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法，利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。

实验三：系统的时域分析。

学生了解了线性时不变系统的动态响应特性，包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应，并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。

信号与系统MATLAB实验

实验1 信号的时域描述与运算一、实验目的1. 掌握信号的MATLAB 表示及其可视化方法。

2. 掌握信号基本时域运算的MATLAB 实现方法。

3. 利用MATLAB 分析常用信号，加深对信号时域特性的理解。

二、实验原理与方法1. 连续时间信号的MATLAB 表示连续时间信号指的是在连续时间范围内有定义的信号，即除了若干个不连续点外，在任何时刻信号都有定义。

在MATLAB 中连续时间信号可以用两种方法来表示，即向量表示法和符号对象表示法。

从严格意义上来说，MATLAB 并不能处理连续时间信号，在MATLAB 中连续时间信号是用等时间间隔采样后的采样值来近似表示的，当采样间隔足够小时，这些采样值就可以很好地近似表示出连续时间信号，这种表示方法称为向量表示法。

表示一个连续时间信号需要使用两个向量，其中一个向量用于表示信号的时间范围，另一个向量表示连续时间信号在该时间范围内的采样值。

例如一个正弦信号可以表示如下：>> t=0:0.01:10; >> x=sin(t);利用plot(t,x)命令可以绘制上述信号的时域波形，如图1所示。

如果连续时间信号可以用表达式来描述，则还可以采用符号表达式來表示信号。

例如对于上述正弦信号，可以用符号对象表示如下：>> x=sin(t); >> ezplot(X);利用ezplot(x)命令可以绘制上述信号的时域波形012345678910-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Time(seconds)图1 利用向量表示连续时间信号-6-4-20246-1-0.50.51t图 2 利用符号对象表示连续时间信号sin(t)常用的信号产生函数函数名功能函数名功能 heaviside 单位阶跃函数 rectpuls 门函数sin 正弦函数 tripuls 三角脉冲函数 cos 余弦函数 square 周期方波sinc sinc 函数 sawtooth周期锯齿波或三角波 exp 指数函数2.连续时间信号的时域运算对连续时间信号的运算包括两信号相加、相乘、微分、积分，以及位移、反转、尺度变换（尺度伸缩）等。

信号与系统MATLAB实验(word文档良心出品)

2016-2017学年第一学期信号与系统实验报告班级：姓名：学号：成绩：指导教师：实验一常见信号的MATLAB 表示及运算一．实验目的1．熟悉常见信号的意义、特性及波形2．学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法二．实验原理信号一般是随时间而变化的某些物理量。

按照自变量的取值是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用()f t 和()f k 来表示。

若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很困难，且难以精确。

MATLAB 强大的图形处理功能及符号运算功能，为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。

根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB 中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。

在采用适当的MATLAB 语句表示出信号后，就可以利用MATLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。

下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB 表示及其波形绘制方法。

1.连续时间信号所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。

从严格意义上讲，MATLAB 并不能处理连续信号。

在MATLAB 中，是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的，当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。

在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。

⑴ 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 是用形如12::t t p t 的命令定义的时间范围向量，其中，1t 为信号起始时间，2t 为终止时间，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。

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告信号与系统课堂实验报告实验一：一．实验项目名称：表示信号、系统的MATLAB 函数、工具箱二．实验原理：利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理，首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。

常见的基本信号可以简要归纳如下： 1.单位抽样序列()?≠==0001n n n δ在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现 ()N zeros x ,1=;()11=x 如果()n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到()k n -δ，即： ()??≠==-kn kn k n 01δ2.单位阶跃序列()?<≥=0001n n n u在MATLAB 中用one()函数实现()N ones x ,1=3.正弦序列())(?π+=Fs fn A n x /2sin利用MATLAB 实现)/***2sin(*1:0fai Fs n f pi A x N n +=-=4.复正弦序列()jwn e n x =利用MATLAB 实现)**exp(1:0n w j x N n =-=5.指数序列 ()n a n x =利用MATLAB 实现na x N n ^1:0=-=三．实验目的目的：1、加深对常用离散信号的理解；2、熟悉表示信号的基本MATLAB 函数。

任务：基本MATLAB 函数产生离散信号；基本信号之间的简单运算；判断信号周期。

四．实验内容内容（一）：使用实验仿真系统内容（二）：MATLAB 仿真五．实验器材计算机、MATLAB 软件。

六．实验步骤内容一：信号的表示及简单运算1.在MATLAB环境下输入命令>>xhxt启动《信号与系统》MATLAB实验工具箱。

点击按钮“点击进入”，进入工具箱主界面。

如图所示，选中实验模块对应列表框的第一项“实验一表示信号、系统的MATLAB函数、工具箱”，点击按钮“进入实验”；2、实验一的启动界面，如图所示。

仔细阅读实验目的和实验内容，然后点击按钮“进入实验”，打开实验一主界面。

信号与系统实验(MATLAB西电版)课件

这个环节采取师生互动的形式,学生可以自由提出相关问题,老师和助教将耐心地一一解答。我们将针对具体问题提供详细的解释和示范,并结合实际案例进行分析和指导,让同学们能够尽快掌握所学内容。
课程反馈
学习体验
学生们对这门信号与系统实验课程的总体学习体验如何?是否达到了预期目标?
实验内容
实验内容是否安排合理,能够帮助学生深入理解相关知识点?是否存在需要优化的地方?
实验环境
实验在电子实验室进行,学生可以使用示波器、信号发生器等仪器设备来验证 MATLAB仿真结果。
MATLAB基础入门
初识MATLAB
了解MATLAB的基本界面、工作区和编辑器，掌握基本的命令操作。
数据类型与运算
学习MATLAB中常用的数据类型,如标量、向量和矩阵,并熟练使用各种数学运算。
编程基础
MATLAB应用
学生对MATLAB的使用是否感到困难?是否需要提供更多的入门指导和示例代码?
教学反馈
学生对教学方式、教学质量以及师生互动是否满意?有何建议和意见?
线性时不变系统
定义
线性时不变系统是一类特殊的动态系统,它具有线性和时不变的特性,能够对输入信号进行处理并产生输出信号。
特性
线性时不变系统满足叠加原理和时不变性,可以利用卷积运算来描述系统的输入输出关系。
应用
线性时不变系统广泛应用于声音信号处理、图像处理、通信系统等领域,为信号分析与处理提供了重要理论基础。
傅里叶级数
周期性信号的表示
傅里叶级数可以将任意周期性信号分解为无限个正弦和余弦函数的叠加,这样为信号分析和处理提供了强大的工具。
系数计算
通过积分运算可以计算出每个频率分量对应的振幅和相位系数,从而获得信号的频域表达。

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。

信号与系统实验报告

信号与系统实验报告信号与系统试验报告[实验⼀、熟悉MATLAB环境和基本信号的产⽣与运算⼀、实验⽬的1.熟悉MATLAB 的运⾏环境及基本操作命令；2.掌握MATLAB中信号的表⽰⽅法；⼆、实验器材计算机、MATLAB软件三、实验原理1、 MATLAB简介MATLAB语⾔是以矩阵计算为基础，语法规则简单易学，并将⾼性能的数值计算和可视化结合，⽽且有着功能强⼤、丰富的函数⼯具箱，可扩展性强，使它深受⼯程技术⼈员及科技专家的欢迎，并很快成为应⽤学科计算机辅助分析、设计、仿真、教学等领域不可缺少的基础软件。

2、实验中常⽤的MATLAB函数命令function：它是⾃⼰编写程序来实现所需的功能，调⽤格式为：function ****( ) 括号外⾯为函数名称，括号中为函数中要⽤到的变量。

plot命令：plot命令是MATLAB中⽤来绘制⽤连续信号的波形。

它的功能是将向量点⽤直线依次连接起来。

调⽤格式：plot（f）或plot(t,f)。

title命令：在绘图命令中，可以⽤此命令来对绘制出来的波形做⼀些注释。

调⽤格式为：title(‘……’) 中间部分是对图形任意注释的描述。

axis命令：此命令可以来定义绘制波形中坐标的范围。

调⽤格式为：axis([k1,k2,g1,g2])，其中k1，k2表⽰横坐标的范围，g1，g2表⽰纵坐标的范围。

stem命令：此命令专门⽤来绘制离散序列的波形。

调⽤格式为：stem(k，f) 调⽤此命令可以绘制出离散序列的点状图。

min、max命令：这两个命令可以⽤来⽐较算出⼀个向量中的最⼩值和最⼤值，或者⽐较得出两个值中的较⼩值。

调⽤格式为：min(k)，max(k)，min(k1,k2)，max(k1,k2) length命令：此函数可以计算出向量的长度。

调⽤格式为：length(f)。

ones函数：这是MATLAB中⼀个常⽤的函数，它产⽣元素全部为1的矩阵，调⽤格式为：n＝0：5；ones(1,n)表⽰长度为整数n的阶跃序列。

《信号与系统》实验报告四

《信号与系统》实验报告四一．题目要求利用现有电路知识，设计低通、带通、高通、带阻滤波器，写出滤波器的频率响应函数。

在matlab中，绘制滤波器的频谱图，指出滤波器主要参数，说明对所设计的滤波器要提高这些参数该如何改进。

写出改进后滤波器的频率响应函数，绘制改进后的滤波器频谱图。

在matlab中，若只模拟信号发生器和示波器，要求测试并绘制出所设计的一种滤波器的频谱图，阐明试验原理。

（要求设计的滤波器元件参数为实际值）二、实践内容（一）设计滤波器由我们已经学过的电路知识，可轻易地画出如下图所示四种简单的滤波器。

1.低通滤波器2.高通滤波器3.带通滤波器4.带阻滤波器（二）计算频率响应函数1. 低通滤波器由电路分析基础知识易得下列方程dt dv RCv v cc s +=设输入信号为RCs H eRCs e H se RC H e se RCH e H e dte H d RCe H e s ststs sts st st s st s st st s st s st +=+=+=+=+=1111)1()()()()()()()()(由传递函数易得这个滤波器具有低通的频率特性。

2. 高通滤波器由电路分析基础知识易得下列方程RCsH RCsRCsH e RCs RCs e H RCe H s e H se dt Rv Cv v s s st sts sts sts sttoos 11111两边同时求导1)()()()()(+=+=+=+=+=⎰∞-3.带通滤波器由电路分析基础知识易得下列方程：3111313)13()1(1两边同时求导))1((1)(222)(222)(222)()(2)()()()(++=++=++=++=++++=++++=⎰⎰∞-∞-RCsRCs H RCs s R C RCsH e RCs s R C RCse H e RCs s R C H RCse s e H Rs e CH R s e H R e H CR e H se dtdt R v C v d CRv R dt R v C v v s s stst s sts st st s st s st s sts sts sttoo ot o o s 该传递函数具有最大值，故该滤波器具有带通特性4.带阻滤波器由电路分析基础知识易得下列方程：141222222)(+++=rcs s c r s c r H srcs1411)(1224114122122++=++=+++=rcs H s ss c r rc(s)H rcssc r ssc r (s)H该传递函数具有最小值，故该滤波器具有带阻特性（三）利用MATLAB绘制频谱图1.低通滤波器程序如下r=10000;c=1e-5;b=[0,1];a=[r*c;1];w1=1/(r*c);w=0:150;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1),plot(w,abs(h),w1,0.707,'*r');grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);gridylabel('相位');xlabel('角频率/(rad/s)');2.高通滤波器程序如下r=10000;c=3e-5;b=[r*c,0];a=[r*c;1];w=0:15;w=0:60;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1),plot(w,abs(h));gridylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);grid ylabel('相位');xlabel('角频率/(rad/s)');3.带通滤波器程序如下r=10000;c=1e-5;b=[r*c,0];a=[r^2*c^2,3*r*c,1];w1=1/(r*c);w=0:200;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h),w1,max(abs(h)),'*r');grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);gridylabel('相位');xlabel('角频率/(rad/s)');4.带阻滤波器程序如下r=1000;c=1e-8;b=[r^2*c^2,0,1];a=[r^2*c^2,4*r*c,1];w1=1/(r*c);w=0:2500000;h=freqs(b,a,w);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h),w1,min(abs(h)),'*r');grid ylabel('幅度');subplot(2,1,2),plot(w,angle(h)/pi*180);gridylabel('相位');xlabel('角频率/(rad/s)');（四）改进参数1.低通滤波器为了提高低通滤波器的灵敏度，即降低截止频率f。

《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。

matlab信号与系统实验报告

实验一基本信号的产生与运算一、实验目的学习使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的基本运算。

二、实验原理MATLAB 提供了许多函数用于产生常用的基本信号：如阶跃信号、脉冲信号、指数信号、正弦信号和周期方波等等。

这些信号是信号处理的基础。

1、利用MATLAB 产生下列连续信号并作图。

（1）51),1(2)(<<---=t t u t x（2）300),32sin()(3.0<<=-t t e t x t（3）1.01.0,3000cos 100cos )(<<-+=t t t t x（4）2000),8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ答：（1）、>> t=-1:0.02:5;>> x=(t>1);>> plot(t,-2*x);>> axis([-1,5,-3,1]);>> title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x(t)=-2u(t-1)');（2）、>> t=0:0.02:30;>> x=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t); >> plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x(t)=exp(-0.3*t).*sin(2/3*t)');因为原函数在t=15后x(t)取值接近于零，所以将横坐标改成0到15，看得更清晰axis([0,15,-0.2,0.6]);（3）>> t=-0.1:0.01:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>>xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');因为t的间隔取太大，以至于函数不够准确，缩小t的间隔：t=-0.1:0.002:0.2;x=cos(100*t)+cos(3000*t);plot(t,x);title('杨婕婕')>> t=-0.1:0.0001:0.1;x=cos(100*t)+cos(3000*t);>> plot(t,x);title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x=cos(100*t)+cos(3000*t)');（4）、t=0:0.01:200;>> x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t);>> plot(t,x);>> title('杨婕婕朱艺星');>> xlabel('x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t)');因为为周期函数，可以将横坐标t间隔扩大以便于观察图像>> axis([0,30,-1,1]);2、利用MATLAB 产生下列离散序列并作图。

实验四无失真传输系统仿真

实验四无失真传输系统仿真一、实验目的在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用 MATLAB 语言编程，并具有进行信号分析的能力。

在本实验中学会利用所学方法，加深了角和掌握无失真的概念和条件。

二、实验内容(1) 一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。

线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。

另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。

线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。

而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。

所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。

设激励信号为 e(t) ，响应信号为 r (t ) ，无失真传输的条件是r (t) Ke(t t 0)(4-1)式中K 是一常数，t o 为滞后时间。

满足此条件时，r(t)波形是e(t)波形经t o 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数 K 倍的变化，但波形形状不变。

(2) 要实现无失真传输，对系统函数 H(j )应提出怎样的要求？设r(t)与e(t)的傅立叶变换式分别为 R(j )与 E(j) 。

借助傅立叶变换的延时定理，从式( 4-1)可以写出R(j ) KE(j )ej t o(4-2) 此外还有R( j ) H(j )E( j )(4-3)所以，为满足无失真传输应有H(j )Kej t o(4-4)( 4-4)式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。

欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。

信号与系统实验报告4

信号与系统实验报告4信号与系统实验报告实验四信号抽样与恢复⼀、实验⽬的学会⽤MA TLAB实现连续信号的采样和重建⼆、实验原理1．抽样定理若是带限信号，带宽为, 经采样后的频谱就是将的频谱在频率轴上以采样频率为间隔进⾏周期延拓。

因此，当时，不会发⽣频率混叠；⽽当时将发⽣频率混叠。

2．信号重建经采样后得到信号经理想低通则可得到重建信号，即：其中：所以：上式表明，连续信号可以展开成抽样函数的⽆穷级数。

利⽤MATLAB中的来表⽰，有，所以可以得到在MATLAB中信号由重建的表达式如下：我们选取信号作为被采样信号，当采样频率时，称为临界采样。

我们取理想低通的截⽌频率。

下⾯程序实现对信号的采样及由该采样信号恢复重建三．实验内容验证实验原理例5-1 Sa(t)的临界采样及信号重构；例5-2 Sa(t)的过采样及信号重构和绝对误差分析程序和例4-1类似，将采样间隔改成Ts=0.7*pi/wm , 滤波器截⽌频率该成wc=1.1*wm ，添加⼀个误差函数例5-3 Sa(t)的⽋采样及信号重构和绝对误差分析程序和例4-2类似，将采样间隔改成Ts=1.5*pi/wm , 滤波器截⽌频率该成wc=wm=1上机实验内容：设，由于不是严格的频带有限信号，但其频谱⼤部分集中在[0 ，2] 之间，带宽wm 可根据⼀定的精度要求做⼀些近似。

试根据以下两种情况⽤M AT L A B实现由f(t)的抽样信号fs(t) 重建f(t) 并求两者误差，分析两种情况下的结果。

(1) wm=2 , wc=1.2 wm , Ts=1 ；(2) wm=2 , wc=2 , Ts=2.5；（1).解答：wm=2; %信号带宽wc=1.2*wm; % 滤波器截⽌频率Ts=1; % 采样间隔ws=2*pi/Ts; %采样⾓频率n=-100:100; %时域采样电数nTs=n*Ts; % 时域采样点f=0.5*(1+cos(nTs)).*(heaviside(nTs+pi)-heaviside(nTs-pi));Dt=0.005;t=-15:Dt:15;fa=f*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t)))); % 信号重构t1= -15:0.5:15;error=abs(fa -0.5*(1+cos(t)).*(heaviside(t+pi)-heaviside(t-pi)));f1=0.5*(1+cos(t1)).*(heaviside(t1+pi)-heaviside(t1-pi));subplot(311);stem(t1,f1);xlabel('kTs');ylabel('f(kTs)');title('f(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi) -u(t-pi)) 的临界采样信号'); subplot(312);plot(t,fa)xlabel('t');ylabel('fa(t)');title('由f(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi) -u(t-pi)) 的临界采样信号重构sa(t)');grid;subplot(313);plot(t,error);grid on;title('原始函数和重构函数的误差');图像如下：（2）。

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