信号与系统课程实习报告 网络

长沙学院

《信号与系统》

课程设计说明书

题目信号与系统课程设计

系(部) 电子与通信工程系

专业(班级) 光电班

姓名

学号

指导教师

起止日期

长沙学院课程设计鉴定表

目录

程序设计与实验仿真结果图 (10)

3.典型信号的描述及运算 (10)

4.连续时间信号卷积及MATLAB实现 (11)

5.系统时域特性的仿真分析实验 (12)

6.连续时间信号的频域特性仿真实验 (15)

7.连续信号的采样与恢复（重构） (17)

8.拉普拉斯变换及其逆变换 (18)

9.离散系统的Z域分析 (23)

课程设计结论与心得 (24)

题目

信号与系统课程设计

摘要

本实验任务是将课程中的重点,难点及课后练习用MATLAB进行形象,直观的计

算机模拟与仿真实现,从而加深对《信号与系统》,《数字信号处理》基本原理,方法与应用的理解,从基本理论过渡到实际应用。通过本实验的学习，掌握信号与系统的时域、变换域分析方法，理解各种变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换）的基本内容、性质与应用，特别要建立信号与系统的频域分析的概念以及系统函数的概念，并能建立简单电路的数学模型，对数学模型求解，掌握SimuLink仿真的基本方法和元件构成，进一步提高分析问题与实践技能的能力，培养整理实验数据和分析实验结果的能力，学会信号的波形、信号的频谱与系统频率特性曲线的绘制，写出符合要求的实验报告，加深理解与巩固理论教学知识，为网络理论，通讯理论，控制理论，信号处理与信号检测等学科打下必要的基础。

1 程序设计与实验仿真结果图

3.典型信号的描述及运算

a.试用MATLAB 绘制两正弦序列f 1(k)=cos(k π/8)，f 2(k)=cos(2k)的时域波形，观察它们的周期性，并验证是否与理论分析结果相符？

MATLAB 程序代码如下： k=0:40;

subplot(2,1,1),stem(k,cos(k*pi/8), '.') title('cos(k*pi/8)')

subplot(2,1,2), stem(k,cos(2*k), '.') title('cos(2*k)')

MATLAB 程序代码运行结果如下：

cos(k*pi/8)

b.已知)]4()()[4()(1--+-=t u t u t t f 及信号)2sin()(2t t f π=，用MATLAB 绘出满足下列要求的信号波形。

（1）311()[(2)()]f t f t f t =--+ （2）423()()()f t f t f t =⨯ （3）512()()()f t f t f t =⨯ （4）612()(2)()f t f t f t =-+ syms t

f1=sym('(-1*t+4)*(u(t)-u(t-4))') subplot(2,3,1),ezplot(f1) f2=sym('sin(2*pi*t)')

subplot(2,3,4),ezplot(f2,[-4,4]) y1=subs(f1,-2*t)

f3=-(f1+y1)

subplot(2,3,2),ezplot(f3) f4=f2*f3

subplot(2,3,3),ezplot(f4) f5=f1*f2

subplot(2,3,5),ezplot(f5) y2=subs(f1,t-2) f6=f2+y2

subplot(2,3,6),ezplot(f6)

其中，u(t)子程序定义为

function f=u(t) f=(t>0);

t (-1 t+4) (u(t)-u(t-4))

t

sin(2 π

t)

t

-...- (2 t + 4) (u((-2) t) - u(- 2 t - 4))t

-sin(2 π

t) ((t - 4) (u(t - 4) - u(t)) + (2 t + 4) (u((-2) t) - u(- 2 t - 4)))t

sin(2 π

t) (t - 4) (u(t - 4) - u(t))t

sin(2 π t) - (u(t - 2) - u(t - 6)) (t - 6)

c.

绘制f(t)=错误！未找到引用源。的时域图（选做） 4.连续时间信号卷积及MATLAB 实现

已知两连续时间信号如下图所示，试用MATLAB 求f(t)=12()*()f t f t ，并绘出f(t)的时域波形图。（设定取样时间间隔为p ）

p=0.1; 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)

f1(t)

t

f 1(t )

f2(t)

t

f 2(t )

f(t)=f1(t)*f2(t)

t

f (t )

5.系统时域特性的仿真分析实验

a. 已知描述某连续系统的微分方程为：

2y ’’(t)+y ’(t)+8y(t)=f(t)

试用MATLAB ：（1）绘出该系统在0～30秒范围内，并以时间间隔0.01秒取样的冲激响应和阶跃响应的时域波形。 冲激响应

a=[2 1 8]; b=[1];

subplot(2,1,1),impulse(b,a,0:0.01:30); subplot(2,1,2),step(b,a,0:0.01:30)

Impulse Response

Time (sec)A m p l i t u d e

Time (sec)

A m p l i t u d e

b. 已知某离散系统的差分方程为 y(k)-y(k-1)+0.9y(k-3)=f(k)，试作出：

（1）以默认方式绘出系统h(k)的时域波形；

a=[1 -1 0.9] b=[1]