信号与系统实验指导书--学生用

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1、信号与系统实验指导书（实验报告）班级:姓名:中原工学院理学院前言“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。当前，科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要有坚实的理论基础，又要有严格的工程技术训练，不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才，即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。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

2、性很强，为此在学习本课程时，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。实验内容实验一系统的卷积响应实验八信号与系统的时域分析实验九连续时间信号的频域分析实验十连续时间LTI系统的频域分析实验十一抽样定理实验十二连续时间LTI系统的复频域分析实验一系统的卷积响应实验性质：提高性实验级别：必做开课单位：理学院学时：2一、实验目的：深刻理解卷积运算，利用离散卷积实现连续卷积运算；深刻理解信号与系统的关系，学

3、习MATLAB语言实现信号通过系统的仿真方法。二、实验设备：计算机，MATLAB软件三、实验原理：1、离散卷积和：调用函数：conv（）为离散卷积和，其中，f1(k),f2(k)为离散序列，K=…-2,-1,0,1,2,…。但是，conv函数只给出纵轴的序列值的大小，而不能给出卷积的X轴序号。为得到该值，进行以下分析：对任意输入：设非零区间n1~n2，长度L1=n2-n1+1；非零区间m1~m2，长度L2=m2-m1+1。则：非零区间从n1+m1开始，长度为L=L1+L2-1，所以S（K）的非零区间为：n1+m1~n1+m1+L-1。（说明：第七章离散系统的卷积和-

4、---对位相乘求和）2、连续卷积和离散卷积的关系：计算机本身不能直接处理连续信号，只能由离散信号进行近似：设一系统（LTI）输入为，输出为，如图所示。LTIt若输入为f(t):得输出：当时：所以：如果只求离散点上的f值所以，可以用离散卷积和CONV（）求连续卷积，只需足够小以及在卷积和的基础上乘以。1、连续卷积坐标的确定：设非零值坐标范围：t1~t2，间隔P非零值坐标范围：tt1~tt2，间隔P非零值坐标：t1+tt1~t2+tt2+1根据给定的两个连续时间信号x(t)=t[u(t)-u(t-1)]和h(t)=u(t)-u(t-1)，编写程序，完成这两个信号的卷积运

5、算，并绘制它们的波形图。范例程序如下：%Program1%Thisprogramcomputestheconvolutionoftwocontinuou-timesignalsclear;closeall;t0=-2;t1=4;dt=0.01;t=t0:dt:t1;x=jieyue(t)-jieyue(t-1);h=t.*(jieyue(t)-jieyue(t-1));y=dt*conv(x,h);%Computetheconvolutionofx(t)andh(t)subplot(221)plot(t,x),gridon,title('Signalx(t)'),a

6、xis([t0,t1,-0.2,1.2])subplot(222)plot(t,h),gridon,title('Signalh(t)'),axis([t0,t1,-0.2,1.2])subplot(212)t=2*t0:dt:2*t1;%Againspecifythetimerangetobesuitabletothe%convolutionofxandh.plot(t,y),gridon,title('Theconvolutionofx(t)andh(t)'),axis([2*t0,2*t1,-0.1,0.6]),xlabel('Timetsec')补充：fun

7、ctionf=jieyue(t)f=(t>0)(首先建立jieyue.m文件)在有些时候，做卷积和运算的两个序列中，可能有一个序列或者两个序列都非常长，甚至是无限长，MATLAB处理这样的序列时，总是把它看作是一个有限长序列，具体长度由编程者确定。实际上，在信号与系统分析中所遇到的无限长序列，通常都是满足绝对可和或绝对可积条件的信号。因此，对信号采取这种截短处理尽管存在误差，但是通过选择合理的信号长度，这种误差是能够减小到可以接受的程度的。若这样的一个无限长序列可以用一个数学表达式表示的话，那么，它的长度可以由编程者通过指定时间变量n的范围来确定。例如，对于一个