[信息与通信]信号与系统实验指导书光电学院

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1、信号与系统实验指导书杨凯李海华修订中国计量学院光学与电子科技学院2010年6月前言《信号与系统》是电子科学与技术、微电子学、电子工程、通信工程、自动化等专业的必修学科基础课。课程以通信系统和控制系统的基本问题为主要背景，研究信号经系统传输或处理的一般规律。主要讨论确定性信号经线性时不变系统传输处理的基本理论，基本概念和基本分析方法。《信号与系统》课程在信息类专业本科课程体系中占有重要地位，是后续《数字信号处理》、《通信原理》、《DSP应用技术》等课程的基石。信号与系统理论和分析方法是从事信息与通信、控制自动化等方向研究工作的重要理论基础。当前，在

2、国际流行的科技应用软件中，MATLAB具有广泛影响。MATLAB语言具有：高效的数值计算及符号计算功能、完备的图形处理功能、友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言、功能丰富的应用工具箱。在信号处理技术领域中，这一软件的应用也占据重要地位。本课程的计算机练习可以帮助学生尽早认识和熟悉MATLAB的应用。我们编写的《信号与系统实验指导书》包括两部分的内容，第一部分介绍MATLAB应用基础，简单介绍MATLAB的基本功能、应用方法、与信号系统相关的常用函数、以及MATLAB的程序设计方法。第二部分编写了七个信号与系统实验。目录第一篇MATLAB应用

3、基础第一章MATLAB及其工作环境介绍11.1MATLAB简介11.2MATLAB的工作环境介绍11.3MATLAB的基本管理命令3第二章MATLAB的数值计算功能52.1变量与赋值语句52.2MATLAB矩阵52.3MATLAB表达式102.4MATLAB常用数学函数112.5矩阵的基本运算122.6数组运算162.7多项式及其运算17第三章MATLAB程序设计入门193.1M文件193.2数据的输入输出213.3全局变量和局部变量233.4程序流程控制23第四章MATLAB的符号运算功能284.1建立符号对象284.2符号算术运算294.3符

4、号微积分运算324.4符号函数的可视化35第五章MATLAB的可视化功能375.1二维图形375.2绘制三维图形425.3特殊坐标图形445.4图形句柄44第二篇信号与系统实验实验一熟悉MATLAB环境51实验二连续时间信号卷积、连续系统的冲激响应和阶跃响应54实验三傅里叶变换57实验四信号的调制与解调59实验五连续信号的采样与重构62实验六连续系统的零极点实验及其频响65实验七离散系统的零极点分析、频率响应及逆Z变换的MATLAB71参考书目75第一篇MATLAB应用基础第一章MATLAB及其工作环境介绍1.1MATLAB简介MATLAB是ma

5、trix和laboratory前三个字母的缩写，意思是实验室矩阵。MATLAB语言是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言，自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，经过十多年的发展与完善，MATLAB已发展成为由MATLAB语言、MATLAB工作环境、MATLAB图象处理系统、MATLAB数学函数库和MATLAB应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的体系。MATLAB由“主包”和三十多个扩展功能和应用学科性的工具箱组成。MATLAB具有以下基本功能：l数值计算功能l符号计算功能l图形处

6、理及可视化功能l可视化建模及动态仿真功能MATLAB语言是以矩阵计算为基础的程序设计语言，语法规则简单易学。其指令格式与数学表达式非常相近，用MATLAB编写程序犹如在便笺上列写公式和求解，因而被称为“便笺式”的编程语言。另外，MATLAB还具有功能丰富和完备的数学函数库及工具箱，大量繁杂的数学运算和分析可通过调用MATLAB函数直接求解，大大提高效率，其程序编译和执行速度远远超过了传统的C和FORTRAN语言，因而用MATLAB编写程序，往往可以达到事半功倍的效果。在图形处理方面，MATLAB可以给数据以二维、三维乃至四维的直观表现，并在图形色

7、彩、视角、品性等方面具有较强的渲染和控制能力，使技术人员对大量原始数据的分析变得轻松和得心应手。MATLAB的上述特点，使它深受工程技术人员及科技专家的欢迎，并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。目前MATLAB已成为国际上公认的最优秀的科技应用软件。1.2MATLAB的工作环境介绍一、MATLAB的启动MATLAB的启动有如下两种方式：方式一：双击Windows752000操作系统桌面上的MATLAB快捷方式，即可启动并打开MATLAB命令窗口。方式二：单击【开始】菜单，依次指向【程序】-【MATLAB】即可启

8、动并打开MATLAB命令窗口。一、MATLAB的工作环境MATLAB的工作环境主要由命令窗（CommandWindow）、若干个图形窗(