信号与系统课程设计.doc

长 沙 学 院 课程设计说明书 题目 信号与系统课程设计 系(部) 电信系 专业(班级) 光电2班 姓名 李 凯 学号 2010041220 指导教师 曹才开，刘光灿， 张刚林，李广柱 起止日期 2012.12.24-12.28 长沙学院课程设计鉴定表 姓名 李凯 学号 2010041220 专业 光电 班级 2 设计题目 信号与系统课程设计 指导教师 曹才开，刘光灿， 张刚林，李广柱 指导教师意见： 评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见： 评定等级：　　　　　答辩小组长签名：　　　　　日期：　　　　 教研室意见： 教研室主任签名： 日期： 　 说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中”、“及格”、“不及格”五类； 目 录 摘 要 4 1 任务与要求 5 2 程序设计与实验仿真结果图 7 3 仿真结果分析 20 参考文献 22 信号与系统课程设计报告 摘 要 本实验任务与意义，是掌握信号经过LTI系统的时域分析方法:进一步理解零输入响应、零状态响应。学会用Matlab并用它对连续时间系统信号时域进行分析，用Matlab编程绘制连续时间系统的零输入响应、零状态响应、卷积积分、卷积和的图形曲线，仿真曲线，并对它们进行分析。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、数字信号处理学科相关的基本原理,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，学会分析信号的波形、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，为以后深入学习相关专业知识打下必要的基础。 关键字： Matlab编程 LTI系统的时域分析 仿真曲线 零输入响应 零状态响应 卷积积分 卷积和 1 任务与要求 （1）.典型信号的描述及运算 a.试用MATLAB绘制两正弦序列f1(k)=cos(kπ/8)，f2(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？ b.已知及信号，用MATLAB绘出满足下列要求的信号波形。 （1） （2） （3） （4） c. 绘制f(t)=的时域图 （2）.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)=，并绘出f(t)的时域波形图。（设定取样时间间隔为p） （3）.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。 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；（2）绘出系统在0～60取样点范围内h(k)的时域波形；（3）绘出系统在－10～40离散时间范围内h(k)的时域波形。 c. 对如下连续时间系统 通过仿真分别观察其单位冲激响应波形和在周期矩形信号作用下的零状态响应波形。 （4）.连续时间信号的频域特性仿真实验 a.试用fourier()函数求下列信号的傅立叶变换F(jw) (1) (2) b.试用ifourier()函数求的逆傅立叶变换并画出波形 c.绘制f=e^(-2*[t])的幅值图 （5）.连续信号的采样与恢复（重构） 设信号f(t)=Sa(t)＝sin(t)/t，在取样间隔分别为Ts=0.7π（令Ωm＝1，Ωc=1.1Ωm）和Ts=1.5π（令Ωm＝1，Ωc=Ωm）的两种情况下，对信号f(t)进行采样，试编写MATLAB程序代码，并绘制出采样信号波形。 （6）.拉普拉斯变换及其逆变换 a.求解下述信号的拉普拉斯变换，并利用MATLAB绘制拉普拉斯变换的曲面图： （1） （2） b. 已知信号的拉普拉斯变换如下所示，试用MATLAB绘制曲面图，观察拉普拉斯变换零极点分布对曲面图的影响。 （1） （2） c.试用MATLAB求下列信号的拉普拉斯逆变换 （1） （2） （7）.离散系统的Z域分析 已知离散系统的系统函数分别为： （1） （2） 试用MATLAB分析： (1) 绘出系统的零极点图