信号与系统实验书教案分析.doc

信号与系统实验指导书 邵美云 薛茹 潘光秀 西藏民族学院信息工程学院 二零零九年三月 前 言 《信号与系统》是电子信息类专业的一门主要技术基础课程，是通信与电子信息类专业本科生的必修课程，也是通信与电子信息类专业硕士研究生入学必考课程。该课程的任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法，使学生初步认识如何建立信号与系统的数学模型，如何经适当的数学分析求解，并对所得结果给予物理解释，赋予物理意义。该课程的基本理论和方法大量用于计算机信息处理的各个领域。通过实验，配合《信号与系统》课程的教学、加强学生对信号与系统理论的感性认识、提高学生的综合能力具有重要的意义。 长期以来，《信号与系统》课程一直采用黑板式的单一教学方式，学生仅依靠做习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约了教学效果。由于黑板式教学，课程中大量的信号分析结果缺乏可视化的直观表现，学生自己设计系统也不能直观地得到系统特性的可视化测试结果，学生将大量的时间和精力用于繁杂的手工数学运算，而未真正理解所得结果在信号处理中的实际意义。 近年来，计算机多媒体教序手段的运用逐步普及，大量优秀的科学计算和系统仿真软件不断涌现，为我们实现计算机辅助教学和学生上机实验提供了很好的平台。通过对这些软件的分析和对比，我们选择MATLAB语言作为辅助教学工具，借助MATLAB强大的计算能力和图形表现能力，将《信号与系统》中的概念、方法和相应的结果，以图形的形式直观地展现给学生，大大的方便学生迅速掌握和理解教学内容。 通过两年《信号与系统》课程的实验基础上，编写了配套的《信号与系统实验教程》，将《信号与系统》课程的实验内容进行了重新设计，加大实验教学的力度，这样做的目的就是要把课程实验变成与真正提升学生综合能力这一目的相符合的真正意义上的实验课程，以供学生预习实验和实验时参考之用。 《信号与系统实验教程》采用的实验平台仍然是MATLAB。为了使学生能够较好的使用MATLAB语言完成相应的实验任务，教程中详细地给出了与《信号与系统》相关的众多的MATLAB函数及其用法，同时给出了大量的范例程序，说明针对某一具体问题进行编程的方法等。学生们在实验前，只要认真阅读、预习实验的相关内容，并在实验中，严格按照《实验教程》规定的实验内容和步骤进行实验，即可完成相应的实验报告。所有这些实验项目和所涉及到的实验内容基本上覆盖了信号与系统理论的大部分主要内容。 本实验教程中所给出的全部范例程序，都在MATLAB7.0上运行，且是正确的。 由于时间仓促和编者水平有限，本实验教程在编写和编辑的过程中，不可避免地存在错误和不当之处，恳请老师和同学们批评指正。 目 录 实验一 MATLAB的基本使用 5 实验二 信号的表示既可视化 14 实验三 信号的时域运算、时域变换及MATLAB实现 21 实验四 离散序列卷及和的MATLAB实现 26 实验五 周期信号傅里叶级数 31 实验六 傅里叶变换及其性质 36 实验七 利用MATLAB分析系统的频率特性 39 实验八 拉普拉斯变换及其曲面图 42 实验九 离散系统的零极点分析 45 实验一 MATLAB的基本使用 【一】实验目的 1．熟悉MATLAB主界面，学会简单的操作 2．学会M文件的建立及运行 3．熟悉矩阵的基本运算 4．掌握二维函数图形的绘制 【二】MATLAB的基础知识 一、MATLAB简介 MATLAB是由美国Math Works公司推出的软件产品。MATLAB是“Matric Laboratory”的缩写，意为“矩阵实验室”。MATLAB是以矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言，矩阵运算在MATLAB中十分简单，它往往只需几句语句，即可完成相应的运算，无需像其它软件中编制繁琐而容易出错的循环程序。 MATLAB有较强的绘图功能，可以用简单的语句便可完成二维和三维图形的绘制。 在开始使用MATLAB时，可以在屏幕上键入DEMO命令，它将启动MATLAB的演示程序，用户可在此演示过程中领略MATLAB所提供的强大运算和绘图功能。 二、MATLAB的启动和退出 1．MATLAB系统的启动与一般的Windows程序一样，启动MATLAB系统有3种常见方法：(1)使用Windows“开始”菜单。(2)运行MATLAB系统启动程序matlab.exe。(3)利用快捷方式。 2．MATLAB系统的退出要退出MATLAB系统，也有3种常见方法：(1)在MATLAB主窗口File菜单中选择Exit MATLAB命令。(2)在MATLAB命令窗口输入Exit或Quit命令。(3)单击MATLAB主窗口的“关闭”按钮。 三、MATLAB的使用界面简介 启动M