信号与系统专题.docVIP

《信号与系统》课程研究性学习手册 姓名 学号 同组成员 指导教师 时间 信号的时域分析专题研讨 【目的】 (1) 掌握基本信号及其特性，了解实际信号的建模。 (2) 掌握基本信号的运算，加深对信号时域分析基本原理和方法的理解，并建立时频之间的感性认识。 (3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB进行信号表示和信号运算。 【研讨内容】 题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放 生成一个正弦信号，改变正弦信号的频率（可选择262，294，330，349，392，440，494，523Hz），观察波形变化，并听其声音的变化。 将频率为262，294，330，262，262，294，330，262，330，349，392，392，330，349，392，392Hz的正弦信号按顺序播放，听其声音的变化。 生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波。 观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指数信号。 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形。 【温馨提示】 (1)利用MATLAB函数 (file)读取.wav格式文件。利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放正弦信号。 系统的时域分析专题研讨 【目的】 (1) 掌握系统响应的时域求解，加深对系统时域分析基本原理和方法的理解。 (2) 掌握连续系统零状态响应（卷积积分）数值计算的方法。 (3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB求解连续系统和离散系统的零状态响应。 (4) 培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。 【研讨内容】 题目1：系统响应时域求解 求一个RLC电路的零输入响应和零状态响应， 将原始音频信号中混入噪声，然后用M点滑动平均系统对受噪声干扰的信号去噪，改变M点数，比较不同点数下的去噪效果， 【题目分析】 1.设RLC电路的微分方程为y＇＇(t)+4y＇(t)+4y(t)=4x(t)，输入的信号是x(t)=sin(10?t) u(t)。求系统y＇＇(t)+4y＇(t)+4y(t)=4x(t) 的零状态响应，已知x(t)=sin(10?t) u(t)。 2.设受噪音干扰的信号为x[k]=s[k]+d[k],其中s[k]=(2k)0.9^k是原始信号，d[k]是噪音。M点的滑动平均系统输入输出关系为:y[k]=。噪声信号可以用rand函数产生，将其叠加在有用信号上，即得到输入信号。 【仿真程序】 １）求系统的零状态响应... ts=0;te=5;dt=0.01; ... sys=tf([4],[1 4 4]);... t=ts:dt:te;... x=sin(10*pi*t);... y=lsim(sys,x,t);... plot(t,y);... xlabel(Time(sec))... ylabel(y(t)); 2) 将原始音频信号中混入噪声 R=100;d=rand(1,R)-0.5;... k=0:R-1;... s=2*k.*(0.9.^k);... x=s+d;... figure(1);plot(k,d,r-.,k,s,b--,k,x,g-);... xlab(Time index k);legend(d[k],s[k],x[k]);... M=1;b=ones(M,1)/M;a=1;... y=filter(b,a,x);... figure(2);plot(k,s,b--,k,y,r-);... xlabel(Time index);... M=1;b=ones(M,1)/M;a=1;... y=filter(b,a,x);... figure(2);plot(k,s,b--,k,y,r-);... xlabel(Time index);... M=10;b=ones(M,1)/M;a=1;... y=filter(b,a,x);... figure(2);plot(k,s,b--,