北京交通大学《信号与系统》研究性学习实验报告精要.doc

《信号与系统》课程研究性学习手册 姓名 学号 同组成员 14****** 14****** 14****** 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，改变正弦信号的角频率和初始相位，观察波形变化，并听其声音的变化。 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。将原始音频信号在时域上进行翻转 将原始音频信号在时域上进行翻转 以时间为横轴的图比以频率为横轴的图看起来复杂得多，时域上的分析在现阶段很困难。对于原始音频信号，时域上的分析太复杂，而如果在频域上分析，则简化很多信号的获取以及如何使用MATLAB的一些基本语法如何根据MATLAB语法来编写自己想表达的语句2.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】 一个RLC电路，若,L=1H,C=1F,电容上的初始储能为Vc=2V，电感初始储能为i=1A，试求输入激励为X（t）时的零输入响应和零状态响应。 题目要求采用M点滑动平均系统进行去噪。M点滑动平均系统可以看成是N=0的差分方程。调用filter函数时，调用参数a-1=1,b为有M个元素的向量，b中每个元素的值为1/M。即M点的滑动平均系统输入输出关系为：，同时我们将噪声设为n,函数为n=rand(n,1);原始信号为s。通过调整M值，观察和比较去噪效果，从而得出结论。 【仿真程序】 （1）零输入响应 num=[6];den=[1 3 6];R0=[2 1]; sys=tf(num,den); sys1=ss(sys); t=0:0.01:8; u=0*t; lsim(sys1,u,t,R0); axis([0 8 -0.5 2.5]） 零状态响应 num=[6];den=[1 3 6]; sys=tf(num,den); t=0:0.01:8; xt=10*sin(2*pi*t); yt=lsim(sys,xt,t); plot(t,yt,’r’); axis([0 8 -2 4]) （2）fs=44100;bits=16;R=100000 [y,fs,bits]=wavread(yuyin.wav,R); k=0:R-1; wavplay(y,fs); d=(rand(R,2)-0.5)*0.3; x=y+d; wavplay(x,fs); figure(1);plot(k,d, r-., k,s, b--, k,x, g-); xlabel(k); legend(d[k], s[k], x[k]); M=1;b=ones(M,1)/M;a=1; y=filter(b,a,x); wavplay(y,fs); figure(2);plot(k,s, b--, k,y, r-); xlabel(k);legend(s[k], y[k]); 【仿真结果】 零输入响应 零状