信号与系统实验指导书V3.1.doc

信号与系统实验指导书 电子科技大学通信学院 朱学勇 潘晔 刘斌 崔琳莉 黄扬洲 徐胜 目 录 第一部分 信号与系统实验总体介绍 1 第二部分 实验设备介绍 2 2.1信号与系统实验板的介绍 2 2.2 PC机端信号与系统实验软件介绍 5 2.3 实验系统快速入门 6 第三部分 信号与系统硬件实验 8 实验项目一：线性时不变系统的脉冲响应 8 实验项目二：连续周期信号的分解与合成 12 实验项目三：连续系统的幅频特性 17 实验项目四：连续信号的采样和恢复 21 第四部分 信号与系统软件实验 28 实验项目五：表示信号与系统的MATLAB函数、工具箱 28 实验项目六：离散系统的冲激响应、卷积和 34 实验项目七：离散系统的转移函数，零、极点分布 38 第一部分 信号与系统实验总体介绍 信号与系统实验的任务 通过本课程的实验，应加深学生对信号与系统的分析方法的掌握和理解，切实增强学生理论联系实际的能力。 信号与系统实验简介 本课程实验包含硬件、软件共七个实验项目，教师可以选择开出其中某些实验项目。单套实验设备包括：硬件：信号系统与DSP实验箱、微型计算机（PC）；软件：PC机端实验软件SSP.exe、基于MATLAB的仿真 信号与系统课程适用的专业 通信、电子信息类等专业。 信号与系统实验涉及的核心知识点 线性时不变系统的冲激响应、连续信号的分解及频谱、系统的频率响应特性、采样及恢复、表示信号与系统的MATLAB函数、工具箱、离散系统的冲激响应、卷积和、离散系统的转移函数，零、极点分布等。 信号与系统实验的重点与难点 连续信号与系统时域、频域分析，离散系统的冲激响应、卷积和，离散系统的转移函数，零、极点分布等。 考核方式 实验报告。 总学时 本实验指导书的实验项目共需要14学时。可供教师选择开出其中某些实验项目以适应不同的学时数要求。 教材名称及教材性质 A.V.Oppenheim,A.S.Willsky,S.H.Nawab,SignalsSystems,Prentice-Hall,1999 参考资料 蒋绍敏，信号与系统实验，电子科技大学通信学院，2000年7月 梁虹等，信号与系统分析及MATLAB实现，电子工业出版社，2002年2月 S.K.Mitra著，孙洪，于翔宇等译，数字信号处理试验指导书（MATLAB版），电子工业出版社，2005年1月 第二部分 实验设备介绍 信号与系统硬件实验的设备包括：信号与系统实验板、数字信号处理实验箱、PC机端信号与系统实验软件、＋5V电源和计算机串口连接线。数字信号处理实验箱以DSP为核心，控制液晶屏、键盘，通过串口与PC机通信。数字信号处理实验箱如图2.1所示。 图2.1 数字信号处理实验箱 2.1信号与系统实验板的介绍 信号与系统实验板如图2.2所示，经数据线与数字信号处理实验箱相连，在数字信号处理实验箱的控制下实现相应的功能。信号与系统实验板的各模块用线框隔开，并对每一模块作了汉字标注，使人一目了然。各模块的分布如图2.3所示。信号与系统实验板主要分为数字部分、模拟部分和接口区。模拟部分包括13个模块，具体功能已在图2.3中标出。数字部分主要完成两个功能：一是为模拟部分提供多种信号源；二是采集模拟部分处理后的信号，转换成数字信号，然后交给DSP进行处理，最终通过串口送PC显示。 “接口区”有6个实验插孔，它们分别是：输入信号1、输入信号2、输出信号、采样信号和两个备用插孔；各模块都有输入和输出插孔，所有的插孔都作了汉字标注。插孔间的连接采用连接线，具体的连接方法将在第三部分的实验中介绍。 图2.2 信号与系统实验板 图2.3 信号与系统实验板模块分布图 本实验系统的主要指标为： 1）信号源： 能够产生四种信号源：窄脉冲信号、方波信号、正弦波信号和锯齿波信号，并且频率能够变化。 窄脉冲信号可选择的频率为：100Hz，200Hz，250Hz，333Hz，500Hz，1KHz； 正弦波信号可选择的频率为：100Hz，200Hz，600Hz，1KHz，1.4KHz，1.8KHz，2.2KHz，2.6KHz，3.0KHz，3.4KHz，3.8KHz，4.2KHz，4.6KHz，5KHz，5.9KHz； 锯齿波信号可选择的频率为：100Hz，200Hz，600Hz，1KHz，1.4KHz，1.8KHz，2.2KHz，2.6KHz，3.0KHz，3.4KHz，3.8KHz，4.2KHz，4.6KHz，5KHz； 方波信号可选择的频率与锯齿波相同，占空比有：12.5%，25%，50%和75%。 2）信号采集： 输出信号：ADC采样率100kHz，精度8-bit。 3）采样信号：提供5KHz与10KHz两种频率的采样脉冲。 2.2 PC机端信号与系统实验软件介绍 PC机端信号与系统实