[理学]信号与系统实验手册.doc

2011年3月 目 录 实验1 实验仪表使用练习 1 实验2 信号的产生与时域运算 2 实验3 阶跃响应与冲激响应 4 实验4 信号卷积的MATLAB实现 7 实验5 信号卷积实验 14 实验6 矩形脉冲信号的分解 18 实验7 矩形脉冲信号的合成 22 实验8 谐波幅度对波形合成的影响 24 实验9 谐波相位对波形合成的影响 27 实验10 抽样定理与信号恢复 28 实验11 连续系统的复频域分析及MATLAB实现 35 实验12 用MATLAB测量信号频谱 37 实验13基于MATLAB的离散系统时域分析 40 实验14 基于MALAB的DFT变换 42 实验1 实验仪表使用练习 一、实验目的 1了解课程中所使用的RZ8663信号与系统模块组成，及各部件的基本功能。 2了解示波器在信号检测方面的使用方法，及频率计的使用方法。 二、实验内容 熟悉信号与系统实验中所使用到的实验模块功能，熟练使用示波器观察信号波形。 三、实验步骤 ① 打开RZ8663实验箱，观察其模块组成，了解各模块功能。 ② 给示波器加上电源，对自检信号进行校正。 ③ J702置于“三角”，选择输出信号为“三角波”，拨动开关K701选择“函数”。 ④ 默认输出信号频率为2KHz，按下S702使输出频率为500Hz。 ⑤ 示波器的CH1接于TP702，观察信号源输出信号的波形。 ⑥ 调整信号源输出信号的频谱及信号类型，重新在示波器上观察信号波形。 四、实验报告要求 1.描绘频率为500Hz，2KHz下正弦波和三角波的波形，标明信号幅度A、周期T。 2.调整信号源，观察占空比为1/2的方波信号并画出其波形。 五、实验设备 1. 双踪示波器 1台 2. 信号系统实验箱 1台 3. 导线若干 实验 一、实验目的 MATLAB软件产生基本信号的方法。MATLAB软件实现信号的加、减、乘、反褶、移位、尺度变换及卷积运算。 二、实验内容 ,进行加、乘. 2.自选一个简单的信号进行反褶、平移、尺度变换运算 三、实验 利用Matlab软件的信号处理工具箱(Signal Processing Toolbox)中的专用函数产生信号并绘出波形。 a.产生正弦波 t=0:0.01:3*pi; y=sin(2*t); plot(t,y) b.产生叠加随机噪声的正弦波 t=0:0.01:3*pi; y=10*sin(2*t); s=y+randn(size(t)); plot(t,s) c. 产生周期方波 t=0:0.01:1; y=square(4*pi*t); plot(t,y) d. 产生周期锯齿波 t=(0:0.001:2.5); y=sawtooth(2*pi*30*t); plot(t,y),axis([0 0.2 -1 1]) e.产生Sinc函数 x=linspace(-5,5); y=sinc(x); plot(x,y) f.产生指数函数波形 x=linspace(0,1,100); (或x=0:0.01:1;) y=exp(-x); plot(x,y) (二)信号的运算 1.加(减)、乘运算 要求二个信号序列长度相同.例 t=0:0.01:2; f1=exp(-3*t); f2=0.2*sin(4*pi*t); f3=f1+f2; f4=f1.*f2; subplot(2,2,1);plot(t,f1);title(f1(t)); subplot(2,2,2);plot(t,f2);title(f2(t)); subplot(2,2,3);plot(t,f3);title(f1+f2); subplot(2,2,4);plot(t,f4);title(f1*f2); 2.用matlab的符号函数实现信号的反褶、移位、尺度变换. 由f(t)到f(-at+b)(a0)步骤: 例:已知f(t)=sin(t)/t,试通过反褶、移位、尺度变换由f(t)的波形得到f(-2t+3) 的波形. syms t; f=sym(sin(t)/t); %定义符号函数f(t)=sin(t)/t f1=subs(f,t,t+3); %对f进行移位 f2=subs(f1,t,2*t); %对f1进行尺度变换 f3=subs(f2,t,-t); %对f2进行反褶 subplot(2,2,1);ezplot(f,[-8,8]);grid on; % ezplot是符号函数绘图命令 subplot(2,2,2);ezplot(f1,[-8,8]);grid on; subplot(2,2,3);ezplot(f2,[-8,8]);grid on; subplot(2,2,4);ezplot(f3,[-8,8]);grid on;