华工电信信号与系统实验报告二(杨萃老师)

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)2.2PC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一、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。

二、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的仿真实验软件。

三、信号与系统课程适用的专业通信、电子信息类等专业。

四、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。

五、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。

六、考核方式实验报告。

七、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。

八、教材名称及教材性质A.V.Oppenheim,A.S.Willsky,S.H.Nawab,Signals&Systems,Prentice-Hall,1999九、参考资料1.蒋绍敏，信号与系统实验，电子科技大学通信学院，2000年7月2.梁虹等，信号与系统分析及MA TLAB实现，电子工业出版社，2002年2月3.S.K.Mitra著，孙洪，于翔宇等译，数字信号处理试验指导书（MA TLAB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。

信号与系统实验报告
实验名称：信号与系统实验
一、实验目的：
1.了解信号与系统的基本概念
2.掌握信号的时域和频域表示方法
3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响
二、实验内容：
1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号，并通过示波器观察其时域和频域表示。

2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。

3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作，并通过示波器观察滤波前后信号的变化。

三、实验结果分析：
1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示，可以看出信号的振幅、频率和相位信息。

2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示，可以看出信号的频率成分和幅度。

3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像，可以更直观地分析信号的特性。

4.经过滤波器处理的信号，可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。

四、实验总结：
通过本次实验，我对信号与系统的概念有了更深入的理解，掌
握了信号的时域和频域表示方法。

通过观察实验仪器和绘制图像，我能够分析信号的特性及其对系统的影响。

此外，通过滤波器的处理，我也了解了滤波对信号的影响。

通过实验，我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。

信号与系统实验报告(00002)信号与系统是电子信息专业的一门重要课程，是研究信号与系统特性及其处理方法的学科。

本次实验中，我们学习了离散信号的采样和重构，了解了离散信号的采样定理和重构方法。

一、实验目的1. 了解采样和重构的基本概念和原理；2. 掌握离散信号的采样和重构方法；3. 学习MATLAB软件的使用，实现离散信号的采样和重构。

二、实验原理采样：将连续时间信号x(t)在时间轴上等间隔取样，得到一系列的样本点x(nT)，则x(nT)为离散时间信号。

采样定理是：在任意带限信号中，采样频率大于最大频率的两倍时（即fs>2fmax），能够完全重构原信号，其中fmax为信号的最高频率成分。

重构：对离散信号进行插值恢复，得到连续时间信号x(t)。

插值重构方法主要有零阶保持、插值多项式、样条插值等。

三、实验步骤1. 绘制示波器测试信号，包括正弦信号、方波信号、三角形信号；2. 利用MATLAB软件编写程序进行采样，设置采样周期T和采样频率fs，得到离散信号；3. 对离散信号进行插值恢复，通过更改插值方法：零阶保持、一次插值、样条插值等，观察重构信号的差异。

四、实验结果及分析1. 绘制示波器测试信号在实验室中，我们使用示波器测试仪器观察了三种不同的测试信号：方波信号、正弦信号和三角形信号，并对其进行了记录和分析。

对于离散信号采样来说，方波信号是最合适的信号。

2. 采样在完成信号采样时，我们使用MATLAB软件的系统函数进行采样，输入需要采样的数据和采样周期，可以准确地得到离散信号。

3. 插值和重构我们使用了三种不同的插值方法分别对离散信号进行插值重构，包括零阶保持、一次插值和样条插值。

在零阶保持方法中，重构的信号呈现出了一个高度离散化的状态。

而一次插值方法实现了信号的比较平滑的重构，同时样条插值方法可以实现更为平滑的结果。

因此，样条插值方法是一种更为实用和常用的方法。

五、结论。

信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容，通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。

实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。

实验一：信号的基本特性与运算。

学生掌握了信号的表示方法，包括连续时间信号和离散时间信号，以及信号的基本运算规则，如加法、减法、乘法和除法。

实验二：信号的时间域分析。

在本实验中，学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法，利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。

实验三：系统的时域分析。

学生了解了线性时不变系统的动态响应特性，包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应，并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。

合肥工业大学电气与自动化工程学院 实验报告专业 班级 学号 姓名 日期 指导教师 共 页 第 页实验二 数字滤波器设计实验报告要求：1、实验内容为实验指导书实验三第2题、实验四第1题；2、实验报告包括四部分：实验原理、实验内容、实验程序、结果分析；分别占实验报告总成绩的20%，10%，30%，40%；3、实验程序及结果分析如有内容雷同，均不给分；4、实验程序、结果分析内容可以直接打印。

【 项目一 双线性变换法设计巴特沃斯滤波器 】实验内容：给定待设计的数字高通和带通滤波器的技术指标如下：(1) HP ：Hz f p 400=，Hz f s 300=，Hz F s 1000=，dB p 3=α，dB s 35=α。

(2) BP ：Hz f sl 200=，Hz f 3001=，Hz f 4002=，Hz f sh 500=，Hz F s 2000=，dB p 3=α，dB s 40=α。

试用双线性变换分别设计满足上述要求的巴特沃斯滤波器，给出其系统函数、对数幅频及相频曲线。

实验原理：为了克服脉冲响应不变法中产生频率响应的混叠失真，采用非线性频率压缩方法，将整个频率轴上的频率范围压缩到-π/T ～π/T 之间，再用z =e sT转换到Z 平面上。

也就是说，第一步先将整个S 平面压缩映射到S 1平面的-π/T ～π/T 一条横带里；第二步再通过标准变换关系z =e s 1T将此横带变换到整个Z 平面上去。

这样就使S 平面与Z 平面建立了一一对应的单值关系，消除了多值变换性，也就消除了频谱混叠现象。

由下图看出，在零频率附近，模拟角频率Ω与数字频率ω之间的变换关系接近于线性关系；但当Ω进一步增加时，ω增长得越来越慢，最后当Ω→∞时，ω终止在折叠频率ω=π处，因而双线性变换就不会出现由于高频部分超过折叠频率而混淆到低频部分去的现象，从而消除了频率混叠现象。

将S 平面j Ω轴压缩变换到s1平面j Ω轴上的-π/T 到π/T 一段，可以采用以下变换关系：⎪⎭⎫⎝⎛Ω=Ω2tan 1T 这样±∞=Ω变换到Tπ±=Ω1，0=Ω变换到01=Ω，可将上式写成22221111T jT j T jTjeee e j Ω-ΩΩ-Ω+-=Ω令s j =Ω，11s j =Ω，解析延拓到整个s 平面和s1平面，可得22221111T s T s T s T s eee e s --+-=再将1s 平面通过以下变换关系映射到z 平面，即T s e z 1=从而得到s 平面和z 平面的单值映射关系为1111--+-=z z s ， ss z -+=11一般来说，为了使模拟滤波器的某一频率与数字滤波器的任一频率有对应关系，可引入待定常数c ，⎪⎭⎫ ⎝⎛Ω=Ω2tan 1Tc ()Ts Ts e e c s 1111--+-=将Ts ez 1=代入到上式，可得1111--+-=z zcs ， sc s c z -+=在MATLAB 中，双线性Z 变换可以通过bilinear 函数实现，其调用格式为：[Bz ，Az]＝bilinear(B ，A ，Fs)；其中B ，A 为模拟滤波器传递函数G (s )的分子分母多项式的系数向量，而Bz ，Az 为数字滤波器的传递函数H (z )的分子分母多项式的系数向量。

实验二 利用DFT 分析离散信号频谱一、 实验目的应用离散傅里叶变换(DFT)，分析离散信号x [k ]。

深刻理解利用DFT 分析离散信号频谱的原理，掌握改善分析过程中产生的误差的方法。

二、实验内容1. 利用FFT 分析信号31,1,0 ),8π3cos(][ ==k k k x 的频谱； (1) 确定DFT 计算的参数；程序：N=32,w0=3*pi/8,k=0:31;x=cos(w0*k);X=fft(x,N);subplot(2,2,1);stem(k-N/2,abs(fftshift(X)));ylabel('Magnitude');xlabel('Frequency(rad)');subplot(2,1,2);stem(k-N/2,angle(fftshift(X)));ylabel('phase');xlabel('frequency(red)');结果：分析：序列的周期N =32，基频W 0=3*pi/8。

频谱图表现为在w=-3,3处的脉冲。

(2) 进行理论值与计算值比较，讨论信号频谱分析过程中误差原因及改善方法。

答: 在利用DFT 分析离散信号的频谱时，会出现的误差可以分为三类。

分别是混叠现象，泄露现象，栅栏现象。

克服或改善的方法分别是：（1） 混叠现象：对于离散信号，可以根据实际情况对其进行低通滤波，使之成为带限信号。

工程中的信号一般都不是带限信号，连续信号在抽样前通常都进过一个低通滤波器（即抗混叠滤波器）进行低通滤波，以减少混叠误差，提高频谱分析精度。

（2） 泄漏现象：在选择矩形窗口的长度时，适当增加窗的长度，可以提高频谱分辨率，但是不能减小旁瓣引起的频谱泄露，因此可以选择旁瓣幅度很小甚至为零的非矩形窗对信号进行加窗处理，就可以降低频谱泄露。

（3） 栅栏现象：改善栅栏现象最常用的方法是在离散序列之后补零，得到一个比原有序列更长的序列，这样就可以增加频谱图中的很多细节，降低栅栏现象。

电气学科大类10 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名学号专业班号同组者学号专业班号指导教师何俊佳日期2012年12月7日实验成绩评阅人实验评分表目录一、实验内容 (4)（一）实验三非正弦信号的分解与合成 (4)（二）实验五无源与有源滤波器 (12)（三）实验六低通高通带通带阻滤波器之间的变换 (20)（四）实验七信号的采样与恢复实验 (26)（五）实验八调制与解调实验 (37)（六）实验九不同阶数相同类型滤波器的滤波效果 (40)二、实验总结 (52)三、实验心得与体会 (53)四、参考文献 (54)实验内容 实验三一、实验原理对于一个非正弦的周期性信号，都可以利用傅里叶分解将其分解为频率、幅值、相位各不相同的个个正弦信号的叠加。

本次实验通过对其中一些特殊的非正弦周期信号的研究来认识傅里叶变换的作用。

二、实验电路分析图 3-1对于如上图形，我们对于任意一个周期信号，将其分别利用低通滤波器和相应的带通滤波器，分解为各个频率的谐波分量。

然后通过加法器，选择某些频率的谐波进行叠加，观察波形，并分析所得波形的性质。

三、实验仿真在实验之前，先利用Matlab 对于实验中所要分解的波形进行仿真，并对于理想情况下的分解和实际情况下的分解作比较，分析实验结果。

方波分解的代码如下：t=-3*pi:pi/100000:3*pi;y=square(2*pi*50*t,50);f1=4*sin(2*pi*50*t)/pi;f2=4*sin(6*pi*50*t)/(pi*3);f3=4*sin(10*pi*50*t)/(pi*5);f4=4*sin(14*pi*50*t)/(pi*7);subplot(321),plot(t,y);grid onaxis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);subplot(322),plot(t,f1);grid onaxis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);subplot(323),plot(t,f2);grid onaxis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);subplot(324),plot(t,f3);grid onaxis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);subplot(325),plot(t,f4);grid onaxis([-0.05 0.05 -1.5 1.5]);仿真的结果如下图：图3-2我们可以发现基波的幅值甚至超过了原方波，而且高次谐波随着次数的增高幅值减少。

2012 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名学号U2012 专业班号电气12同组者1 学号U2012 专业班号电气12指导教师日期实验成绩评阅人1实验评分表2目录1实验一、常用信号的观察 (1)2实验二、零输入相应、零状态响应及完全响应 (4)3实验五、无源滤波器与有源滤波器 (9)4实验六、LPF、HPF、BPF、BEF间的变换 (18)5实验七、信号的采样与恢复 (25)6实验八、调制与解调 (30)7思考与体会 (31)8参考文献 (39)31 实验一常见信号的观察1.1任务和目标了解常见信号的波形和特点。

了解常见信号有关参数的测量，学会观察常见信号组合函数的波形。

学会使用函数发生器和示波器，了解所用仪器原理与所观察信号的关系。

掌握基本的误差观赏和分析方法。

1.2原理分析描述信号的方法有很多种，可以用数学表达式（时间的函数），也可以用函数图形（信号的波形）。

信号可以分为周期信号和非周期信号两种。

普通示波器可以观察周期信号，具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。

目前，常用的数字示波器可以非常方便地观察周期信号及非周期信号的波形。

1.3实验方案（1）观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形。

（2）用示波器测量信号，读取信号的幅值和频率。

1.4具体实现4（1）接通函数发生器电源。

（2）调节函数发生器选择不同频率、不同波形输出。

（3）用数字示波器观察各发生器输出函数波形、幅值、频率等特性。

1.5实验结果（1）正弦信号观察与测量，波形如图1-1所示。

图1-1 正弦波示波器测量显示，该正弦波的幅值为A=V p-p/2=2.08V/2=1.04V频率为f=1.000kHz 函数可表示为：y=1.04sin(2kπt) V（2）方波的观察与测量，波形如图1-2所示。

5图1-2方波的幅值为A=V p-p/2=2.08V/2=1.04V 频率f=1.000kHz函数可以表示为U(t)=4Um(sin ωt+13sin3ωt+15sin5ωt−⋯)π其中，Um=A=1.04V ω=2πf=2kπ3、三角波的观察与测量，波形如图1-3所示。

华工电信学院信号与系统实验信号与系统实验报告（一）实验项目名称：MATLAB 编程基础及典型实例 上机实验题目：信号的时域运算及MA TLAB 实现 一、实验目的学习并掌握使用MATLAB 产生基本信号、绘制信号波形、实现信号的可视化表示，为信号分析和系统设计奠定基础。

二、实验内容1. 利用Matlab 产生下列连续信号并作图。

(1) 51),1(2)(<<---=t t u t x(2) 2000,)8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ 2. 利用Matlab 产生下列离散序列并作图。

(1) ⎩⎨⎧≤≤-=其他,055,1][k k x , 设1515-≤<k 。

(2) )]25.0cos()25.0[sin()9.0(][k k k x k ππ+=,设2020-≤<k 。

3. 已知序列]3,2,1,0,1,2;2,3,1,0,2,1[][--=-=k k x ， ]21,0,1,1,1[][=-=k k h 。

(1) 计算离散序列的卷积和][][][k h k x k y *=，并绘出其波形。

(2) 计算离散序列的相关函数][][][n k y k x k R k xy +=∑∞-∞=，并绘出其波形。

(3) 序列相关与序列卷积有何关系？三、实验细节1. 利用Matlab 产生下列连续信号并作图。

(1) 51),1(2)(<<---=t t u t xt=-1:0.01:5;x=-2.*((t-1)>=0); plot(t,x);axis([-1,5,-2.2,0.2])-112345-2-1.5-1-0.5(2) 2000,)8.0cos()1.0cos()(<<=t t t t x ππ t=0:2:200;x=cos(0.1*pi*t).*cos(0.8*pi*t); plot(t,x);20406080100120140160180200-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.812. 利用Matlab 产生下列离散序列并作图。

信号与系统实验报告书题目：信号与系统实验二学院电子与信息学院专业班级电子科学与技术（卓越班）学生姓名陈艺荣学生学号201530301043指导教师杨俊美课程编号课程学分起始日期2017.04.22-2017.05.11目录1.实验目的 (2)2.实验原理 (2)2.1.四种信号的频谱函数 (2)2.2.四种信号的频谱函数之间的相互关系 (2)2.3.DFT分析离散信号频谱原理 (3)2.4.DFT分析连续信号频谱原理........................................................错误！未定义书签。

3.实验题目 (3)4.实验结果 (5)4.1.问题1实验结果 (5)4.2.问题2实验结果 (7)4.3.问题3实验结果 (10)4.4.问题4实验结果 (10)4.5.问题5实验结果 (11)5.实验思考 (14)5.1.思考题1 (14)5.2.思考题2 (14)5.3.思考题3 (15)5.4.思考题4 (15)6.附录 (15)6.1.问题1实现代码 (15)6.2.问题2实现代码 (16)6.3.问题3实现代码 (18)6.4.问题4实现代码 (18)6.5.问题5实现代码 (19)信号与系统实验二1.实验目的应用离散傅里叶变换(DFT)，分析离散信号x[k]的频谱。

深刻理解DFT 分析离散信号频谱的原理，掌握改善分析过程中产生的误差的方法。

2.实验原理2.1.四种信号的频谱函数根据信号傅里叶变换建立的时域与频域之间的对应关系，可以得到有限长序列的离散傅里叶变换(DFT)与四种确定信号傅里叶变换的之间的关系，实现由DFT 分析其频谱。

四种信号的频谱函数如表1所示。

表1四种信号的频谱函数信号频谱函数连续非周期信号x(t)j (j )() e d t X x t t ωω+∞--∞=⎰连续周期信号 ()xt 00j 001()() e d n t T X n x t t T ωω-<>=⎰ 离散非周期信号x[k]Ω∞-∞=Ω⋅=∑k k k x e X j -j e][)(离散周期信号 []x k mk NN k k x m X π2j -10e ][~][~⋅=∑-=2.2.四种信号的频谱函数之间的相互关系信号的傅里叶变换建立了信号的时域与频域之间的一一对应关系，如果信号在时域存在某种联系，则在其频谱函数之间必然存在联系。

目录实验一常用信号的观察 (4)实验二零输入、零状态及完全响应 (7)实验五无源与有源滤波器 (8)实验六低通、高通、带通、带阻滤波器间的变换 (14)实验七信号的采样与恢复实验 (19)实验八调制与解调实验 (31)实验体会 (35)实验一常用信号的观察一、任务与目标1. 了解常用信号的波形和特点。

2. 了解相应信号的参数。

3. 学习函数发生器和示波器的使用。

二、实验过程1．接通函数发生器的电源。

2．调节函数发生器选择不同的频率的正弦波、方波、三角波、锯齿波及组合函数波形，用示波器观察输出波形的变化。

三、实验报告(x为时间，y为幅值)100Hz 4V 正弦波y=2sin(628x-π/2)100Hz 4V 方波y=2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为奇y=-2 t=(2n-1)x*0.0025~(2n+1)x*0.0025 x为偶100Hz 4V 锯齿波100Hz 4V 三角波由50Hz的正弦波和100Hz正弦波组合的波形y=0.2sin(628x)+0.1sin(314x)实验二零输入、零状态及完全响应一、实验目标1．通过实验，进一步了解系统的零输入响应、零状态响应和完全响应的原理。

2．学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案。

二、原理分析实验指导书P4三、实验过程1、接通电源；2、闭合K2，给电容充电，断开K2闭合K3，观察零输入响应曲线；3、电容放电完成后，断开K3，闭合K1，观察零状态响应曲线；4、断开K1，闭合K3，再次让电容放电，放电完成后断开K3闭合K2，在电容电压稳定于5V后断开K2，闭合K1，观察完全响应曲线。

四、实验报告上图为零输入响应、零状态响应和完全响应曲线。

五、实验思考题系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？为什么？答：相同。

因为系统零输入响应和零状态响应稳定的充分必要条件都是系统传递函数的全部极点si(i=1,2,3,…,n)，完全位于s平面的左半平面。

信号与系统实验报告信号与系统实验报告引言信号与系统是电子与通信工程领域中的重要基础课程，通过实验可以更好地理解信号与系统的概念、特性和应用。

本实验报告旨在总结和分析在信号与系统实验中所获得的经验和结果，并对实验进行评估和展望。

实验一：信号的采集与重构本实验旨在通过采集模拟信号并进行数字化处理，了解信号采集与重构的原理和方法。

首先，我们使用示波器采集了一个正弦信号，并通过模数转换器将其转化为数字信号。

然后，我们利用数字信号处理软件对采集到的信号进行重构和分析。

实验结果表明，数字化处理使得信号的重构更加准确，同时也提供了更多的信号处理手段。

实验二：滤波器的设计与实现在本实验中，我们学习了滤波器的基本原理和设计方法。

通过使用滤波器，我们可以对信号进行频率选择性处理，滤除不需要的频率分量。

在实验中，我们设计了一个低通滤波器，并通过数字滤波器实现了对信号的滤波。

实验结果表明，滤波器能够有效地滤除高频噪声，提高信号的质量和可靠性。

实验三：系统的时域和频域响应本实验旨在研究系统的时域和频域响应特性。

我们通过输入不同频率和幅度的信号，观察系统的输出响应。

实验结果表明，系统的时域响应可以反映系统对输入信号的时域处理能力，而频域响应则可以反映系统对输入信号频率成分的处理能力。

通过分析系统的时域和频域响应，我们可以更好地理解系统的特性和性能。

实验四：信号的调制与解调在本实验中，我们学习了信号的调制与解调技术。

通过将低频信号调制到高频载波上，我们可以实现信号的传输和远距离通信。

实验中，我们使用调制器将音频信号调制到无线电频率上，并通过解调器将其解调回原始信号。

实验结果表明，调制与解调技术可以有效地实现信号的传输和处理，为通信系统的设计和实现提供了基础。

结论通过本次信号与系统实验，我们深入了解了信号的采集与重构、滤波器的设计与实现、系统的时域和频域响应以及信号的调制与解调等基本概念和方法。

实验结果表明，信号与系统理论与实践相结合，可以更好地理解和应用相关知识。

信号与系统实验报告.实验名称：滤波器设计及信号频谱分析实验目的：1、了解滤波器的基本概念及分类。

2、了解滤波器的频率响应及其特性。

3、设计低通滤波器和高通滤波器。

4、利用频谱分析软件对信号进行频谱分析。

实验原理：滤波器是信号处理中非常常用的一种器件。

根据滤波器能够通过的信号频率范围不同，可以将滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四类。

1、低通滤波器：只允许低于截止频率的信号通过。

在信号处理的过程中，经常需要对信号进行滤波处理。

信号通常由不同频率分量的波形组成，如果采用合适的滤波器将特定频率范围内的信号提取出来并进行处理，可以得到对应的有效信息。

滤波器的特性可以通过频率响应来描述。

滤波器的频率响应具有若干几何特性，例如：2、截止频率：指的是滤波器特定类型的过渡点频率。

在低通滤波器中，截止频率为允许通过信号的最高频率。

3、带宽：指的是在带通滤波器中通过的频率范围。

4、阻抗耦合：指的是输入和输出端口之间的阻抗匹配。

实验装置：1、信号发生器。

2、测量电压的万用表。

3、示波器。

4、计算机。

5、信号分析软件MATLAB。

实验步骤：2、将信号发生器输出的信号输入到低通滤波器和高通滤波器的输入端口。

4、通过MATLAB软件对所得到的信号波形和频谱进行分析和处理。

实验结果：本实验中选用的信号发生器的频率范围在200 Hz-1000 Hz之间。

故设计低通滤波器的截止频率取200 Hz，设计高通滤波器的截止频率取1000 Hz。

图一为经过低通滤波器的信号波形和频谱图。

可以看出，低通滤波器只保留了低于200 Hz的信号分量，而高于200 Hz的分量被过滤掉了。

频谱图的通带增益为1，即在200 Hz的频率范围内信号的增益不受影响。

通过MATLAB软件对滤波器的频谱进行分析，可以得到图三和图四。

图三表示低通滤波器的频率响应，可以看出，当频率小于截止频率200 Hz时，滤波器的增益随频率增大而逐渐下降；当频率大于200 Hz时，滤波器的增益为零。

目录实验一信号的时域基本运算 (2)实验二连续信号卷积与系统的时域分析 (7)实验三离散信号卷积与系统的时域分析 (11)实验四信号的频域分析 (14)实验五连续时间信号的采样与恢复 (18)实验六系统的频域分析 (23)实验一 信号的时域基本运算一.实验目的1.掌握时域内信号的四则运算基本方法；2.掌握时域内信号的平移、反转、倒相、尺度变换等基本变换；3.注意连续信号与离散信号在尺度变换运算上区别。

二.实验原理信号的时域基本运算包括信号的相加（减）和相乘（除）。

信号的时域基本变换包括信号的平移（移位）、反转、倒相以及尺度变换。

(1) 相加（减）: ()()()t x t x t x 21±= [][][]n x n x n x 21±= (2) 相乘: ()()()t x t x t x 21•= [][][]n x n x n x 21•=(3) 平移（移位）: ()()0t t x t x -→ 00>t 时右移，00<t 时左移[][]N n x n x -→ 0>N 时右移，0<N 时左移(4) 反转：()()t x t x -→ [][]n x n x -→ (5) 倒相：()()t x t x -→ [][]n x n x -→ (6) 尺度变换: ()()at x t x →1>a 时尺度压缩，1<a 时尺度拉伸，0<a 时还包含反转[][]mn x n x → m 取整数1>m 时只保留m 整数倍位置处的样值，1<m 时相邻两个样值间插入1-m 个0，0<m 时还包含反转三．实验结果与理论计算比较 1.连续时间信号的加法运算 （1）实验图形（2）理论计算1sin x t t ⎡⎤=⎣⎦ 22cos x t t ⎡⎤=⎣⎦ 则12sin )2cos 5sin(63.4x t x t t t t ⎡⎤⎡⎤+=+=+⎦⎣⎦︒⎣通过计算几个零点的值可以看出实际值与图形比较符合。

华南理⼯⼤学信号与系统实验报告Experiment ExportName:Student No:Institute:Dec 26, 2011Experiment Purposes1. Be familiar with the software Environment and Programming flow in MATLAB5.3.2. Learn how to draw the signal waveform and determine the signal properties.3. Calculate the convolution, frequency response and system output by using the functions: conv, freqz, freqs and filter. Experiment Contents实验项⽬⼀：MATLAB编程基础及典型实例①画出离散时间正弦信号并确定基波周期(注：pi 表⽰圆周率)1 x1[n]=sin(pi*4/4)*cos(pi*n/4)2 x2[n]=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)3 x3[n]=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8)program for matlabn=0:31;x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8);subplot(3,1,1);stem(n,x1);title('x1');subplot(3,1,2);stem(n,x2);title('x2');subplot(3,1,3);stem(n,x3);title('x3');grid on;Conclusion: These signals is periodic, the first and second signal’s per iod are 4. The third signal’s period is 16.②离散时间系统性质：离散时间系统往往是⽤⼏个性质来表征，如线性、时不变性、稳定性、因果性及可逆性等。

2012 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验)姓名学号U2012 专业班号电气12 同组者1 学号U2012指导教师日期实验成绩评阅人实验评分表目录1实验一、常用信号的观察 (1)2实验二、零输入相应、零状态响应及完全响应 (4)3实验五、无源滤波器与有源滤波器 (9)4实验六、LPF、HPF、BPF、BEF间的变换 (18)5实验七、信号的采样与恢复 (25)6实验八、调制与解调 (30)7思考与体会 (31)8参考文献 (39)1 实验一常见信号的观察1.1任务和目标了解常见信号的波形和特点。

了解常见信号有关参数的测量，学会观察常见信号组合函数的波形。

学会使用函数发生器和示波器，了解所用仪器原理与所观察信号的关系。

掌握基本的误差观赏和分析方法。

1.2原理分析描述信号的方法有很多种，可以用数学表达式（时间的函数），也可以用函数图形（信号的波形）。

信号可以分为周期信号和非周期信号两种。

普通示波器可以观察周期信号，具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。

目前，常用的数字示波器可以非常方便地观察周期信号及非周期信号的波形。

1.3实验方案（1）观察常用的正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号及一些组合函数的波形。

（2）用示波器测量信号，读取信号的幅值和频率。

1.4具体实现（1）接通函数发生器电源。

（2）调节函数发生器选择不同频率、不同波形输出。

（3）用数字示波器观察各发生器输出函数波形、幅值、频率等特性。

1.5实验结果（1）正弦信号观察与测量，波形如图1-1所示。

图1-1 正弦波示波器测量显示，该正弦波的幅值为A=V p-p/2=2.08V/2=1.04V 频率为f=1.000kHz 函数可表示为：y=1.04sin(2kπt) V（2）方波的观察与测量，波形如图1-2所示。

图1-2方波的幅值为A=V p-p/2=2.08V/2=1.04V 频率f=1.000kHz函数可以表示为t 4 ωt1ωt1ωtπ其中，Um=A=1.04V ω=2πf=2kπ3、三角波的观察与测量，波形如图1-3所示。