華科電子系信號與系統(tǒng)實(shí)驗報告

信號與線性系統(tǒng)實(shí)驗報告李安PAGE0信號與線性系統(tǒng)實(shí)驗報告院系班級姓名學(xué)號目錄實(shí)驗一信號的時域基本運(yùn)算…………2實(shí)驗二連續(xù)信號卷積與系統(tǒng)的時域分析……………7實(shí)驗三離散信號卷積與系統(tǒng)的時域分析……………9實(shí)驗四信號的頻域分析……………11實(shí)驗五連續(xù)時間信號的采樣與恢復(fù)………………14實(shí)驗六系統(tǒng)的頻域分析……………16

（2）理論計算：反轉(zhuǎn)后的圖形與原圖形關(guān)于y軸對稱，如圖示。6、離散時間信號的加法（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：序列=u（n-2）為離散階躍函數(shù)，序列=δ(n-2)為沖激函數(shù)，相加后應(yīng)為只有n=2點(diǎn)處階躍序列的值增加了1，其余均不變。正如圖所示。7、離散時間信號的乘法（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：序列=δ（n-2）為沖激序列，=2u（n）為階躍序列，*=2δ（n-2），符合圖片。8、離散時間信號的移位（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：經(jīng)過移位的圖形應(yīng)該階躍點(diǎn)比原圖形左移兩格。如圖示。9、離散時間信號的尺度變換（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：x=u(n-2)經(jīng)過適度變換后變成x’=u(2n-2),變換因子=2，序列應(yīng)該比原序列稀疏，間距增加為原來的2倍，如圖示。10、離散時間信號的倒相（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：倒相后的圖形關(guān)于原點(diǎn)對稱。11、離散時間信號的反轉(zhuǎn)（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：反轉(zhuǎn)后的圖形關(guān)于y軸對稱。二、心得體會通過第一個實(shí)驗，我初步熟悉了MATLAB的實(shí)驗界面，對整個實(shí)驗流程有一個初步了解。認(rèn)識到在MATLAB的實(shí)驗環(huán)境下，對各個參變量的輸入規(guī)則，以及在輸入時應(yīng)該注意的問題。同時，通過與理論計算的比較，也更深刻理解了連續(xù)、離散時間序列運(yùn)算的規(guī)則。實(shí)驗二連續(xù)信號卷積與系統(tǒng)的時域分析一、實(shí)驗結(jié)果與理論計算1、連續(xù)時間信號的卷積（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：x(t)=ε(t),y(t)=ε(t)=ε(t)*ε(t)=tε(t)與圖片一致2、RC電路系統(tǒng)分析（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：原函數(shù)為x(t)=ε(t)，單位沖激響應(yīng)：h(t)=δ(t)-0.1e0.1tε(t),t>0零輸入響應(yīng)：uzi=零狀態(tài)響應(yīng)：uzs=e(t)*h(t)=(2-e0.1t)ε(t),t>0全響應(yīng)：u(t)=uzi(t)+uzs(t)=二、心得體會本實(shí)驗是針對連續(xù)時間信號，通過實(shí)驗中的動畫圖像，能夠很好的理解卷積這樣一個原本比較抽象的概念，尤其是連續(xù)時間信號的卷積。此外，系統(tǒng)分析時，采用的是RC電路，這樣一個參變量較少的簡單系統(tǒng)電路，通過分別改變各項參數(shù)，能夠簡單明了地讓我體會到各項參數(shù)對實(shí)驗結(jié)果的影響。實(shí)驗中的輸出響應(yīng)有四種，分別為單位沖激響應(yīng)，單位階躍響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。這四種響應(yīng)是學(xué)習(xí)中經(jīng)常要接觸到的，通過實(shí)驗圖像的顯示，我理解了對于連續(xù)時間信號，各響應(yīng)的實(shí)際特點(diǎn)，對實(shí)物實(shí)驗操作過程中的實(shí)驗理解也會更加的容易。實(shí)驗三離散信號卷積與系統(tǒng)的時域分析一、實(shí)驗結(jié)果與計算1、離散信號卷積求和（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：x1={1,1,1,1,1,1};x2={1,2,3,4,5,6};x1*x2={0,1,3,6,10,15,21,20,18,15,11,6,0}2、離散差分方程求解（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：差分方程為y(k+2)+y(k+1)+y(k)=ε(k+1);初始條件為：yzi(0)=1,yzi(1)=2單位沖激響應(yīng)：零輸入響應(yīng)：零狀態(tài)相應(yīng)：全響應(yīng)：與結(jié)果相符。三、心得體會本實(shí)驗不同于實(shí)驗二，該實(shí)驗中的信號時離散時間信號，從信號形式上就有別于實(shí)驗二，因此，相應(yīng)的卷積過程與卷積圖像也就不同，但離散信號是對連續(xù)時間信號按固定周期抽樣，所以當(dāng)抽樣點(diǎn)增加時，通過與實(shí)驗二中的連續(xù)時間信號的相對比，能夠發(fā)現(xiàn)圖像在大體趨勢是相同的。對于離散時間信號，其對應(yīng)的是差分方程，通過實(shí)驗就更加理解了差分方程的特點(diǎn)，理解初始條件、樣本值對方程求解的影響。實(shí)驗四信號的頻域分析一、實(shí)驗結(jié)果與計算1、連續(xù)周期信號展開（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：5,0<t<1原信號為f(t)=-5,1<t<2分解后為很明顯，取的項數(shù)越多，諧波分量越多，結(jié)果與原信號擬合得到的信號就越好。但是邊緣的尖角還是能反映出吉布斯現(xiàn)象。2、連續(xù)時間信號的傅里葉變換（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：原信號,當(dāng)|t|<τ;當(dāng)|t>τ.|其付氏變換為:幅頻特性為:相頻特性為:3、離散時間信號的傅里葉變換（1）實(shí)驗圖形：二、心得體會本實(shí)驗的已經(jīng)進(jìn)入到頻域范圍，其中應(yīng)用到了傅里葉變換。通過實(shí)驗，首先對連續(xù)周期信號的合成分解有了一個深入了解，從而加深了對傅里葉變換的理解。其次分別對實(shí)驗中的連續(xù)信號和離散信號進(jìn)行傅里葉變換，通過選擇不同的典型信號和改變參數(shù)，觀察圖像的變化，能夠更加清晰地了解連續(xù)信號與離散信號之間的聯(lián)系與區(qū)別，和時域顯示與頻域顯示的區(qū)別與聯(lián)系，以及信號傅里葉變換的各項基本性質(zhì)。實(shí)驗五連續(xù)時間信號的采樣與恢復(fù)一、實(shí)驗結(jié)果與計算1、采樣與恢復(fù)（1）實(shí)驗圖形：eq\o\ac(○,1)X（t）:eq\o\ac(○,2)Xp（t）:eq\o\ac(○,3)Y(t):（2）理論計算：原始信號X(t)=cos(5t);F(jw)=π[δ(w+5)+δ(w-5)]=F(jw)==F(jw)=二、心得體會信號的采樣與恢復(fù)應(yīng)用十分廣泛。通過實(shí)驗的圖像顯示，讓我能夠深刻理解對連續(xù)時間信號采樣與恢復(fù)的物理意義，對采樣的過程有個直觀的理解，對恢復(fù)的原理有深刻理解。通過選擇不同原始信號和改變信號中參數(shù)的不同值，能夠讓我對具體典型信號的采樣與恢復(fù)有很好的理解，能夠幫助我去更加容易地理解學(xué)習(xí)中遇到的其他各項信號的采樣與恢復(fù)，而且讓我對參數(shù)對實(shí)驗的影響有一個數(shù)量級上的印象，這樣有助于我建立對信號的把握。實(shí)驗六系統(tǒng)的頻域分析一、實(shí)驗結(jié)果與計算1、連續(xù)系統(tǒng)分析（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：計算零極點(diǎn)零點(diǎn)：s2+1=0，s1=j,s2=-j極點(diǎn)：s2+2s+5=0，s1=,s2=系統(tǒng)函數(shù)：幅頻特性：相頻特性：2、離散系統(tǒng)分析（1）實(shí)驗圖形：（2）理論計算：計算零極點(diǎn)：極點(diǎn)：z=1系統(tǒng)函數(shù)為：幅頻特性：相頻特性：二、心得體會實(shí)驗中，分別對連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)進(jìn)行了頻域分析。其中都運(yùn)用到了系統(tǒng)函數(shù)，都討論了幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)。通過實(shí)驗，配合系統(tǒng)零極圖，對系統(tǒng)函數(shù)這個重要概念在信號與系統(tǒng)中的重要地位