信号与系统实验 云南大学信息学院

实验一：二阶电路的瞬态响应使用multisim 完成实验电路图观察电感上的电流i的阶跃响应波形电路图电容上的阶跃响应波形图阶跃信号的设置要求：完成波形的仿真，并对仿真结果记录并进行分析。

实验二：方波信号的分解本实验通过MATLAB软件完成程序如下：t=0:0.01:2*pi;f1=4/pi*sin(t); % 基波f3=4/pi*(sin(3*t)/3); %三次谐波f5=4/pi*(sin(5*t)/5);f7=4 *(sin(7*t)/7);f9=4/pi*(sin(9*t)/9); ; y2=f1+f3+f5; y3=f1+f3+f5+f7+f9;subplot(2,2,1);plot(t,f1),y=1*sign(pi-t);plot(t,y, 'c:');title('周期矩形波的形成-基波')subplot(2,2,2);plot(t,y1);hold on;y=1*sign(pi-t);title('周期矩形波的形成-基波+3次谐波')subplot(2,2,3);plot(t,y2)hold on;y=1*sign(pi-t);plot(t,y, 'c:');title('基波+3次谐波+5次谐波');subplot(2,2,4) ;plot(t,y3);hold onplot(t,y, 'c:')title('-基波+3次谐波+5次谐波+7次谐波+9次谐波')要求对得到的图形结果记录并进行分析。

试编写11次、13次、15次谐波的叠加程序。

MATLAB实现：clear;b=[-1.000e-10 0 0]; %生成向量ba=[-1.000e-5 -2.000e-5 -1];%生成向量a[h,w]=freqs(b,a,100) %求系统响应函数H(jw),设定100个频率点figure(1)subplot(3,1,1);plot(w,abs(h));%绘制幅频特性gridxlabel('w');ylabel('abs(h)');subplot(3,1,2);semilogx(w,20*log10(abs(h))); %绘制对数频率特性grid;xlabel('w');ylabel('分贝');subplot(3,1,3);plot(w,angle(h));%绘制相频特性grid;xlabel('w');ylabel('angle(h)');记录所得波形并分析。

《信号与系统》实验报告姓名: 学号:20081 专业:信息学院08级通信工程实验目的1、利用 M ATLAB 求连续系统的冲激响应与阶跃响应、求离散系统的单位响应与阶跃响应;2、利用 M ATLAB 求离散时间卷积和及连续时间卷积的数值近似;3、比较手工计算结果与用 M ATLAB 计算的结果异同,进一步加深对信号与系统理论知识的深入理解。

实验内容8.1(2、8.3(3、8.5、8.6(3、8.7 (a、8.8(2、8.9(2(5实验设备软件硬件:电脑软件:MATLAB实验原理1、对应知识点:(1 LTI 连续时间系统的响应 (2(3 2、在编写实验记录8.1MATLAB b=[1,3];lsim(sys,f,t 01234567891000.511.522.53Linear Simulation Results Time (secA m p l i t u d e8.3(3y''(t+4y'(t+5y(t=f' (t MATLAB 源程序如下: a=[1,4,5]; b=[1,0];y1=step(b,a,0:1:10 y2=impulse(b,a,0:1:10 subplot(2,1,1 step(b,a,10 subplot(2,1,2 impulse(b,a,108.6(3y(n+y(n-1+(1/4y(n-2=x(na=[1,0,1/4]; b=[1]; n=1:20;y=impz(b,a,20 subplot(2,1,1stem(n,y,'filled' z=dstep(b,a,20 subplot(2,1,2 stem(n,z,'filled'00.5Time (sec01234567891000.5Time (sec 012345678910Linear Simulation Results Time (secA m p l i t u d ey = 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 z = 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 有单位序列响应的时域波形可见,该系统不是稳定系统。

实验报告课程名称：数字信号处理实验任课教师：杨鉴实验名称：离散时间系统的时域分析年级、专业：2015级通信工程学号：**********姓名：***日期：2017 年10 月9 日云南大学信息学院一、实验1.通过MATLAB仿真一些简单的离散时间系统，并研究他们的时域特性。

2.掌握卷积在MATLAB的算法并理解滤波的概念。

二、实验内容1. 假定另一个系统为y[n]=x[n]x[n-1],修改程序P2.3，计算这个系统的输出序列y1[n],y2[n]和y[n]。

比较y[n]和yt[n]。

这两个序列是否相等？该系统是线性系统吗？2. 考虑另一个系统：y[n]=nx[n]+x[n-1],修改程序P2.4，以仿真上面的系统并确定该系统是否为时不变系统。

3.修改程序P2.7，计算长度为15的序列h[n]和长度为10的序列x[n]的卷积，重做问题Q2.28。

h[n]和x[n]的样本值你自己给定。

4.修改程序P2.9，将输入序列改变成扫频正弦序列（长度为301、最低频率为0、最高频率为0.5）。

那个滤波器能更好的抑制输入信号x[n]的高频分量？三、主要算法与程序Q2.11：clf;n = 0:40;a = 2;b = -3;f1=0.1;f2=0.4;x11=[0 cos(2*pi*f1*n) 0];x12=[0 0 cos(2*pi*f1*n)];x21=[0 cos(2*pi*f2*n) 0];x22=[0 0 cos(2*pi*f2*n)];x = a*x11 + b*x21;y1 = x11.*x12;y2 = x21.*x22;xd = a*x12+b*x22;y = x.*xd;yt = a*y1 + b*y2;d = y - yt; % Compute the difference output d[n]% Plot the outputs and the difference signalsubplot(3,1,1)stem([0 n 0],y);ylabel('Amplitude');title('Output Due to Weighted Input: a \cdot x_{1}[n] + b \cdot x_{2}[n]');subplot(3,1,2)stem([0 n 0],yt);ylabel('Amplitude');title('Weighted Output: a \cdot y_{1}[n] + b \cdot y_{2}[n]'); subplot(3,1,3)stem([0 n 0],d);xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude');title('Difference Signal');Q2.17：clf;n = 0:40; D = 10;a = 3.0;b = -2;x = a*cos(2*pi*0.1*n) + b*cos(2*pi*0.4*n);xd = [zeros(1,D) x];nd=0:length(xd)-1;y=(n.*x)+[0 x(1:40)];yd=(nd.*xd)+[0 xd(1:length(xd)-1)];d = y - yd(1+D:41+D);subplot(3,1,1)stem(n,y);ylabel('振幅');title('输出 y[n]'); grid;subplot(3,1,2)stem(n,yd(1:41));ylabel('振幅');title('由于延时输入 x[n-10]的输出'); grid;subplot(3,1,3)stem(n,d);xlabel('时间序号 n'); ylabel('振幅');title('差值信号');grid;Q2.29：clf;h = [3 2 1 -2 1 0 -4 0 3 1 5 4 0 3 5]; % impulse responsex = [1 -2 3 -4 3 2 1 5 6 1]; % input sequencey = conv(h,x);n = 0:23;subplot(2,1,1);stem(n,y);xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('用卷积得到的输出'); grid;x1 = [x zeros(1,14)];y1 = filter(h,1,x1);subplot(2,1,2);stem(n,y1);xlabel('时间序号 n'); ylabel('振幅');title('由滤波生成的输出'); grid;Q2.35：f=w/2pi=(2a*n+b)/2pi=[0,0.5],所以b=0，a*n<=0.5*pi,当n=300时，a取pi/600。

云南师大物理与电子信息学院应用电子技术教育（师范类）专业课程教学大纲【课程名称】信号与系统实验【英文名称】 Signal and System Experiment【课程编码】 09C005050【课程类别】专业主干课【课时】 32学时【学分】 1学分【课程性质、目标和要求】（课程性质）本课程是电子信息科学与技术专业的专业基础课程；是《信号与系统》理论课程配套的一门实验课。

（教学目的）《信号与系统》课程实验是为了配合《信号与系统》理论教学而开设的，它是以信号特性和处理等工程问题为背景，经数学抽象及理论概括而形成的专业基础课程实验。

（教学要求）熟悉线性时不变系统的传输、处理的基本理论和基本分析方法，掌握信号分析，线性系统的基本特性及分析线性系统的基本方法，进一步提高学生分析问题与实践技能的能力，培养整理实验数据和分析实验结果的能力，学会信号的波形、信号的频谱和系统频率特性曲线的绘制，学会简单线性系统的分析与设计，写出符合要求的实验报告，加深理解与巩固理论教学知识，为网络理论、通信理论，信号处理与信号检测等学科打下必要的基础。

【教学时间安排】【实验内容重点】一、（实验1 函数信号发生器）1、实验目的要求（1）了解函数信号发生器的操作方法。

（2）了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。

（3）熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。

2、实验主要内容（1）用示波器观察输出的三种波形。

（2）调其中电位器、拨位开关，观察三种波形的变化，了解其中的一些极限值。

3、实验仪器设备（1）20MHz双踪示波器一台。

（2）信号与系统实验箱一台。

二、（实验2 常用信号分类与观察）1、实验目的要求（1）了解单片机产生低频信号源（2）观察常用信号的波形特点及产生方法。

（3）学会使用示波器对常用波形参数的测量。

2、实验主要内容（1）信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。

（2）这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。

信息学院 电子信息工程1 Chart 8 （代码 数值解 波形图）电子信息工程 Xxx 2013106xxxx%8.1（4）连续时间系统时域仿真波形 clear,clc a=[1 5 6]; b=[0 0 6]; sys=tf(b,a); t=0:0.01:10; f=10*cos(2*t); lsim(sys,f,t); y=lsim(sys,f,t)012345678910-10-8-6-4-20246810Linear Simulation ResultsTime (sec)A m p l i t u d e%8.3（1）连续时间系统时域冲击响应阶跃响应仿真波形clear,clc%冲击响应a=[1 3 2];b=[0 0 1];impulse(b,a,10)y=impulse(b,a,10)grid on;pause%阶跃响应a=[1 3 2];b=[0 0 1];subplot(2,2,1)step(b,a)subplot(2,2,2) step(b,a,10) y=impulse(b,a,10)0123456789100.050.10.150.20.25Impulse ResponseTime (sec)A m p l i t u d e0.20.40.60.8Step ResponseTime (sec)A m p l i t u de0.20.40.60.8Step ResponseTime (sec)A m p l i t u d e%8.4（1）离散系统时域 0~20 零响应序列波形clear,clca=[1 2 1];b=[1 0 0];n=0:20;x=(1/4).^n;y=filter(b,a,x)stem(n,y,'filled')title('零状态系统响应y(n)')零状态系统响应y(n)% 8.6（2) 离散系统的差分方程 y(n)=x(n)*h(n) %单位序列响应clear,clc a=[1 0 -1]; b=[1];impz(b,a,0:20) y=impz(b,a,0:20)title('单位序列响应h(n)') %求阶跃响应数值解 a=[1 0 1]; b=[1]; n=0:20; x=jyxl(n); y=filter(b,a,x)n (samples)A m p l i t u d e单位序列响应h(n)% 8.7（a）已知输入序列x(n) 和单位序列h(n) conv函数求系统零状态响应% y(n)=x(n)*h(n)x1=[0 1 2 1 0 0];x2=[0 1 1 1 1 0 0];x=conv(x1,x2);n1=-2:3;n2=-1:5;n=(n1(1)+n2(1)):(n1(1)+n2(1)+length(n1)+length(n2)-2)stem(n,x,'fill')xlabel('n')title('零状态响应 y(n)') grid on00.511.522.533.54n零状态响应 y(n)% 8.8（2）求卷积和 绘制卷积和序列时域波形 clear,clc t1=-2:3;f1=[0 1 2 1 0 0]; t2=-3:3;f2=[0 1 1 1 1 1 0]; t3=-2:3;f3=[0 0 3 2 1 0]; t4=-1:4;f4=[0 1 -1 1 -1 0];[t,f]=gghconv(f2,f3,t2,t3);00.51nn0246n% 8.8（3）求卷积和绘制卷积和序列时域波形clear,clct1=-2:3;f1=[0 1 2 1 0 0];t2=-3:3;f2=[0 1 1 1 1 1 0];t3=-2:3;f3=[0 0 3 2 1 0];t4=-1:4;f4=[0 1 -1 1 -1 0];[t,f]=gghconv(f3,f4,t3,t4);%求离散序列卷积核并绘制波形n-1-0.50.51nx(n)=x1(n)*x2(n)n%8.9 (3)绘制卷积积分的时域波形clear,clct2=0:0.01:4;f2=Heaviside(t2-1)-Heaviside(t2-3);t3=-1:0.01:3;f3=0.5*t3.*(Heaviside(t3 )-Heaviside(t3-2)); [t,f]=gggfconv(f2,f3,t2,t3);012340.51f1(t)t-112300.51f2(t)t-1123456700.20.40.60.81f(t)=f1(t)*f2(t)t%8.9 (5)绘制卷积积分的时域波形clear,clct3=-1:0.01:3;f3=0.5*t3.*(Heaviside(t3)-Heaviside(t3-2));t4=-3:0.01:3;f4=0.5*(t4+2).*(Heaviside(t4+2)-Heaviside(t4))+0.5*(t4-2).*(Heaviside (t4-2)-Heaviside(t4));[t,f]=gggfconv(f3,f4,t3,t4);-112300.51f1(t)t-2020.51f2(t)t-4-3-2-112345600.20.40.60.8f(t)=f1(t)*f2(t)t。

云南大学硕士研究生入学考试827《信号与系统》考试大纲一、考试性质《信号与系统》是云南大学招收通信与信息系统、信号与信息处理、物联网工程、生物医学工程专业学术型硕士研究生，以及电子与通信工程专业型硕士研究生的入学考试专业科目。

二．考试形式与试卷结构1、答卷方式：闭卷，笔试；2、答题时间：180分钟；3、题型：简答题、分析题、计算题、综合题。

二、考试内容1、信号与系统的基本概念（1）信号的描述与分类（2）信号的基本时域运算与变换（3）阶跃信号和冲激信号的定义与性质（4）系统的数学模型及框图表示（5）系统的性质与分类2、连续系统的时域分析（1）LTI连续时间系统响应的时域求解（2）连续时间系统的冲激响应和阶跃响应（3）卷积积分的定义、性质与计算3、离散系统的时域分析（1）LTI离散时间系统响应的时域求解（2）单位序列响应与单位阶跃响应（3）卷积和的定义、性质与计算4、连续信号、系统的频域分析（1）周期信号的傅里叶级数（2）周期信号的频谱（3）傅里叶变换（4）非周期信号的频谱（5）傅里叶变换的性质（6）周期信号的傅里叶变换（7）LTI系统的频域分析（8）频率响应（9）周期、非周期信号激励下的系统响应（10）无失真传输（11）理想低通滤波器（12）调制与解调（13）抽样定理5、连续系统的S域分析（1）拉普拉斯变换（2）拉普拉斯变换与傅里变换的关系（3）拉普拉斯变换的性质（4）拉普拉斯逆变换（5）连续系统的S域分析（6）系统函数（7）连续系统的零、极点分析（8）连续系统的稳定性分析（9）电路的S域模型6、离散时间信号、系统的频域分析（1）离散时间傅里叶变换（2）离散时间信号的频谱（3）离散时间傅里叶变换的性质（4）离散时间LTI系统的频域分析（5）离散时间系统的频率响应7、离散时间系统的Z域分析（1）Z变换（2）Z变换与拉普拉斯变换的关系（3）Z变换与离散时间傅里叶变换的关系（4）逆Z变换（5）离散系统的Z域分析（6）系统函数（7）离散系统的零、极点分析（8）离散系统的稳定性分析。

一、计算机科学与工程系专业：计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术刘惟一教授，博士生导师，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：计算智能与知识发现、海量数据管理、智能信息处理。

徐丹教授，博士生导师，云南大学学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：图形绘制技术、图象与视频处理、多媒体与虚拟现实技术。

张学杰教授，博士生导师，云南大学信息学院副院长。

主要研究方向：高性能计算、分布式系统、计算机网络及应用。

邓世昆教授云南大学信息学院党委书记，主要研究专业方向：计算机网络、信息系统、高校信息化研究。

王丽珍教授，博士生导师，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：数据挖掘与信息网络分析。

郝林教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：信息安全（密码学）。

蒋慕蓉教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：分布式图像处理与计算。

裴以建教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：自动识别原理及智能控制技术，计算机视觉及图像处理，物联网信息融合及智能交通。

王顺芳教授云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：数据分析技术，统计机器学习，数值计算与计算机应用。

孔兵副教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：智能数据处理、软件工程。

杨军教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：计算机组成与系统结构，计算机应用，FPGA嵌入式系统研究及应用。

谢戈高级实验师，云南大学信息学院实验中心。

主要研究方向：计算机应用（计算机网络、多媒体应用、ＣＡＩ应用）。

周丽华副教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：数据挖掘与数据仓库。

王瑞副教授，云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：公钥密码，组合理论，数论及其应用。

周小兵副教授云南大学信息学院计算机科学与工程系。

主要研究方向：计算机应用，混沌保密通信，计算机软件与理论。

实验报告课程名称：通信原理实验任课教师：杨俊东年级：专业：学号：姓名：实验室：信息学院3301DBPSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握DBPSK调制及解调的基本原理2、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路3、掌握DBPSK调制载波包络的变化二、实验器材1、主控&信号源模块、9号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理四、实验步骤实验项目一 DBPSK调制信号观测实验项目二 DBPSK差分信号观测保持实验项目一的连线实验项目三 DBPSK解调观测保持实验项目一的连线，将9号模块的S1拨为“010五、实验结果实验项目一 DBPSK调制信号观测256KHz载波信号1、以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”2、以9号模块“NRZ-Q”为触发，观测“Q”3、以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”通道1为基带信号，通道2为调制输出实验项目二 DBPSK差分信号观测1、以“基带信号”为触发，观测“NRZ-I”实验项目三 DBPSK解调观测1、以9号模块的“基带信号”为触发，观测13号模块的“SIN”，调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定，即恢复出载波。

以9号模块的“基带信号”触发观测“DBPSK解调输出”，多次单击13号模块的“复位”按键。

观测“DBPSK解调输出”的变化。

通道1为基带信号，通道2为“SIN”恢复载波DBPSK解调输出。

2、以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-BPSK,观测眼图。

低通信道模拟和眼图实验一、实验目的1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及实际意义2、掌握眼图观测方法并记录研究二、实验器材1、主控&信号源、9号、13号、17号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理四、实验步骤1、关电，按表格所示进行连线五、实验结果1、以CLK为触发源对比观测17号模块信道输出通道1为触发源，通道2为信道输出2、在主菜单中分别设置不同截止频率的低通信道，观察17号模块信道输出波形的“眼睛”大小，并分析原因3、再在主控菜单中分别设置有成形滤波的低通信道，对比观测不带成形滤波的低通信道的输出眼图波形，并分析原因QPSK/OQPSK数字调制实验一、实验目的1、掌握QPSK调制原理2、了解OQPSK调制原理二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理四、实验步骤五、实验结果通道1为A-OUT,通道2为256KHz载波1、示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对比观测调制输入和及输出通道1为基带信号，通道2为调制输出2、示波器CH1接9号模块TP2 NRZ-I，CH2接9号模块TP9 NRZ-Q，观察星座图4、设置S1为1111，即选择调制方式为OQPSK，重复上述步骤。

信号与线性系统分析实验三一、实验目的掌握并熟悉运用cnov、gggfconv等命令绘制各类响应的时域波形。

二、实验内容8.7 已知LTI离散系统的单位序列响应h(n)和激励x(n)分别如图8-29(a)和(b)所示，试用MATLAB的conv函数求出系统的零状态响应y(n)，并绘出其时域波形。

a:x1=[0 1 2 1 0 0];n1=-2:3;x2=[0 1 1 1 1 0 0];n2=-1:5;x=conv(x1,x2)n=((n1(1)+n2(1)):(n1(1)+n2(1)+length(n1)+length(n2)-2)); stem(n,x,'filled')title('y(n)')b：x1=[0 0 1 2 3 2 1 0];n1=-2:5;x2=[0 0 0 1 0 0 0];n2=-1:5;x=conv(x1,x2);n=((n1(1)+n2(1)):(n1(1)+n2(1)+length(n1)+length(n2)-2)); stem(n,x,'filled')title('y(n)')8.8 已知各离散序列的波形如图8-30所示，试用MATLAB 求下列卷积和，并绘出卷积和序列的时域波形。

图8-30(1) x1(n )∗x2(n)n1=-2:3; x1=[0 1 2 1 0 0]; n2=-3:3; x2=[0 1 1 1 1 1 0]; [x,n]=gghconv(x1,x2,n1,n2);(3)x3(n)∗x4(n)x1=[0 0 3 2 1 0];n1=-2:3;x2=[0 1 -1 1 -1 0];n2=-1:4;x=conv(x1,x2)n=((n1(1)+n2(1)):(n1(1)+n2(1)+length(n1)+length(n2)-2)) stem(n1,x1)title('x3(n)')xlabel('n')stem(n2,x2,'filled')title('x4(n)')xlabel('n')stem(n,x,'filled')title('x(n)=x3(n)*x4(n)')xlabel('n')8.9 已知各连续信号的波形如图8-31所示，试用解析方法求下列卷积积分，并用MATLAB绘出卷积积分信号的时域波形，将其与解析计算结果进行比较。