电子科技大学信号与系统实验项目三

电 子 科 技 大 学信号与系统实验报告学生姓名： 杜杰 学 号： 2014030103007 指导教师：张鹰 一、实验室名称：信号与系统实验室二、实验项目名称：连续系统的幅频特性测量 三、实验原理：正弦波信号)cos()(0t A t x ω=输入连续LTI 系统，输出)(t y 仍为正弦波信号。

图信号输入连续LTI 系统 图中，)(cos()()(000ωωωj H t j H A t y ∠+=)通过测量输入)(t x 、输出)(t y 的正弦波信号幅度，计算输入、输出的正弦波信号幅度比值，可以得到系统的幅频特性在0ω处的测量值)(0ωj H 。

改变0ω可以测出不同频率处的系统幅频特性。

四、实验目的：使学生对系统的频率特性有深入了解。

五、实验内容：实验内容（一）、低通滤波器的幅频特性测量 实验内容（二）、带通滤波器的幅频特性测量六、实验器材（设备、元器件）：数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的低通滤波器模块U11、高通滤波器模块U21、PC 机端信号与系统实验软件、＋5V 电源七、实验步骤：打开PC 机端软件SSP.EXE ，在下拉菜单“实验选择”中选择“实验三”；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，打开实验箱电源。

实验内容（一）、低通滤波器的幅频特性测量(x )(t y实验步骤：1、信号选择：按实验箱键盘“3”选择“正弦波”，再按“＋”或“－”依次选择一个频率。

2、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”，如下图所示。

点击SSP软件界面上的按钮，观察输入正弦波。

将正弦波频率值和幅度值(Vpp/2, Vpp为峰-峰值)记录于表1。

观察输入正弦波的连线示意图3、按下图的模块连线示意图连接各模块。

实验三实验内容（一）模块连线示意图4、点击SSP软件界面上的按钮，观察输入正弦波通过连续系统的响应波形；适当调整X、Y轴的分辨率可得到如下图所示的实验结果。

将输出正弦波的幅度值(Vpp/2, Vpp为峰-峰值)记录于表1中。

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。

电子科技大学中山学院学生实验报告院别：电子信息学院课程名称：信号与系统实验一、实验目的1. 掌握连续系统的Simulink建模方法；2. 掌握连续系统时域响应、频域响应的Simulink仿真方法。

二、实验原理连续系统的Simulink仿真分析包括系统模型的创建和仿真分析两个过程。

利用Simulink模块库中的有关功能模块创建的系统模型，主要有s域模型（例17-1）、传输函数模型（例17-2）和状态空间模型（例17-3）等形式。

若将信号源子模块库（Sources）中某种波形的信号源（如正弦或阶跃信号源），加于系统模型的输入端，则在系统模型的输出端用示波器观察零状态响应的波形，如图17-1所示。

图17-1 系统时域响应Simulink仿真的模型以Sources子模块库中的“In1”、Sinks 子模块库中的“Out1”分别作为系统模型的输入端和输出端，如图17-2所示。

图17-2 系统响应Simulink仿真的综合模型建立图17-2形式的系统模型并保存之后，利用如下相应的命令，可得到系统的状态空间变量、频率响应曲线、单位阶跃响应和单位冲激响应的波形。

[A,B,C,D]=linmod(‘模型文件名’) %求状态空间矩阵，注意：‘模型文件名’不含扩展名bode(A,B,C,D)；%绘制系统的频率特性曲线bode(A,B,C,D, i u, ω0 : △ω : ω1)；%绘制系统在ω0 ~ ω1频率范围内、步长为△ω的频率特性曲线；i u为输入端口编号，一般取1impulse(A,B,C,D)%绘制系统冲激响应的波形impulse(A,B,C,D, i u, t0 : △t : t1) %绘制系统在t0 ~ t1时间范围内、步长为△t的冲激响应的波形step(A,B,C,D)%绘制系统阶跃响应的波形step(A,B,C,D, i u, t0 :△t : t1) %绘制系统在t0 ~ t1时间范围内、步长为△t的阶跃响应的波形以上命令，可以逐条在MATLAB命令窗口输入、执行，也可编写成M文件并运行，获得所需结果。

信号与系统上机实验报告班级：2010023010学号:2010020030016姓名：李思豪时间：2011年12月27日第一题一、实验目的1．熟悉MATLAB5.3的软件操作环境和编程方法。

2.学习画出信号波形并从中确定信号性质。

3.计算卷积，频率响应以及利用函数：conv, freqz, freqs and filter所得到的输出信号。

二、实验内容（一）实验程序n=[0:31];x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4);x2=(cos(pi*n/4)).^2;x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8);subplot(3,1,1);stem(n,x1)title('figures of signals')xlabel('n')ylabel('x1[n]')subplot(3,1,2);stem(n,x2)xlabel('n')ylabel('x2[n]')subplot(3,1,3);stem(n,x3)xlabel('n')ylabel('x3[n]')（二）实验图像：三、实验结论x1的信号周期是4，x2信号周期是4，x3周期是16第二题一、实验目的：1.确定离散时间信号的性质2.证明不满足线性性质 3.证明不是因果的 二、实验内容 （一） 1.试验程序]1[][][++=n x n x n y ()()][2/sin ][n x n y π=x1=[1 zeros(1,10)];x2=[2 zeros(1,10)];y1=sin((pi/2).*x1);y2=sin((pi/2).*x2);x3=2*x1+6*x2;y3=sin((pi/2).*x3);y4=2*y1+6*y2; subplot(2,1,1);stem(n,y3) title('figure of y3') xlabel('n')ylabel('y3')subplot(2,1,2);stem(n,y4) title('figure of y4') xlabel('n')ylabel('y4')2.实验图像（二）1.实验程序：nx=[-5:9];x1=[zeros(1,5) 1 ones(1,9)]; x2=[zeros(1,4) 1 ones(1,10)]; y=x1+x2; subplot(3,1,1); stem(nx,x1); xlabel('n'); ylabel('x1[n]'); subplot(3,1,2); stem(nx,x2); xlabel('n'); ylabel('x2[n]'); subplot(3,1,3) ; stem(nx,y); xlabel('n'); ylabel('y[n]');2.实验图象：三、实验结论1.系统不是线性的。

电子科技大学信号与系统实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电 子 科 技 大 学实 验 报 告实验项目一：连续系统的幅频特性一、实验室名称：信号与系统实验室二、实验项目名称：连续系统的幅频特性测量 三、实验原理正弦波信号)cos()(0t A t x ω=输入连续LTI 系统，输出)(t y 仍为正弦波信号。

图3.3-1信号输入连续LTI 系统 图3.3-1中，)(cos()()(000ωωωj H t j H A t y ∠+=)通过测量输入)(t x 、输出)(t y 的正弦波信号幅度，计算输入、输出的正弦波信号幅度比值，可以得到系统的幅频特性在0ω处的测量值)(0ωj H 。

改变0ω可以测出不同频率处的系统幅频特性。

四、实验目的与任务目的：使学生对系统的频率特性有深入了解。

任务：记录不同频率正弦波通过低通、带通滤波器的响应波形，测量其幅度，拟合出频率响应的幅度特性；分析两个滤波器的截止频率。

五、实验器材数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的低通滤波器模块U11、高通滤波器模块U21、PC 机端信号与系统实验软件、＋5V 电源、连接线、计算机串口连接线)(ωj H )(t x )(t y六、实验内容打开PC 机端软件SSP .EXE ，在下拉菜单“实验选择”中选择“实验三”；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，打开实验箱电源。

实验内容（一）、低通滤波器的幅频特性测量 实验步骤：1、信号选择：按实验箱键盘“3”选择“正弦波”，再按“＋”或“－”依次选择表3.1中一个频率。

2、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”，如图3.3-2所示。

点击SSP 软件界面上的按钮，观察输入正弦波。

将正弦波频率值和幅度值(Vpp/2, Vpp 为峰-峰值)记录于表3.3-1。

接口区输入信号1输入信号2输出信号采样信号备用备用图3.3-2 观察输入正弦波的连线示意图3、按图3.3-3的模块连线示意图连接各模块。

电子科技大学电子工程学院标准实验报告（三）课程名称：电子雷达对抗实验姓名：张基恒学号：2011029180014指导教师：廖红舒、张花国电子科技大学教务处制表一、实验室名称：信息对抗系统专业实验室二、实验项目名称：通信干扰实验三、实验学时：2学时四、实验原理：对通信信号的干扰有噪声干扰、转发干扰等方式。

噪声干扰主要把噪声调制到发射通信信号频带内，通过降低正常通信信号的接收质量从而达到干扰的目的，噪声干扰包括单音干扰、多音干扰、窄带干扰、宽带干扰等。

转发干扰则把接收到的通信信号复制后直接转发，让合作通信的接收方无法识别正确传输的信息。

对数字通信信号的干扰影响可通过观察解调误码率来评估干扰效果。

五、实验目的：该实验以数字通信干扰为例，让学生了解通信干扰的产生方式以及评估干扰效果的准则，通过从干扰信号的产生、通信信号解调以及评估干扰效果的完整编程实现，使得学生对整个电子信息对抗系统有直观的认识六、实验内容：1、产生干信比分别为0，-10，-20的单音干扰信号，干扰频率位于调制后信号带宽内，即fc+((1+R)*fd)*K，fc为信号载频，R为滚降因子，fd为码率，K 为0-1之间的小数（注意要保证过采样率必须为整数，即如果fs=1，fs/fd是大于1的整数），参数fc，R，fd，fs，K可自行设置。

2、仿真单音干扰信号对BPSK、QPSK的干扰效果，画出不同干信比下的解调误码率。

改变干扰频率的位置（对准载频）观察误码率的改变情况。

3、产生干信比分别为0，-10，-20的多音干扰信号（2个音频或3个音频干扰信号），并仿真多音干扰信号对BPSK、QPSK信号的干扰效果。

过程与内容1和2类似。

注意多个音频干扰信号的总功率应与单音干扰的总功率一致。

七、实验器材（设备、元器件）：计算机、Matlab计算机仿真软件八、实验步骤：1、根据干扰总功率要求，在PSK调制信号带宽内产生单音干扰和多音干扰信号，并叠加到产生的信号源上。

0<=n<=31x1(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/4);x2(n)=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)x3(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8)分别画出图形,求出其周期。

（1）x1(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/4);程序如下：n=0:31x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4)stem(n,x1)MATLAB画出图形如下：05101520253035由上图图可知周期T=4（2）x2(n)=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)程序如下：n=0:31x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4)stem(n,x2)MATLAB画出图形如下：由上图可知周期T=4（3）x3(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8) 程序如下：n=0:31x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8)stem(n,x3)MATLAB画出图形如下：05101520253035由上图可知周期T=16Q2当0<=n<=5时，h(n)=n;其他h(n)=0;x(n)=h(n);求y(n)=x(n)*h(n);用stem函数画出y(n).程序如下：n=0:5;y=n.^2;stem(y)MATLAB画出图形如下：Q3:（a）.定义用向量a1和b1描述差分方程y(n)-0.8y(n-1)=2x(n)-x(n-2)表征的因果LTI系统，(b).用在（a）中的系数向量，利用freqz定义H1是在0和pi之间4个等份频率上频率响应的值，omega1是这些频率值。

(c).用在（a）中的系数向量，利用freqz定义H2是在0和2*pi之间4个等份频率上频率响应的值，omega2是这些频率值。

程序如下：n=4a1=[5,0,-4]b1=[10,0,-5][H1,W1]=freqz(b1,a1,n)[H2,W2]=freqz(b1,a1,n,'whole')输出结果如下：n =4a1 =5 0 -4b1 =10 0 -5H1 =5.0000 + 0.0000i 1.7073 - 0.3659i 1.6667 + 0.0000i 1.7073 + 0.3659iW1 =0.78541.57082.3562H2 =5.00001.66675.00001.6667W2 =1.57083.14164.7124Q4X1(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N1=8,X2(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N2=16,X3(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N3=32,(1) 画出这些周期信号在0<=n<=63的图形程序如下：N=64;n=0:63;x1=zeros(1,64);x2=zeros(1,64);x3=zeros(1,64);flag1=0;flag2=0;for i=1:64x1(i)=1;endfor i=1:64if((i>=1&&i<=8)||(i>=17&&i<=24)||(i>=33&&i<=40)||(i>=49&&i<=56)) x2(i)=1;elsex2(i)=0;endendfor i=1:64if((i>=1&&i<=8)||(i>=33&&i<=40))x3(i)=1;elsex3(i)=0;endendstem(n,x1);figure;stem(n,x2);figure;stem(n,x3);用MATLAB画出图形分别如下：010203040506070(2) 求其对应的付氏级数，(分别为a1,a2,a3)并画图。

电子科技大学通信学院数字信号载波调制实验报告班级学生学号教师任通菊数字信号载波调制实验一、实验目的1、运用MATLAB 软件工具仿真数字信号的载波传输．研究数字信号载波调制ASK 、FSK 、PSK 在不同调制参数下的信号变化及频谱。

2，研究频移键控的两种解调方式；相干解调与非相干解调。

3、了解高斯白噪声方差对系统的影响。

4、了解伪随机序列的产生，扰码及解扰工作原理。

二、实验原理数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅度键控（ASK ），频移键控（FSK ）和相移键控（PSK ）。

它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位，得到数字带通信号。

在接收端运用相干或非相干解调方式，进行解调，还原为原数字基带信号。

在幅度键控中，载波幅度是随着调制信号而变化的。

最简单的形式是载波在 二进制调制信号1或0的控制下通或断，这种二进制幅度键控方式称为通—断键控（00K ）。

二进制幅度键控信号的频谱宽度是二进制基带信号的两倍。

在二进制频移键控中，载波频率随着调制信号1或0而变，1对应于载波频率f 1，0对应于载波频率f 2，二进制频移键控己调信号可以看作是两个不同载频的幅度键控已调信号之和。

它的频带宽度是两倍基带信号带宽（B ）与21||f f -之和。

在二进制相移键控中，载波的相位随调制信号1或0而改变，通常用相位0°和180°来分别表示1或0，二进制相移键控的功率谱与通一断键控的相同，只是少了一个离散的载频分量。

m 序列是最常用的一种伪随机序列，是由带线性反馈的移位寄存器所产生的序列。

它具有最长周期。

由n 级移位寄存器产生的m 序列，其周期为21,n m -序列有很强的规律性及其伪随机性。

因此，在通信工程上得到广泛应用，在本实验中用于扰码和解扰。

扰码原理是以线性反馈移位寄存器理论作为基础的。

在数字基带信号传输中，将二进制数字信息先作“随机化”处理，变为伪随机序列，从而限制连“0”或连“l ”码的长度，以保证位定时信息恢复的质量，这种“随机化”处理称为“扰码”。

电子科技大学通信学院标准实验报告（实验）课程名称信号的基本表示及时域电子科技大学教务处制表电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名： 学 号： 指导教师：实验地点： 基础实验大楼306，308 实验时间：一、实验室名称：数字信号处理实验室 二、实验项目名称：频域及变换域分析 三、实验学时：4 四、实验原理：1. 信号的频谱一个离散时间信号x [n ]的DTFT 由下式给出∑∞-∞=-=n jn ωj ωe n x e X ][)(在用MATLAB 计算一个信号的DTFT 之前，有两个问题必须要提出来。

首先，如果x [n ]是无限长的话，那么要将x [n ]截断到一个有限长信号，因为只有有限长信号才能用MA TLAB 的向量表示。

另一个具有实际意义的问题是()j X e w定义在连续变量ω上的，而()j X e w仅能基于一组频率的离散样本上通过内插求值。

如果将频率样本选得足够多，那么这些频率样本上的图一定是真正DTFT 的一个好的近似。

为了计算高效，最好的一组频率样本应是在02wp ＃区间内，由2/,0,,1k k N k N w p ==-L 给出的等分点上。

对于一个仅在10-≤≤M n 内为非零值的信号x [n ]，这些频率样本就对应于[]12/0()[],0,,1kM j ωj kn N n X k X e x n e k N p --====-åL函数fft 以一种计算上高效的方式实现上式。

若x 是包含在10-≤≤M n 上x [n ]的向量，那么X=fft(x,N)，M N ≥。

通过fft 的计算结果X （k ）存入向量X 中。

向量X 也就是x 的DTFT 在N 个等分点上的样本值。

如果M N <，那么MATLAB 函数fft 会先将x 截断为它的前N 个序列值，对截取到的这N 个序列值再做计算；但这样得到的DTFT 的样本值不正确。

函数fft 的结果中2/N k ≥的X （k ）的部分, 对应于DTFT ()j X e w在0p w-?区间上的样本值。

………密………封………线………以………内………答………题………无………效……电子科技大学二零 一 一 至二零 一 二 学年第 一 学期期 中 考试SIGNALS AND SYSTEMS 课程考试题 卷 （ 120 分钟） 考试形式： 闭卷 考试日期 20 11 年 月 日课程成绩构成：平时 10 分， 期中 20 分， 实验 10 分， 期末 60 分1(56points).Each of the following questions may have one or two right answers, justify your answers and write it in the blank. (1)()cos 221πδ+∞-∞-=⎰t t dt ( d ).(a) 1 (b) -1 (c) 0.5 (d) -0.5(2) The fundamental period of the signal []23cos sin 32ππ⎡⎤⎡⎤=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦x n n n is ( a ). (a) 12N = (b) 6N = (c) 8N = (d) 24N = (3) Let ()1tx t e -= and ()()()14k x t x t t k δ+∞=-∞=*-∑. The Fourier series coefficients of ()x t may be ( a ).(a) {} and Im 0-==k k k a a a (b) {} and Im 0-=-=k k k a a a (c) {} and Re 0-==k k k a a a (d) {} and Re 0k k k a a a -=-=(4) Consider an LTI system with unit impulse response ()h t illustrated in Figure 1， if the input is ()()d t x t dtδ=, the output () 0.5t y t =- is( b ).(a) -1 (b) 1 (c) -0.5 (d) 0.5(5) The convolution integral ()222t te e u t -*=( c ).(a) 2 (b)214te (c)212te (d)()212te u t(6) Which of the following systems is an linear system ( a ). In each example, []y n denotes the system output and []x n is the systeminput.(a) [][][]cos y n n x n = (b) [][]{}cos 3y n x n = (c) [][]()ln y n x n = (d) [][]2y n x n =(7) Which of the following systems are causal and stable system ( ad ). In each example, ()h t denotes the impulse response of thefollowing systems.(a) ()()()13h t t t δδ=-+- (b) ()()()0.5cos 2t h t t e u t =- (c) ()()()13h t t t δδ=+++ (d) ()()()cos 2t h t t e u t -=-(8) Determine the following signals which have finite total energy ( bc ). (a) []()[]1x n n u n =+ (b) ()()23tx t eu t -=+(c) []()[]1cos /32nx n n u n π⎛⎫= ⎪⎝⎭(d) () , tx t e t =-∞<<+∞tFigure 1………密………封………线………以………内………答………题………无………效……(9) Consider a continuous-time LTI system whose frequency response is ()()sin /2Hj ωωω=. If we know the output ()y t to some periodicinput signals are ()0y t =. The fundamental period of the input signal may be ( ac ). (a) 1T = (b) 2T = (c) 0.5T = (d) 3T =2(12points). A continuous-time signal ()32-+x t is illustrated in Figure 2.(a) Determine the signal ()x t . (b) Sketch and label carefully ()x t .3(10 points).Consider an LTI system whose response to the signal ()t x 1 in Figure 3 is the signal ()t y 1 illustrated in Figure 4. Determine the response of the system to the input ()t x 2 depicted in Figure 5 .4(12 points). Consider a continuous-time LTI system whose frequency response ()H j ω is illustrated in Figure 6. If the input signal()1cos 3sin 6ππ=++x t t t , determine the output of the system.12Figure 3ωFigure 6tFigure 2………密………封………线………以………内………答………题………无………效……14(10points). Consider an LTI system whose input []x n and unit impulse response []h n are given by []{}1,0,1,1,0,1x n n =-=-，[]{}2,1,3,2,2,3,4,5h n n ==. Determine the output [][][]n h n x n y *= of this system.《信号与系统》半期考试评分标准说明1.填空题（56分）⑴. (d) ⑵ (a) ⑶ (a) ⑷ (b) ⑸ (c) ⑹ (a) ⑺ (ad) ⑻ (bc) ⑼ (ac) ⑽ (ab) 本部分评分规则：1) 选择题共14个正确答案，1-6题为单选，7-10题为双选； 2) 若只填写了1个答案，正确得4分，错误得0分；3) 若填写了2个答案，2个正确得8分，1个正确、1个错误得4分，2个错误得0分；4) 若填写了3个答案，2个正确、1个错误得4分，1个正确、2个错误得2分，3个错误得0分； 5) 若填写了4个答案，得0分。

《信号与系统》课程设计——通信信号的调制和解调【设计摘要】1.对通信系统中的信号调制与解调进行模拟和验证；2.通过应用matlab软件，对通信系统中的信号进行了相关的调制和解调的模拟和验证，加强了对信号与系统的理解，提高了应用matlab的能力；3.关键字：matlab，通信信号，调制与解调；【前言】本课程项目是通过信号分析的软件matlab来完成信号与系统分析的可视化仿真过程，通过应用matlab软件来完成给定音频的调制和解调。

加强了信号与系统的基本概念，基本原理，基本分析方法。

巩固了已学知识，学会应用matlab对实际问题进行仿真.【设计内容】1.如图，为理论课程中调制与解调的原理图2.本课程设计是应用如图所示的调制与解调的原理图，应用matlab软件读入指定的音频文件'Q2.wav'，然后对其进行相关的调试与解调的工作。

完成代码及相关图形见所附文件中。

3.设计原理及步骤（摘自指导教师课程设计要求）通过MA TLAB的函数wavread()可以读入一段.wav格式的音频文件，并将该文件保存到指定的数组中，如Y = wavread('Q2.wav');对于单声道的音频文件，Y只有一行，即一个向量；对于双声道的音频文件，Y有两行，分别对应了两个声道的向量。

我们这里仅对一个声道的音频进行分析和处理即可。

注意：.wav文件的采样频率为44.1KHz。

为了后续的方便，首先对导入的语音数据进行一些处理。

第一步，将语音信号Y进行64倍的扩采样，方法是将Y中的每位数据重复64次，这样得到的新的语音信号Z的采样频率为64*44.1KHz。

第二步，将数据Z分成等长的两段，分别为Z1和Z2。

注意，由于扩采样的倍数较大，所以可以不使用全部的Y序列，而进使用Y 的一部分，如1/8，具体情况可以尝试。

1、分别用Z1和Z2调制cos(2πft) 和sin(2πft) 信号后相加得到发射机信号，其中的载波频率为f c = 4*44.1KHz。

电子科技大学通信学院标准实验报告（实验）课程名称信号的基本表示及时域电子科技大学教务处制表电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名： 学 号： 指导教师：实验地点： 基础实验大楼306，308 实验时间：一、实验室名称：数字信号处理实验室二、实验项目名称：基于Simulink 的LTI 因果系统的建模 三、实验学时：4 四、实验原理：1．系统的方框图表示N 阶线性实系数微分方程和差分方程描述的因果LTI 系统的系统函数H(s)、H(z)可分别表示如下：120121212()1M M NN b b s b s b s H s a s a s a s ------++++=++++120121212()1MM NN b b z b z b z H z a z a z a z ------++++=++++由上面两式容易得到系统的基本组成单元。

连续时间系统需用的3 种基本运算器为：数乘器、加法器和积分器；离散时间系统常用的基本运算器为：数乘器、加法器和单位延迟器。

如图3-1所示。

系统函数的代数属性为分析LTI 系统的互联和由微分或差分方程描述的LTI 系统方框图表示的构成提供了一个方便的工具。

系统的方框图连接一般有直接型、级联型和并联型3 种实现结构。

以连续时间系统为例，如图3-2。

(a)连续/离数乘器 (b)连续/离加法器(c)积分器(d)单位延迟器图3-1 连续/离散时间基本运算单元模型)(s X )(s Y(a) 直接型的实现框图(s X )(s Y(b) 级联型的实现框图)(s X )(s Y(c) 并联型的实现框图 图3-2 系统方框图的基本实现结构直接型：()()()Y s H s X s = 级联型：12()()()()m H s H s H s H s =⨯⨯⨯ 并联型：12()()()()m H s H s H s H s =+++2．信号系统建模的基本思路工程中对实际系统进行实验研究时通常都是用数学模型来模拟实际系统。

电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名：Nickel 学号：20XXXXXXXXX 指导教师：杨錬一、实验室名称：数字信号处理实验室 二、实验项目名称：信号加窗及谱分析 三、实验原理：1、信号的时域加窗自然界的信号大多是无限长的（随时间无限延伸），而实际的数字信号处理系统只能处理有限长的信号，所以在对它们进行处理之前，必须对输入信号进行分段，一段段放入系统中进行处理。

具体做法是从信号中截取一个时间片段，然后用截取的信号时间片段进行周期延拓处理，得到虚拟的无限长的信号，然后就可以对信号进行傅里叶变换、相关分析等数学处理。

其中对信号分段的过程称为“时域加窗”。

时域加窗的实质为[][][]^x n x n w n =（3.1）其中，[]^x n 为分段后的有限长信号，[]x n 为原始的无限长或很长的信号，[]w n 为窗函数。

1.1 时域加窗对信号频域的改变时域加窗后，根据DTFT 的时域相乘频域相卷积性质，变换信号的频域上表现为周期卷积，即()()()()^12j j j X e X e W e d πωθωθπθπ--=⎰（3.2）这种卷积在一定程度上，会改变信号原频谱的特性，图3.1给出了理想低通滤波器在时域发生截断，频谱的卷积过程。

图3.1 理想低通滤波的频域卷积过程1.2 窗的类型通常，我们用得最多的是矩形窗（如上面示例中采用的窗），矩形窗就好像我们屋子里的窗口一样，直接对你想观察的数据进行截取。

实际的信号处理过程中，矩形窗会在其边缘处突然将信号截断，窗外时域信息全部消失，导致在频域增加了频率分量，即频谱泄漏（如图3.1所示，理想的低通滤波器频谱中通带内和阻带内由于周期卷积产生了其他频率成分）。

避免泄漏的最佳方法是满足整周期采样条件，但实际中是不可能做到的。

对于非整周期采样的情况，必须考虑如何减少加窗时造成的泄漏误差，主要的措施是使用合理的加窗函数，使信号截断时的锐角钝化，从而使频谱的扩散减到最少。

电子科技大学信号与系统课程设计 设计题目：AM 调制与解调目的：了解并掌握幅度调制（AM ）及其解调的基本原理，学会利用加法器实现AM 调制。

内容：设想用图1所示方案来实现幅度调制。

其中()x t 与载波信号cos c t ω相加，然后通过一个非线性器件，使输出()z t 与输入()y t 满足如下关系： ()()1y t z t e =-，()()cos100y t x t t π=+这种非线性关系可以通过二极管的电流-电压特性来实现。

若分别以()i t 和()v t 代表二极管的电流和电压，则有()()01av t i t I e =-（a 为实数）。

可利用y e 的幂级数展开式2311126y e y y y =++++ 研究()z t 和()x t 频谱的关系。

利用傅里叶变换的性质 分析下列问题：（1） 若()x t 的频谱如图2所示，且1100c ωω=，利用y e 幂级数的前三项，画出()z t 的频谱()Z j ω；（2） 设计一个带通滤波器，使得其输出()r t 为用()x t 进行幅度调制的结果()cos c x t t ω。

()x t ()z t cos c t ω()r t 1 y z e =-() BPF H j ω()y t 图1ω01ω2-ω1()X j ω图2设计结果：（1）根据题目得出z 的表达式为z=sinc(t)+cos(100*pi*t)+0.5*[sinc(t)+cos(100*pi*t)].^2 程序如下：>> t=-20:0.01:20;%由采样定理，设置采样频率为200>> w=-800:0.2:800;>> z=sinc(t)+cos(100*pi*t)+0.5*[sinc(t)+cos(100*pi*t)].^2;>> Z=z*exp(-j*t'*w)*0.005;>> plot(w,Z);得到()Z j ω的图像如下-800-600-400-2000200400600800-505101520（2）带通滤波器设计如下:程序如下：>> t=-20:0.01:20;>> w=-800:0.2:800;>> h1=2*sinc(t).*cos(100*pi*t);>> H1=h1*exp(-j*t'*w)*0.005;>> H1=abs(H1);>> r=Z.*H1;>> plot(w,r);得到的波形为-800-600-400-2000200400600800-505101520设计结果分析：实际滤波后与理论频谱存有一些地方不相同，可能是因为在经过带通滤波器滤波后，滤波后的波形不仅保留了sinc(t)cos(100πt)信号的频谱，同时还保留了z(t)中的 cos(100πt)成分的频谱，所以波形有一些不同。