信号与系统实验教案(10电信)
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信号与系统教案一、引言信号与系统是电子工程及通信工程等专业的重要课程之一。
本教案旨在帮助学生全面了解信号与系统的基本概念和理论,并培养其分析和设计信号与系统的能力。
本教案适用于大学本科阶段的信号与系统课程。
二、教学目标1. 理解信号与系统的基本概念和特性;2. 掌握信号与系统的数学表示和分析方法;3. 学习信号与系统的线性时不变性质和傅里叶变换等重要理论;4. 培养学生分析和设计信号与系统的能力。
三、教学内容本教学按照以下章节安排:1. 信号的基本概念1.1 信号的定义与分类1.2 连续信号和离散信号1.3 周期信号和非周期信号2. 系统的基本概念2.1 系统的定义与分类2.2 线性系统和非线性系统2.3 时变系统和时不变系统3. 时域分析3.1 连续信号的时域描述3.2 离散信号的时域描述3.3 系统的时域描述4. 频域分析4.1 连续信号的频域描述4.2 离散信号的频域描述4.3 线性时不变系统的频域描述5. 傅里叶变换5.1 连续时间傅里叶变换5.2 离散时间傅里叶变换5.3 傅里叶变换的性质和应用6. 课程总结与回顾四、教学方法1. 理论讲授:通过课堂讲解和演示,系统介绍信号与系统的基本概念和理论。
2. 实例分析:结合实际案例,解析信号与系统在实际应用中的作用和意义。
3. 实验实践:利用仿真软件或实验设备,进行信号与系统方面的实际操作和实验验证,加深学生对理论知识的理解和掌握程度。
五、教学评价1. 平时成绩:包括课堂出勤、课堂参与、作业完成情况等。
2. 课程设计与报告:学生根据指导要求,完成一份信号与系统相关课题的设计和报告。
3. 期末考试:考察学生对信号与系统的整体掌握情况,包括理论知识和实践应用。
六、教材及参考资料1. 主教材:《信号与系统导论》2. 参考资料:2.1 《信号与系统分析》2.2 《信号与系统原理》2.3 信号与系统相关期刊论文七、教学进度安排本教案按照每周4学时的教学进度计划,共计15周。
《信号与系统》实验指导书张静亚周学礼常熟理工学院物理与电子工程学院2009年2月实验一常用信号的产生及一阶系统的阶跃响应一、实验目的1. 了解常用信号的波形和特点。
2. 了解相应信号的参数。
3. 熟悉一阶系统的无源和有源模拟电路;4.研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响;5.研究一阶系统的零点对系统的响应及频率特性的影响。
二、实验设备1.TKSX-1E型信号与系统实验平台2. 计算机1台3. TKUSB-1型多功能USB数据采集卡三、实验内容1.学习使用实验系统的函数信号发生器模块,并产生如下信号:(1) 正弦信号f1(t),频率为100Hz,幅度为1;正弦信号f2(t),频率为10kHz,幅度为2;(2) 方波信号f3(t),周期为1ms,幅度为1;(3) 锯齿波信号f4(t),周期为0.1ms,幅度为2.5;2.学会使用虚拟示波器,通过虚拟示波器观察以上四个波形,读取信号的幅度和频率,并用坐标纸上记录信号的波形。
3.采用实验系统的数字频率计对以上周期信号进行频率测试,并将测试结果与虚拟示波器的读取值进行比较。
4.构建无零点一阶系统(无源、有源),测量系统单位阶跃响应, 并用坐标纸上记录信号的波形。
5.构建有零点一阶系统(无源、有源),测量系统单位阶跃响应, 并用坐标纸上记录信号的波形。
四、实验原理1.描述信号的方法有多种,可以是数学表达式(时间的函数),也可以是函数图形(即为信号的波形)。
对于各种信号可以分为周期信号和非周期信号;连续信号和离散信号等。
2.无零点的一阶系统无零点一阶系统的有源和无源模拟电路图如图1-1的(a)和(b)所示。
它们的传递函数均为+1G(S)=0.2S 1(a) (b)图1-1 无零点一阶系统有源、无源电路图3.有零点的一阶系统(|Z|<|P|)图1-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图,他们的传递函数为:2++0.(S 1)G(S)=0.2S 1(a) (b)图1-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图4.有零点的一阶系统(|Z|>|P|)图1-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源模拟电路图,他们的传递函数为:++0.1S 1G (S )=S 1(a)(b)图1-3 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图五、实验步骤(一)常用信号观察1.打开实验系统电源,打开函数信号发生器模块的电源。
大学二年级信息工程课教案信号与系统【大学二年级信息工程课教案】信号与系统【引言】信号与系统作为信息工程课程中的重要组成部分,在大学二年级承担着培养学生综合应用电子与通信知识的重要任务。
本教案旨在通过系统化的教学安排和内容设计,帮助学生全面理解信号与系统的基本概念和理论,并培养学生的工程实践能力。
通过本课程的学习,学生将能够深入了解信号与系统的原理与应用,为将来在信息工程领域的研究和实践打下坚实的基础。
【教学目标】本课程的教学目标是:1. 理解信号与系统的基本概念,包括信号、系统、线性时不变系统等;2. 掌握信号与系统的数学表示方法,如离散/连续时间信号的表达和运算;3. 理解信号与系统的时域分析方法,包括冲激响应、单位阶跃响应和卷积等;4. 掌握信号与系统的频域分析方法,包括傅里叶变换和拉普拉斯变换等;5. 学习应用信号与系统的基本原理解决实际问题,如系统的稳定性分析、滤波器设计等。
【教学内容】1. 信号与系统的基本概念1.1 信号的定义与分类1.2 系统的定义与分类1.3 时变与时不变系统2. 信号的数学表示方法2.1 离散时间信号与连续时间信号的表示2.2 时域离散信号与频域连续信号的转换2.3 时域连续信号与频域离散信号的转换3. 信号的时域分析3.1 冲激响应与单位阶跃响应3.2 线性时不变系统的冲激响应与单位阶跃响应4. 信号的频域分析4.1 傅里叶变换的定义与性质4.2 频域表示与逆变换4.3 拉普拉斯变换的定义与性质4.4 频域表示与逆变换5. 应用信号与系统5.1 系统的稳定性分析5.2 信号的滤波与滤波器设计5.3 信号采样与重构【教学方法】1. 授课法:通过讲授基本概念、理论和方法,帮助学生全面掌握信号与系统的基本知识;2. 实例分析法:通过实际问题的分析与解决,培养学生应用信号与系统知识的能力;3. 实验教学法:通过实验引导学生进行实际操作,加深对信号与系统原理的理解;4. 讨论与互动:鼓励学生积极参与课堂讨论、提问与互动,促进思维碰撞与知识共享。
信号与系统教案信号与系统教案一、教学目标:1. 了解信号与系统的基本概念和相关知识;2. 掌握信号与系统的数学描述方法;3. 理解信号与系统的主要特性和性质;4. 能够应用信号与系统理论解决实际问题。
二、教学内容:1. 信号的定义、分类和表示方法;2. 系统的定义、分类和表示方法;3. 连续时间信号与系统的分析;4. 离散时间信号与系统的分析;5. 傅里叶分析与频域分析方法;6. 信号与系统的线性性质;7. 信号与系统的时不变性质;8. 采样定理和时域采样方法;9. 信号与系统的卷积运算。
三、教学方法:1. 教师讲解:结合实例讲解信号与系统的基本概念,引导学生理解相关知识;2. 互动讨论:通过问题引导学生思考,促进学生参与讨论;3. 实验操作:设计相关实验,培养学生实际操作能力;4. 课堂练习:布置相关习题,巩固学生的基本概念和计算能力。
四、教学评估:1. 课堂表现:考察学生对信号与系统概念的理解和应用能力;2. 实验报告:考察学生对实验操作和结果分析的掌握情况;3. 作业考核:考察学生对习题的解题能力。
五、教学资源:1. 课本:信号与系统教材;2. 计算机实验室:用于信号与系统实验操作;3. 多媒体设备:用于辅助教学。
六、教学进度安排:第一节:信号与系统的基本概念1. 信号的定义和分类;2. 系统的定义和分类;3. 信号与系统的关系。
第二节:信号的表示方法1. 连续时间信号的数学描述;2. 离散时间信号的数学描述。
第三节:系统的表示方法1. 线性时不变系统的数学描述;2. 非线性系统的数学描述。
第四节:傅里叶分析与频域分析方法1. 傅里叶级数与傅里叶变换的定义;2. 频域分析的应用。
第五节:信号与系统的特性1. 线性性质的定义和判定;2. 时不变性质的定义和判定。
第六节:采样定理和时域采样方法1. 采样定理的原理和应用;2. 时域采样方法的实现。
第七节:信号与系统的卷积运算1. 连续时间信号的卷积运算;2. 离散时间信号的卷积运算。
信号与系统实验教程信号与系统实验是电子信息类专业中一门重要的实验课程。
在这门实验中,学生将学习如何利用实验仪器和软件工具来分析和处理信号,并理解信号在系统中的作用和相互之间的关系。
以下是一些常见的信号与系统实验教程:1. 实验一:信号的采集与表示- 学习使用信号采集仪器(例如信号发生器、示波器等)。
- 了解采样原理和采样频率对信号的影响。
- 学习如何将模拟信号转换为数字信号。
- 使用编程语言或工具对信号进行采样和表示。
2. 实验二:信号的变换与处理- 学习傅里叶变换和信号频谱分析的原理。
- 使用傅里叶变换工具(例如FFT算法)对信号进行频谱分析。
- 学习信号的时域和频域表示之间的转换关系。
- 学习数字滤波器的原理和应用。
3. 实验三:线性时不变系统的特性分析- 学习线性时不变系统的定义和性质。
- 了解系统的单位冲激响应和冲激响应与输入信号的卷积关系。
- 利用实验仪器测量系统的冲激响应。
- 使用软件工具对系统进行时域和频域特性分析。
4. 实验四:信号采样与重构- 学习信号采样和重构的理论基础。
- 利用实验仪器对信号进行采样和重构。
- 学习采样定理的应用和限制。
- 学习插值和抽取技术对信号进行采样和重构。
5. 实验五:系统的频率响应与稳定性- 学习系统的频率响应和稳定性分析。
- 使用频率响应仪器(例如频谱分析仪)对系统进行测量和分析。
- 学习系统的振荡和稳定条件。
- 学习系统的幅频特性和相频特性之间的关系。
以上是信号与系统实验教程的一些基本内容,具体的实验内容和教程可以根据教学大纲和教材进行更详细的设计和安排。
信号与系统实验指导书赵欣、王鹏信息与电气工程学院2006.6.26前言“信号与系统”是无线电技术、自动控制、生物医学电子工程、信号图象处理、空间技术等专业的一门重要的专业基础课,也是国内各院校相应专业的主干课程。
当前,科学技术的发展趋势既高度综合又高度分化,这要求高等院校培养的大学生,既要有坚实的理论基础,又要有严格的工程技术训练,不断提高实验研究能力、分析计算能力、总结归纳能力和解决各种实际问题的能力。
21世纪要求培养“创造型、开发型、应用型”人才,即要求培养智力高、能力强、素质好的人才。
由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要,而且系统性、理论性很强,为此在学习本课程时,开设必要的实验,对学生加深理解、深入掌握基本理论和分析方法,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及使抽象的概念和理论形象化、具体化,对增强学习的兴趣有极大的好处,做好本课程的实验,是学好本课程的重要教学辅助环节。
在做完每个实验后,请务必写出详细的实验报告,包括实验方法、实验过程与结果、心得和体会等。
目录实验一无源和有源滤波器 (1)实验二方波信号的分解 (6)实验三用同时分析法观测方波信号的频谱 (8)实验四二阶网络状态轨迹的显示 (10)实验五二阶网络函数的模拟 (14)实验六抽样定理 (18)附录 (22)实验一无源和有源滤波器一、实验目的1、了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性。
2、对比研究无源和有源滤波器的滤波特性。
3、学会列写无源和有源滤波器网络函数的方法。
二、基本原理1、滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络,它允许某些频率(通常是某个频带范围)的信号通过,而其它频率的信号受到衰减或抑制,这些网络可以是由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器,也可以是由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
2、根据幅频特性所表示的通过或阻止信号频率范围的不同,滤波器可分为低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)和带阻滤波器(BEF)四种。
电信传输原理实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握电信传输的基本原理,包括信号传输、调制解调、编码解码等关键概念。
2. 让学生了解不同电信传输技术的特点、应用领域及其优缺点,如光纤通信、无线通信等。
3. 使学生掌握电信传输设备的工作原理及使用方法,并能够进行基本的操作和调试。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电信传输问题的能力。
2. 培养学生动手操作实验设备,进行数据采集、处理和分析的能力。
3. 培养学生设计简单的电信传输系统并进行性能评估的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电信传输技术的兴趣,激发他们探索科学技术的热情。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神,学会与他人共同解决问题。
3. 培养学生严谨、务实的学习态度,认识到科学技术对社会发展的贡献。
课程性质:本课程为实验课程,注重理论与实践相结合,培养学生的实践操作能力和科学研究素养。
学生特点:学生在本年级已具备一定的电信基础知识,具有一定的分析问题和动手操作能力。
教学要求:教师需引导学生主动参与实验,注重启发式教学,鼓励学生提出问题、解决问题,培养学生的创新思维和实际操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际电信传输领域,为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面:1. 电信传输基本原理- 信号与系统:信号分类、系统特性、线性时不变系统等。
- 调制与解调:模拟调制、数字调制、解调技术等。
- 编码与解码:数字信号编码、解码原理及方法。
2. 电信传输技术与应用- 光纤通信:光纤的结构、传输原理、光纤通信系统的组成。
- 无线通信:无线通信原理、多址技术、蜂窝网络等。
- 现代通信技术:5G通信、物联网、卫星通信等。
3. 实验操作与性能评估- 实验设备的使用:学会使用示波器、信号发生器、光纤通信实验箱等设备。
- 实验设计与实施:设计简单电信传输实验,进行数据采集、处理和分析。
教案:信号与系统一、教学目标:1. 了解信号与系统的基本概念和基本理论。
2. 掌握信号的分类与性质。
3. 理解系统的概念和特点。
4. 学习信号与系统的基本运算和变换。
5. 培养分析和处理信号与系统问题的能力。
二、教学内容:1. 信号与系统的概述1.1 信号的定义和分类1.2 系统的定义和特征1.3 信号与系统的关系2. 基本信号的性质2.1 常用信号的定义和特点2.2 奇偶信号与周期信号2.3 指数信号和复指数信号3. 连续时间信号与系统3.1 连续时间信号的表示与性质3.2 连续时间系统的表示与性质3.3 连续时间信号的基本运算和变换4. 离散时间信号与系统4.1 离散时间信号的表示与性质4.2 离散时间系统的表示与性质4.3 离散时间信号的基本运算和变换5. 线性时不变系统5.1 线性系统的定义和特性5.2 时不变系统的定义和特性5.3 线性时不变系统的性质和表示6. 信号和系统的连续时间和离散时间表示关系6.1 数模转换和模数转换6.2 连续时间信号的采样与重构6.3 采样定理和抽样定理三、教学方法:1. 讲授教学法:通过讲解教师将信号与系统的基本概念和基本理论传授给学生。
2. 实践教学法:通过实际操作和实验,让学生亲自感受信号与系统的性质和运算。
3. 讨论教学法:组织学生进行讨论,促进彼此之间的思维碰撞和交流。
四、教学重点:1. 信号与系统的基本概念和分类。
2. 信号和系统的基本运算和变换。
3. 线性时不变系统的特性和表示。
五、教学评价:1. 课堂小测验:通过课堂小测验检查学生对信号与系统基本概念和基本理论的掌握情况。
2. 实验报告:通过学生完成的实验和实验报告,评价其对信号与系统的基本运算和变换的理解和掌握情况。
3. 期末考试:通过期末考试检查学生对信号与系统整体知识体系的掌握情况。
六、教学资源:1. 课本:信号与系统教材。
2. 电子实验设备:电脑、信号发生器、示波器等。
七、教学反思:信号与系统作为电子信息工程专业的一门重要基础课程,对于学生的综合能力培养具有重要意义。
华北航天工业学院教案
教研室:电工电子授课教师:
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信号与系统实验讲义雷明东编重庆文理学院电子电气学院2014年10月实验注意事项1、不准迟到早退,开始做实验前需要签字;2、在离开实验室前,要整理好实验设备、桌椅、收拾好垃圾后,待老师检查完毕,方可离开实验室;3、做实验期间不准大声喧哗,如有问题需举手示意;4、不准在无老师授权的情况下随意拆卸实验设备;5、在每次做新实验前,需交前个实验的实验报告。
实验一 常用信号的分类和观察一 实验目的:1、观察和了解常见信号的波形和特点。
2、理解相关信号参数的作用和意义。
3、掌握信号的FFT 变换。
3、熟练掌握示波器的使用。
二 实验原理:描述信号的基本方法是写出它的数学表达式,此表达式是时间的函数,绘出函数的图像称为信号的波形。
对于各种信号,可以从不同的角度分类。
如分成确定性信号与随机信号;周期信号与非周期信号;连续时间信号与离散时间信号等。
常见信号除了包括正弦波)sin()(0φω+=t A t x 、指数函数信号t Ke t x α=)(、抽样函数信号t t A t x /)(sin )(=、高斯函数信号τ/)(t Ke t x -=、方波、三角波、锯齿波,还包括一些直流信号。
三 预习练习:1、预习有关信号的分类和描述。
2、理解信号的函数表达式和相关参数的意义。
四 实验内容及步骤:1、 根据实验箱上函数信号发生器模块的提示选择相应的信号波形代码。
01:正弦波 02:方波 03:锯齿波 04:三角波05:阶梯波06:衰减指数信号07:高斯函数信号08:抽样函数信号09:抽样脉冲10:调幅信号11:扫频信号2、用示波器测量信号,读取信号的幅度和频率,并用坐标纸记录信号波形;在信号与系统实验箱上的电源模块用电压表(或万用表)与示波器来观测电源信号的特点,并测量电源的幅度。
3、在示波器上观测扫频信号的波形特征,大致画出扫频信号的波形。
4、利用示波器中的FFT函数,来观看信号的FFT变换形式。
5、用频谱分析仪观测各个信号的频谱(选做)。
实验一熟悉Matlab软件环境一、实验目的:熟悉Matlab函数创建、基本计算及绘图。
二、试验内容及要求:编制Matlab程序,实现以下内容1 熟悉变量、矩阵及创建矩阵、向量等基本概念;创建基本矩阵函数:n=3、m=2ones(n,m),zeros(n,m),rand(n,m),randn(n,m),eye(n)2 创建函数:求10个数值的平均值、总和。
3 绘制图形:y=sint、y=exp(-0.1*t)*sin(t+1)三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab程序图标,打开文件菜单,点击新建M文件,在M文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
编写函数时注意以下几点:. 扩展名为.m;. 函数必须以关键字“function”开头;. 函数文件的第一行为函数说明语句:function [返回参数1,返回参数2,]=函数名(传入参数1,). 函数文件保存的文件名应与用户定义的函数名一致,并且函数名不能与Matlab自带的函数名一致。
四、试验报告:试验目的、内容、步骤、程序、图形(可打印)等。
试验二连续系统的时域分析一、试验目的:熟悉掌握利用Matlab产生基本连续时间信号及时域分析方法。
二、试验内容及要求:编制Matlab程序,实现以下内容1利用信号处理工具箱提供函数生成单位冲激函数、单位阶跃函数、三角波、方波。
2已知描述系统的微分方程和初始状态如下,求其零输入响应。
(1) y``(t)+5y`(t)+6y(t) = f(t);y(0-)=1,y`(0-)=-1;(2) y```(t)+4y``(t)+5y`(t)+2y(t) = f(t),y(0-)=0,y`(0-)=-1,y``(0-)=-1;3某LTI 系统的微分方程为)t (x y 8dt dy2dty d 22=++,求冲激响应; 若输入为x(t)=cos(0.1t),求其零状态响应。
三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab 程序图标,打开文件菜单,点击新建M 文件,在M 文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
四、实验原理:对任何系统依据产生系统响应的原因可以将完全响应分解为零输入响应和零状态响应两个分量,系统完全响应 = 零输入响应 +零状态响应,即)t (r )t (r )t (r zs zi +=,其中)t (r zi 为零输入响应;)t (r zs 为零状态响应。
零输入响应:没有外加激励信号的作用,只由起始状态(t=0-)产生的响应,满足:0)t (r C )t (r dtdC )t (r dt d C )t (r dt d zi n zi 1n zi 1n 1n 1zi n n =++++--- 及起始状态r(k)(0-) (k=0,1,2,…,n -1)的解;它是齐次解中的一部分:∑==n1k ta zikzi k e A )t (r ,由于没有外界激励,系统状态不会发生变化,即:r(k)(0-)= r(k)(0+)零状态响应:不考虑起始时刻(t=0-)系统储能的作用,仅由系统的外加激励信号产生响应,满足:)t (e E )t (e dt dE )t (e dtd E )t (e dt d E )t (r C )t (r dt dC )t (r dtd C )t (r dt d C m 1m 1m 1m 1m m 0zs n zs 1n zs 1n 1n 1zs n n 0++++=++++------及起始状态r(k)(0-)=0(k=0,1,…,n -1)的解;它是由特解和一部分齐次解构成:)t (B e A )t (r n1k t a zsk zs k +=∑=。
零状态响应也可由卷积的方法得出:)t (h )t (e )t (r zs *=五、试验报告:试验报告应包含以下内容试验目的、内容、步骤、原理、程序、图形(可打印)等。
试验三 连续系统的频域分析一、试验目的:分析傅里叶级数以及利用傅氏变换研究信号频谱。
二、试验内容及要求:编制Matlab 程序,实现以下内容1 傅氏级数:将周期为T=2π,幅度为1的对称方波分解为多次正弦波之和,用Matlab 演示谐波合成情况。
(取到7次谐波)2 利用Matlab 分析矩形脉冲信号的频谱; 求f(t)=u(t+0.5)-u(t-0.5)的傅立叶变换 三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab 程序图标,打开文件菜单,点击新建M 文件,在M 文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
四、实验原理:傅式级数所选项数越多,相加后波形越逼进原信号,二者方均误差越小;当信号是脉冲信号时,其高频分量主要影响脉冲的跳变沿,低频分量主要影响脉冲的顶部,即信号波形变化越剧烈,包含的高频成分越丰富;变化越缓慢,包含的低频成分越丰富;当信号中任一频谱分量的幅度或相位发生相对变化时,输出波形一般要发生失真。
傅立叶变换对:⎰∞∞-ω-=ωt d e )t (f )(F t j ——傅立叶正变换;()()ωωπ=ω∞∞-⎰d e F 21t f tj ——傅立叶逆变换,简写()()ω↔F t f 傅立叶变换的物理意义在于信号可分解为无穷多个幅度为无穷小的连续指数信号()⎪⎭⎫⎝⎛ωωπd F 21之和,整个频域-∞→∞,由于幅度无穷小,所以频谱不能再用幅度表示,而改用密度函数表示。
五、试验报告要求:试验报告应包含以下内容试验目的、内容、步骤、原理、程序、图形(可打印)等。
试验四 连续系统的复频域分析一、试验目的1观察系统的零极点分布对系统稳定性的影响以及系统的串并联。
2练习建立Simulink 模型。
二、试验内容及要求:1编制Matlab 程序,实现以下内容:系统的串、并联及反馈:两个单入单出系统125)15.0(102+++=s s s W A 、)1(4+=s s W B ,绘制出构成串联、并联及反馈系统后的零极点分布图,并判断稳定性。
2 试用Simulink 建立上题两系统串联、并联的模型;设输入信号为阶跃信号,用示波器观察输出。
三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab 程序图标,打开文件菜单,点击新建M 文件,在M 文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
点击Simulink 图标,运行仿真工具箱,在对话框中拖拽各模块建立系统模型,完成之后按F5键运行调试 四、实验原理:根据系统函数极点的分布,可判别系统的稳定性(零点分布只影响原函数幅度和相位)。
系统极点为一阶极点时,极点位于s 平面左侧,h(t)收敛,系统稳定;极点位于s 平面右侧,h(t)发散,系统不稳定;极点位于s 平面虚轴上,h(t)等幅振荡,系统处于临界稳定状态。
系统极点为二阶极点时,极点位于s 平面左侧,h(t)收敛,系统稳定;极点位于s 平面右侧或虚轴上,h(t)发散,系统不稳定。
LTIS 互联的系统函数:LTI 系统的并联:)s (H )s (H )s (H 21+= LTI 系统的级联:)s (H )s (H )s (H 21⋅=LTI 系统的反馈连接:)s (H )s (H 1)s (H )s (H 211+=建立Simulink 仿真框图参见下图例试验目的、内容、步骤、原理、程序、图形(可打印)等。
试验五 信号的调制与解调一、试验目的:1、了解用Matlab 实现信号调制与解调的方法。
2、利用仿真工具箱实现调制与解调系统的框图。
二、试验内容:1编制Matlab 程序,实现信号的调制:将一低频信号g(t)=cos5t 进行调制, 载波频率ω0=100,并绘制频谱图。
2利用Simulink 建立内容1中所示框图的调制与解调模型(同步解调),并用示波器观察各点的时域波形,绘制频谱图。
三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab 程序图标,打开文件菜单,点击新建M 文件,在M 文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
ω0t点击Simulink 图标,运行仿真工具箱,在对话框中拖拽各模块建立系统模型,完成之后按F5键运行调试 四、实验原理:在通信系统中,信号从发射端传输到接收端,为实现信号的传输,往往要进行调制和解调。
调制是将信号的频谱搬移到任何所需的较高频段上的过程。
调制有很多种比如调幅分为振幅调制(AM )、抑制载波振幅调制(AM -SC )、单边带调制(SSB )、残留边带调制(VSB )等,按控制载波的其他参数也有调频(FM )与调相(PM )等。
1、调制:我们这里介绍抑制载波振幅调制(AM -SC ),将调制信号g(t)与载波信号cosω0t (ω0)相乘,如图所示,得到已调信号f(t)=g(t)cosω0t 。
根据傅氏变换性质知时域相乘,频域卷积可求出已调信号f(t)的频谱[])(G )(G 21)(F 00ω+ω+ω-ω=ω,这样就将调制信号g(t)的频谱G(ω)搬移到了比较高的一个频段上。
2、解调:解调是将已调信号恢复成原始信号的过程,与调制相反,如下图所示(同步解调)这种解调方式要求接收段的本地载波与发送端的载波同频同相,所以成为同步解调,已调信号经乘法器输出g 0(t)()()[]()t 2cos )t (g 21)t (g 21t 2cos 1)t (g 21t cos )t (g )t (g 00020ω+=ω+=ω= 对应频谱为)2(F 41)2(G 41)(G 21)(G 000ω+ω+ω-ω+ω=ω,g 0(t)通过截止频率ωm <ωc <2ω0-ωm 的低通滤波器就可以恢复出原调制信号g(t),完成解调。
五、试验报告要求:ω0t试验报告应包含以下内容试验目的、内容、步骤、原理、程序、图形(可打印)等。
试验六 调幅信号通过带通滤波器一、实验目的:1掌握调幅信号通过带通滤波器的原理,以及其分析过程; 2练习建立Simulink 模型。
二、试验内容:1编制Matlab 程序,实现以下内容调幅信号通过带通滤波器: 已知带通滤波器系统函数为:22100)1(2)(++=s ss H激励电压u 1(t)=(1+cost)cos100t ,求 (1)带通滤波器的频率响应; (2)输出的稳态响应。
2试用Simulink 建立上题的模型;(观察滤波器前后的波形)讨论结果。
三、实验步骤:打开电脑,双击桌面Matlab 程序图标,打开文件菜单,点击新建M 文件,在M 文件编辑器中编写程序,编写完毕后按F5键运行调试。
点击Simulink 图标,运行仿真工具箱,在对话框中拖拽各模块建立系统模型,完成之后按F5键运行调试 四、实验原理:如果调制信号具有多个频率分量,为保证传输波形的包络不失真,要求理想带通滤波器: 幅频特性在通带内为常数;相频特性应为通过载频点的直线。