信号与系统实验(软件实验+硬件实验)最新

【精品】信号与系统实验报告一、实验目的1. 掌握理解连续时间信号的采样定理，理解采样过程中的信号重建方法。

2. 理解离散时间信号的傅里叶变换原理，掌握离散时间信号的时域和频域分析方法。

二、实验装置实验仪器：电脑、MATLAB、信号发生器、示波器、数据采集卡。

三、实验步骤实验1 信号的采样和重建1. 连接信号发生器和示波器，设置一个频率为300Hz的正弦波。

把信号发生器的电源关掉，连接一台示波器。

2. 用数据采集卡采样，采样频率为4kHz，采样时间为5ms。

3. 利用MATLAB编写程序，将采样的数据读入，并用差值重构法将信号重建。

绘制原始信号和重构信号的波形图并比较它们的相对误差。

实验2 离散时间信号的傅里叶变换1. 用信号发生器产生一个矩形波和一个三角波，信号频率分别为100Hz和400Hz。

3. 利用MATLAB编写程序，计算采样信号的离散时间傅里叶变换，并绘制矩形波和三角波的幅度谱和相位谱。

实验3 离散时间系统的响应1. 给定模拟系统的差分方程：y(n) - 0.5y(n-1) + 0.5y(n-2) = x(n)，其中x(n)为输入信号，y(n)为输出信号。

利用MATLAB编写程序计算这个系统的单位冲击响应h(n)。

2. 用MATLAB绘制系统的波特图，并使用单位冲击响应h(n)计算差分方程的零极点分布，并绘制零极点图。

四、实验结果信号重构效果表现良好，重构误差小于0.1。

矩形波和三角波的频谱都存在明显的包络线，表明采样信号存在混叠现象。

幅度谱和相位谱分别呈现出典型的特征。

波特图和零极点图表明系统是稳定的。

随着时间的推移，系统的输出响应逐渐趋于稳定状态。

通过这三个实验，本人掌握了信号和系统的基本理论和实验方法，掌握了连续时间信号的采样定理，以及离散时间信号的傅里叶变换原理、离散时间系统的波特图、稳态和时变响应分析方法。

六、参考文献[1] 万晓原. 信号与系统-学习指南[M]. 清华大学出版社, 2008: 254-329.。

信号与系统实验实验1 阶跃响应与冲激响应一、实验目的1、观察和测量RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的波形和有关参数，并研究其电路元件参数变化对响应状态的影响；2、掌握有关信号时域的测量方法。

二、实验原理说明实验如图1－1所示RLC串联电路的阶跃响应与冲激响应的电路连接图，图1－1（a）为阶跃响应电路连接示意图；图1－1（b）为冲激响应电路连接（1）、当电阻CLR 2>时，称过阻尼状态； （2）当电阻CLR 2=时，称临界状态； （3）当电阻CLR 2<时，称欠阻尼状态； 冲激信号是阶跃信号的导数，所以对线性时不变电路冲激响应也是阶跃响应的导数。

为了便于用示波器观察响应波形，实验中用周期方波代替阶跃信号。

而用周期方波通过微分电路后得到的尖顶脉冲代替冲激信号。

三、实验内容1、阶跃响应波形观察与参数测量设激励信号为方波，其幅度为1.5V 峰峰值，频率为500Hz 。

实验电路连接图如图1-1（a ）所示。

① 连接如图1-1所示② 调整激励源信号为方波，调节频率旋钮，使f=500Hz ，调节幅度旋钮，使信号幅度为1.5V 。

（注意：实验中，在调整信号源的输出信号的参数时，需连接上负载后调节）③ 示波器CH1接于TP909，调节滑动变阻器，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态，并将实验数据填入表格1-1中。

④ TP908为输入信号波形的测量点，可把示波器的CH ·接于TP908上，便于波形比较。

表1-1欠阻尼状态 临界状态 过阻尼状态状态参数测量注:描绘波形要使三状态的X 轴坐标(扫描时间)一致。

2、冲激响应的波形观察冲激信号是由阶跃信号经过微分电路而得到。

实验电路如图1—1（b ）所示。

① 将信号输入接于P905。

（频率与幅度不变）；② 将示波器的CH1接于TP906，观察经微分后响应波形（等效为冲激激励信号）；参数测量波形观察 R< Tr= Ts= δ=R= Tr=R>③连接如图1-1（b）所示④将示波器的CH2接于TP909，调整滑动变阻器，使电路分别工作于欠阻尼、临界和过阻尼三种状态④观察TP909端三种状态波形，并填于表1-2中。

信号与系统软件实验实验报告一、实验目的本次信号与系统软件实验的主要目的是通过使用相关软件工具，深入理解和掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法，并通过实际操作和实验结果的观察与分析，提高对信号处理和系统性能的认识和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的软件工具为_____，运行环境为_____操作系统。

计算机配置为_____处理器，＿____内存，＿____硬盘。

三、实验内容1、信号的表示与运算生成常见的连续时间信号，如正弦信号、余弦信号、方波信号、锯齿波信号等，并观察其波形和特征参数。

对生成的信号进行加、减、乘、除等运算，分析运算结果的波形和频谱变化。

2、系统的时域分析构建简单的线性时不变系统，如一阶惯性系统、二阶振荡系统等。

输入不同类型的信号，如阶跃信号、冲激信号等，观察系统的输出响应，并分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。

3、系统的频域分析对给定的系统进行频率响应分析，计算系统的幅频特性和相频特性。

通过改变系统的参数，观察频率响应的变化规律，并分析系统对不同频率信号的滤波特性。

4、信号的采样与重构对连续时间信号进行采样，研究采样频率对信号重构的影响。

采用不同的重构方法，如零阶保持重构、一阶线性重构等，比较重构信号与原始信号的误差。

四、实验步骤1、打开实验软件，熟悉软件的操作界面和功能菜单。

2、按照实验内容的要求，依次进行各项实验操作。

在信号表示与运算实验中，通过软件提供的函数生成所需的信号，并使用绘图功能显示信号的波形。

然后，利用软件的计算功能进行信号运算，并观察运算结果的波形。

对于系统时域分析实验，首先在软件中构建指定的系统模型，然后输入相应的激励信号，使用仿真功能获取系统的输出响应。

通过观察输出响应的波形，分析系统的性能指标，如上升时间、调节时间、超调量等。

在系统频域分析实验中，利用软件的频率响应分析工具，计算系统的幅频特性和相频特性曲线。

通过调整系统的参数，如增益、时间常数等，观察频率响应曲线的变化情况，并总结规律。

《信号与系统》实验报告（完整版）长江大学电工电子实验中心电路与系统(2)实验报告姓名高文昌班级电信10909班序号06指导教师黄金平老师成绩实验名称：连续信号的绘制一、实验目的1．掌握用Matlab 绘制波形图的方法，学会常见波形的绘制。

2．掌握用Matlab 编写函数的方法。

3．周期信号与非周期信号的观察。

加深对周期信号的理解。

二、实验内容1、用MATLAB 画出下列信号的波形。

(a) ][cos )(1t t f ε=; (b) )]2()2([2||)(2--+=t t t t f εε; (c) )]2()([sin )(3t t t t f ---=εεπ; (d) )sgn()()(24t t G t f =; (e) )2()(265-=t Q t G f ; (f) )sin(|)|2()(6t t t f πε-= （a ）t=linspace(-10,10,400);f1=u(cos(t));figure(1),myplot(t,f1)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f1(t)')(b)t=linspace(-4,4,400);f2=abs(t)/2.*(u(t+2)-u(t-2)); figure(2),myplot(t,f2)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f2(t)');(c)t=linspace(-1,3,400);f3=sin(pi*t).*(u(-t)-u(2-t)); figure(3),myplot(t,f3)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f3(t)')(d)t=linspace(-2,2,400); f4=sign(t).*rectpuls(t,2); figure(4),myplot(t,f4)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f3(t)')(e)t=linspace(-1,4,400);f5=rectpuls(t,6).*tripuls(t-2,4); figure(5),myplot(t,f5)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f5(t)')(f)t=linspace(-4,4,400); f6=u(2-abs(t)).*sin(pi*t) figure(6),myplot(t,f6)xlabel('Time(sec)'),ylabel('f6(t)')2、用基本信号画出图2.1-10中的信号。

《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2．符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示，则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。

上例可用下面的命令来实现（在命令窗口中输入，每行结束按回车键）。

t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下：图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。

三、实验步骤该仿真提供了7种典型连续时间信号。

用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮，进入图1-3。

图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。

界面的主体分为两部分：1) 两个轴组成的坐标平面（横轴是时间，纵轴是信号值）；2) 界面右侧的控制框。

控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮，点击各波形选择按钮可选择波形，点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。

图1-4 峰值为8V，频率为0.5Hz，相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。

在这个界面内提供了三个滑动条，改变滑块的位置，滑块上方实时显示滑块位置代表的数值，对应正弦波的三个参数：幅度、频率、相位；坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。

在七种信号中，除抽样函数信号外，对其它六种波形均提供了参数设置。

矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5～图1-10所示。

图1-5 峰值为8V，频率为1Hz，占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V，滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V，频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中，通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位，观察波形的变化。

信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。

具体而言，包括以下几个方面：1、掌握常见信号的产生和表示方法，如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。

2、熟悉线性时不变系统的特性，如叠加性、时不变性等，并通过实验进行验证。

3、学会使用基本的信号处理工具和仪器，如示波器、信号发生器等，进行信号的观测和分析。

4、理解卷积运算在信号处理中的作用，并通过实验计算和观察卷积结果。

二、实验设备1、信号发生器：用于产生各种类型的信号，如正弦波、方波、脉冲等。

2、示波器：用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。

3、计算机及相关软件：用于进行数据处理和分析。

三、实验原理1、信号的分类信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。

连续时间信号在时间上是连续的，其数学表示通常为函数形式；离散时间信号在时间上是离散的，通常用序列来表示。

常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。

2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。

叠加性意味着多个输入信号的线性组合产生的输出等于各个输入单独作用产生的输出的线性组合；时不变性表示系统的特性不随时间变化，即输入信号的时移对应输出信号的相同时移。

3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算，用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。

对于两个信号 f(t) 和 g(t)，它们的卷积定义为：＼（f g)（t) ＝＼int_{＼infty}＾｛＼infty} f(＼tau) g(t ＼tau) d\tau ＼在离散时间情况下，卷积运算为：＼（f g)n ＝＼sum_{m ＝＼infty}＾｛＼infty} fm gn m ＼四、实验内容及步骤实验一：常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。

2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号，调整频率、幅度和占空比等参数。

3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。

CopyrightAs one member of Information Science and Electronic Engineering Institute of Zhejiang University, I sincerely hope this will enable you to acquire more time to do whatever you like instead of struggling on useless homework. All the content you can use as you like. I wish you will have a meaningful journey on your college life.——W z h实验报告课程名称：信号与系统实验指导老师：周绮敏、史笑兴、李惠忠成绩：__ ___ 实验名称：MATLAB操作实验实验类型：电子电路实验名称：软硬件结合操作实验1——信号的卷积一、实验目的1、理解卷积的概念及物理意义。

2、通过实验的方法加深对卷积运算的图解方法及结果的理解。

二、实验仪器1、双踪示波器 1台2、信号源及频率计模块 1块3、数字信号处理模块 1块三、实验内容（一）脉冲信号的自卷积1）观察记录频率500Hz、幅度Vpp=1V、占空比为的矩形波自卷积2）减小矩形波的占空比，观察卷积结果；并记录占空比为时的矩形波自卷积3）分别观察记录频率500Hz、幅度Vpp=2V、占空比为、的矩形波自卷积（二）矩形信号与锯齿波信号的互卷积1）频率500Hz、幅度Vpp=1V、占空比为50%、25%的矩形波与幅度2V、频率500Hz锯齿波信号互卷积2）频率500Hz、幅度Vpp=2V、占空比为50%、25%的矩形波与幅度2V、频率500Hz锯齿波信号互卷积四、实验结果及分析研究（二）矩形信号与锯齿波信号的互卷积实验名称：软硬件结合操作实验2 __信号的分解及合成一、实验目的1、了解波形分解与合成原理，掌握用傅里叶级数进行谐波分析的方法。

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。

实验一 周期信号的频谱测试一、实验目的：1、掌握周期信号频谱的测试方法；2、了解典型信号频谱的特点，建立典型信号的波形与频谱之间的关系。

二、实验原理及方法：1、信号的频谱可分为幅度谱、相位谱和功率谱，分别是 将信号的基波和各次谐波的振幅、相位和功率按频率的高低依次排列而成的图形。

2、连续时间信号的频谱具有离散性、谐波性、收敛性。

例如正弦波、周期矩形脉冲、三角波的幅度谱分别如图1-1，1-2，1-3所示：1234567-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81ts i n (t )nC 1ωω图1-1(a) 正弦波信号图1-1(b) 相应的幅度谱f(t)TA 0τ/2nC 14ω15ω13ω12ω1ωω图1-2(a) 周期矩形脉冲 图1-2(b) 相应的幅度谱tf(t)T1AT1/2nC 14ω15ω13ω12ω1ωω16ω17ω图1-3(a) 三角波 图1-3(b) 相应的幅度谱因此，信号的频谱测试方法可用频谱分析仪直接测量亦可用逐点选频测量法进行测量。

本实验使用GDS-806C 型号的数字存储示波器直接测试幅度谱。

用示波器直接测试，就是将其与EE1460C 函数信号发生器连好。

分别输入相应频率和幅度的正弦波,三角波和矩形波，此时示波器将显示按频率由低到高的各输入信号的谐波分量。

GDS-806C 数字存储示波器测频谱的方法，就是将MATH 键按下，F1键选择FFT(快速傅立叶转换)功能可以将一个时域信号转换成频率构成，显示器出现一条红颜色的频谱扫描线。

当示波器输入了不同信号的波形时就显示它们相应的频谱, 参数的测量由调试水平（即频率）与垂直（即增益）游标获取，从而得到输入信号的频谱图。

三、实验原理图：图1-4 实验原理图四、实验内容及步骤：1、测试正弦波的幅度频谱将信号源、示波器、按图1-4连接好；信号源CH1的输出波形调为正弦波，输出频率自选，输出信号幅度自选，并记录幅度与频率的参数.测出前五次谐波分量.将其数据填入表一。

信号与系统实验软件实验报告一、实验目的本次实验旨在通过使用信号与系统实验软件，深入理解信号与系统的基本概念和原理，掌握常见信号的产生、变换和分析方法，培养对信号处理的实际操作能力和问题解决能力。

二、实验环境1、计算机：＿____ 型号，配置为_____ 。

2、操作系统：＿____ 版本。

3、实验软件：＿____ 信号与系统实验软件，版本_____ 。

三、实验内容及步骤（一）常见信号的产生与观察1、打开实验软件，进入信号产生模块。

2、依次生成正弦信号、余弦信号、方波信号、锯齿波信号和脉冲信号。

3、调整信号的频率、幅度和相位等参数，观察信号波形的变化。

（二）信号的时域变换1、对已生成的正弦信号进行平移、反转和尺度变换操作。

2、观察变换后信号的波形，理解时域变换对信号的影响。

（三）信号的卷积运算1、输入两个已知的信号，分别为 f1(t) 和 f2(t) 。

2、利用软件中的卷积运算功能，计算 f1(t) 和 f2(t) 的卷积结果 f(t) 。

3、绘制卷积后的信号波形，分析卷积运算的特点和物理意义。

（四）系统的时域分析1、构建一个简单的线性时不变系统，例如一阶低通滤波器。

2、输入不同的测试信号，观察系统的输出响应。

3、分析系统的稳定性、暂态响应和稳态响应等特性。

（五）系统的频域分析1、对上述线性时不变系统进行频域分析。

2、计算系统的频率响应函数H(ω) 。

3、绘制幅频特性曲线和相频特性曲线，理解系统的滤波特性。

四、实验结果与分析（一）常见信号的产生与观察通过调整参数，我们得到了不同频率、幅度和相位的正弦信号和余弦信号。

可以发现，频率决定了信号的周期，幅度决定了信号的大小，相位则决定了信号的起始位置。

方波信号具有陡峭的上升沿和下降沿，锯齿波信号呈现线性上升或下降的趋势，脉冲信号则在短时间内有较大的幅值。

（二）信号的时域变换平移操作使信号在时间轴上整体移动，反转操作将信号关于纵轴对称，尺度变换改变了信号的周期或宽度。