电子科技大学 信号与系统 软件实验1
《信号与系统》（一）
《信号与系统》（⼀）信号与系统西安电⼦科技⼤学⼀、信号与系统概述信号的基本概念和分类1.信号的分类：确定与随机，连续与离散确定信号：可⽤确定时间函数表⽰的信号随机信号：信号不能⽤确切的函数描述，只可能知道它的统计特性⽐如概率连续时间信号：连续时间范围有定义的信号离散时间信号：仅在⼀些离散的瞬间才有定义的信号2.信号的分类：周期与⾮周期周期信号：每隔⼀定时间T 或整数N ，按相同规律重复变化的信号3.信号的分类：能量与功率信号，因果与反因果E =∫∞−∞|f (t )|2 d t ，P def =lim T →∞1T ∫T 2−T 2|f (t )|2 d t 能量有限信号：信号的能量E <∞,P =0功率有限信号：信号的功率P <∞,E =∞因果信号：t <0,f (t )=0的信号【即t =0时接⼊系统的信号,⽐如阶跃信号】反因果信号：Y >=0,f (t )=0的信号基本信号1.阶跃函数ε(t )=lim n →∞γn (t )=0,t <01,t >0积分∫f −∞ε(τ)d τ=t ε(t )2.冲激函数单位冲激函数：是奇异函数，它是对强度极⼤，作⽤时间极短的物理量的理想化模型δ(t )=0,t ≠0∫∞−∞δ(t )dt =1冲激函数与阶跃函数的关系：δ(t )=d ε(t )d t ε(t )=∫t −∞δ(τ)d τ3.冲激函数的取样性质 ：f (t )δ(t −a )=f (a )δ(t −a )∫∞−∞f (t )δ(t −a )d t =f (a )4.冲激函数的导数{{冲激偶δ′(t )的定义：∫∞−∞f (t )δ′(t )d t =−f ′(0)δn (t ) ：∫∞−∞f (t )δ(n )(t )d t =(−1)n f (n )(0)5.冲激函数的尺度变化δ(at )的定义 δn (at )=1|a |1a n δn (t )推⼴结论：(1) δat −t 0=δa t −t 0a =1|a |δt −t 0a(2) 当 a =−1 时 δ(n )(−t )=(−1)n δ(n )(t )δ(−t )=δ(t ) 为偶函数δ′(−t )=−δ′(t ) 为奇函数信号的运算1.单位脉冲序列与单位阶跃序列单位脉冲序列 δ(k )δ(k )=1k =00,k ≠0单位阶跃序列 ε(k )ε(k )=1,k ≥00,k <0关系：δ(k )=ε(k )−ε(k −1)ε(k )=∑k i =−∞δ(i )或 ε(k )=∑∞j =0δ(k −j )=δ(k )+δ(k −1)+…2.信号的加减乘运算：同⼀时刻两信号之值对应加减乘3.信号的反转：f (t )→f (−t ) 称为对信号的反转或反折。
信号实验报告
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。
信号与系统课程教学实践研究
师难教、 学生学习吃力的课程 。在信 号与 系统课程 的理论知识教 学过程 中， 有效地结合 实验与科研 应用 ， 一方面使得 学生对枯燥 的 理论知识有 了更直观 、 更深刻的理解 ， 对将信号与 系统的分析方法在解决 实际问题时的应用有 了深刻体会 ； 另一方 面也增 强学生学 好信号与 系统这 门课程的信心 ， 提 高学生积极参与科研 工作 的兴趣 。 ［ 关键词 ］ 信号与 系统 实验教学 科研应用 梯度放大器
结合 的方式 ， 将课 程讲述 的基本方法在相关 领域 的具体
应用介绍给 学生 。这样 ， 既可 以让学生 了解 到 目前所学 内容 的实践应 用 以及进一 步研究 的方 向 ， 又可 以帮助 学 生加 深对 问题 本 身的理解 ，更好 地掌 握课 程 的教学 内
容。
一
、
课 堂教 学强化物理意义
业 基础课 程 。课 程 以高等数 学 和电路分 析等 课程 为基 础， 是数 字信 号处 理 、 通信原 理 和控制 理论 等 专业 课程
的先修课 程， 在教学环节 中起 着承上启下 的作用 。信号 与系统课程 的内容极为丰 富 ， 其 学习任务是研究 信号与
线性 时不变 系统 的基本理论 与分析 方法 ， 其 核心的一些
１ １ ３
廖 素
于学 生理解并 吸收课 程 内容 。例如 ， 对于傅立 叶级数分
［ 收稿 时间 ］ ２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ ７ ［ 作者简介 ］ 赵 红军（ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 女， 重庆人 ， 电子科技 大学 自动化 工程 学院讲 师 ， 硕士 ， 研 究方向： 信号处理 和图像 处理 。
信号 与系统 的内容体 系成熟完整 ， 理论 和方法都 可 以用 严密 的数学 理论来 描述 、 表征 和抽象 ， 因此 在具 体 教学 中涉及大量 的、繁琐 的理论分析 与数学公式推 导 ， 给学生 的理解和掌握 带来 了一定 的困难 ， 甚至 因此 对这
数字信号处理实验报告(西电)
数字信号处理实验报告班级：****姓名：郭**学号：*****联系方式：*****西安电子科技大学电子工程学院绪论数字信号处理起源于十八世纪的数学，随着信息科学和计算机技术的迅速发展，数字信号处理的理论与应用得到迅速发展，形成一门极其重要的学科。
当今数字信号处理的理论和方法已经得到长足的发展，成为数字化时代的重要支撑，其在各个学科和技术领域中的应用具有悠久的历史，已经渗透到我们生活和工作的各个方面。
数字信号处理相对于模拟信号处理具有许多优点，比如灵活性好，数字信号处理系统的性能取决于系统参数，这些参数很容易修改，并且数字系统可以分时复用，用一套数字系统可以分是处理多路信号；高精度和高稳定性，数字系统的运算字符有足够高的精度，同时数字系统不会随使用环境的变化而变化，尤其使用了超大规模集成的DSP 芯片，简化了设备，更提高了系统稳定性和可靠性；便于开发和升级，由于软件可以方便传送，复制和升级，系统的性能可以得到不断地改善；功能强，数字信号处理不仅能够完成一维信号的处理，还可以试下安多维信号的处理；便于大规模集成，数字部件具有高度的规范性，对电路参数要求不严格，容易大规模集成和生产。
数字信号处理用途广泛，对其进行一系列学习与研究也是非常必要的。
本次通过对几个典型的数字信号实例分析来进一步学习和验证数字信号理论基础。
实验一主要是产生常见的信号序列和对数字信号进行简单处理，如三点滑动平均算法、调幅广播（AM ）调制高频正弦信号和线性卷积。
实验二则是通过编程算法来了解DFT 的运算原理以及了解快速傅里叶变换FFT 的方法。
实验三是应用IRR 和FIR 滤波器对实际音频信号进行处理。
实验一●实验目的加深对序列基本知识的掌握理解●实验原理与方法1.几种常见的典型序列：0()1,00,0(){()()(),()sin()j n n n n u n x n Aex n a u n a x n A n σωωϕ+≥<====+单位阶跃序列：复指数序列：实指数序列：为实数 正弦序列：2.序列运算的应用：数字信号处理中经常需要将被加性噪声污染的信号中移除噪声，假定信号 s(n)被噪声d(n)所污染，得到了一个含噪声的信号()()()x n s n d n =+。
信号与系统实验指导书
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。
西安电子科技大学 郭宝龙《信 与系统》课件 完整版
信号与系统 电电子子教教案案
1.1 绪论
本课程重点讨论通信、信号处理和控制等领域中的 电子信息系统。举例说明:
*. 通信系统 *. 控制系统
第第11--55页页
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信号与系统 电电子子教教案案
第一章 信号与系统
1.2 信号的描述和分类
一、信号的描述
信号是信息的一种物理体现。它一般是随时间 或位置变化的物理量。
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信号与系统 电电子子教教案案
1.1 绪论
3. 信号(signal):
信号是信息的载体。通过信号传递信息。
为了有效地传播和利用信息，常常需要将信息转 换成便于传输和处理的信号。
信号我们并不陌生，如刚才铃 声— 声信号，表示该上课了；
十字路口的红绿灯— 光信号，指 挥交通；
一、系统的定义 二、系统的分类及性质
1.6 系统的描述
一、连续系统 二、离散系统
1.7 LTI系统分析方法概 述
点击目录
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信号与系统 电电子子教教案案
第一章 信号与系统
1.1 绪言
思考问题：什么是信号？什么是系统？为什么把这两 个概念联系在一起？
研究确定信号是研究随机信号的基础。本课程只 讨论确定信号。
第第11--77页页
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信号与系统 电电子子教教案案
1.2 信号的描述和分类
2. 连续信号和离散信号
演示
根据信号自变量为连续/离散的特点进行区分。
（1）连续时间信号：
(整理)电子科技大学微波通信实验一
电子科技大学实验报告学生姓名：李亚洲学号：201322040409指导教师：杨宏春课程名称：微波通信专业学位综合实验1电子科技大学实验报告学生姓名：李亚洲学号：201322040409指导教师：杨宏春实验地点：科研楼707实验时间：第一周一、实验室名称：电子与通信工程专业硕士实验室二、实验项目名称：人工电磁材料在微波无源器件中的应用（频域）三、实验原理：1、人工电磁材料概述人工电磁材料通常是指自然界中不存在的，通过人工制造且具有天然材料所不具备的特殊电磁性质的复合结构或复合材料。
广义地，如果描述材料的一组主要参数中的一个或多个具有自然材料所不能达到的取值，且这些参数及其变化可以用来满足人们的某种特殊电磁功能需求，那么，这些材料都可以成为人工电磁材料。
例如，高介电常数(εr~102量级)，适当电导率(σ~104-1010)，电磁带隙结构(Electromagnetic Band Gap，EBG)，光子晶体(Photonic Band Gap，PBG)，负介电常数、正磁导率材料(Epsilon Negative Material，ENG)，正介电常数、负磁导率(Magnetic Negative Media，MNG)，左手材料(Double Negative Material，DNG)等等人工合成材料，都可以称为人工电磁材料。
人工电磁材料既可以是一种人工合成的确定材料(如高介电常数、适当电导率材料等类型)，这些材料往往介电常数和电导率为正值，也称DPS(Double Positive Material)材料；也可以是在自然材料基础上，通过加工某种功能结构，使其电磁带隙、介电常数、磁导率等参数达到人们的某个预期取值，进而实现一些自然材料不能实现的功能。
尽管人工电磁材料可以表现出各种各样的功能特征，但从物理实质上看，总是因为材料中微观载流子运动环境(如势场、能带结构、散射与复合机制等)发生了变化，或使得电磁波传输函数发生改变，而这些变化可以宏观地归结为材料的一个或多个统计参数发生了改变。
信号与系统课后习题答案(西安电子科技大学)
因此： ⎪⎨x′(t) = y′(t)
即： y′′(t) + 3y′(t) + 2 y(t) = f (t)
⎪⎩x′′(t) = y′′(t)
（d）系统框图等价为：
1．19 设系统的初始状态为 x1(·)和 x2(·)，输入为 y(·)，完全响应为 y(·)，试判断下 列系统的性质(线性／非线性，时变／时不变，因果／非因果，稳定／不稳定)。
−p i2 (t) = 3 p
−p −p
f (t) −p −1 1+ p
−1 −p
=
− p(2 p2 + 3 p + 3) / p − ( p3 + 2 p2 + 2 p + 3)
f (t) =
p(2 p2 + 3 p + 3) f (t) p( p3 + 2 p2 + 2 p + 3)
t
Qτ → 0, f (t) → δ (t)
∫ ∫ ∫ ∴ ∞ f (t)dt = 2K ∞ sin t /τ dt = 2K ∞ sin t /τ d (t /τ ) = −2Kπ = 1
−∞
−∞ t
−∞ t /τ
⇒ K = 1/ 2π
解：（3） f (t) = Ae j5t = A(cos 5t + j sin 5t) ω = 5,T = 2π / ω = 2π / 5
＝6＋27e-t 十 2e-3t，t≥0 1．26 设有一线性时不变系统，当输入波形如图(a)所示时，系统的零状态响应 yf(t)如图 (b)所示。 (a)试画出输入为 2f(t+4)时，系统零状态响应 yf(t)的波形； (b)画出输入波形如(c)时，系统零状态响应 yf(t) 的波形.
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电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
学生姓名：xxx 学 号：2901305032 指导教师：崔琳莉
一、实验室名称：信号与系统实验室
二、实验项目名称：表示信号、系统的MATLAB 函数、工具箱
三、实验原理：
利用MATLAB 强大的数值处理工具来实现信号的分析和处理，首先就是要学会应用MATLAB 函数来构成信号。
常见的基本信号可以简要归纳如下：
1、 单位抽样序列
⎩⎨⎧=01)(n δ 00
≠=n n
在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。
;1)1();
,1(==x N zeros x
如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位，得到)(k n -δ即：
⎩⎨
⎧=-01)(k n δ 0≠=n k n
2、单位阶跃序列 ⎩⎨⎧01)(n u 00<≥n n
在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。
);,1(N ones x =
3、正弦序列
)/2sin()(ϕπ+=Fs fn A n x
采用MATLAB 实现
)/***2sin(*1
:0fai Fs n f pi A x N n +=-=
4、复正弦序列 n j e n x ϖ=)(
采用MATLAB 实现
)**ex p(1
:0n w j x N n =-= 5、指数序列
n a n x =)(
采用MATLAB 实现
n a x N n .^1
:0=-= 四、实验目的：
1、加深对常用离散信号的理解；
2、熟悉表示信号的基本MATLAB 函数。
五、实验内容：
MATLAB 仿真
六、实验器材（设备、元器件）：
计算机、MATLAB 软件。
七、实验步骤：
1、 编制程序产生上述5种信号（长度可输入确定），并绘出其图形。
2、 在310≤≤n 内画出下面每一个信号：
1223[]sin()cos()44
[]cos ()4
[]sin()cos()48n
n x n n
x n n n x n πππππ===
八、实验数据及结果分析： 代码及图像：
(1)
n=[-20:20];
x=[zeros(1,20) 1 zeros(1,20)]; stem(n,x);grid on;
n=[-20:20];
pi=3.1415926;
x=sin(pi*n/4);
stem(n,x);grid on;
n=[-20:20];
pi=3.1415926;
x1=sin(pi*n/4+pi/4) x2=sin(pi*(-n)/4+pi/4); y=(x1+x2)/2;
z=(x1-x2)/2;
stem(n,x1);grid on;
stem(n,y);grid on;
stem(n,z);grid on;
(2)
x1[n] n=0:1:31;
x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4);
stem(n,x1,'filled');grid on;
x2[n] n=0:1:31;
x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4);
stem(n,x2,'filled');grid on;
x3[n] n=0:1:31;
x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8);
stem(n,x3,'filled');grid on;。