信号与系统及matlab硬件实验指导书
信号与系统实验指导书信号与系统matlab实验
信号与系统实验指导书信号与系统matlab实验信号与系统实验指导书一、实验目的1、掌握用Matlab绘制波形图的方法，学会常见波形图的绘制。
2、掌握用Matlab编写函数的方法3、通过对周期信号和非周期信号的观察，加深对周期信号的理解。
二、实验内容1、实验原理与计算实例1.1 绘制波图的基本函数 Matlab是一种基于矩阵和数组的编程语言，它将所有的变量都看成矩阵。
它不仅有强大的计算功能，还有各种各样的画图功能。
这里主要介绍信号与系统分析中常见的几个Matlab函数，包括Matlab提供的内部函数和自定义函数。
我们可以在命令窗口中每次执行一条Matlab语句；或者生成一个程序，存为M文，供以后执行；或是生成一个函数，在命令窗口中执行。
下面介绍几个基本函数。
（1）单位阶跃函数 M文名：u.m%单位阶跃函数（连续或离散）%调用格式 y=u（t）产生单位阶跃函数 function y=u(t) y=(t>=0)（2）门函数 M文名：rectplus.m，是Matlab的内部函数。
调用格式 y=rectplus(t)产生高度为1，宽度为1的门函数调用格式y=rectplus(t，W) 产生高度为1，宽度为W的门函数（3）三角脉冲函数 M文名：tripuls.m，是Matlab的内部函数。
调用格式 y=tripuls(t) 产生高度为1，宽度为1的三角脉冲函数调用格式 y=tripuls(t，w) 产生高度为1，宽度为w的三角脉冲函数调用格式 y=tripuls(t，w,s)产生高度为1，宽度为w的三角脉冲函数,-1<s<1。
当s=0时，为对称三角形；当S=-1时，为三角形顶点左边。
（4）抽样函数 M文名：Sa.m %抽样函数（连续或者离散）% 高度为1 % 调用格式 y=Sa(t),产生高度为1，第一个过零点为π function f=Sa(t)f=sinc(t./pi) %sinc(t)=sin(πt)/(πt)是MATLAB函数（5）符号函数 M文名：sign.m是Matlab的内部函数。
信号与系统MATLAB实验全
实验篇 信号与系统实验指导实验一、MATLAB 编程基础及典型实例一、实验目的(1) 熟悉MATLAB 软件平台的使用； (2) 熟悉MATLAB 编程方法及常用语句； (3) 掌握MATLAB 的可视化绘图技术；(4) 结合《信号与系统》的特点，编程实现常用信号及其运算。
二、实验原理连续信号是指自变量的取值范围是连续的，且对于一切自变量的取值，除了有若干个不连续点以外，信号都有确定的值与之对应。
严格来说，MATLAB 并不能处理连续信号，而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。
当取样时间间隔足够小时，这些离散的样值就能较好地近似连续信号。
矩阵是MATLAB 进行数据处理的基本单元，矩阵运算是MATLAB 最重要的运算。
通常意义上的数量（也称为标量）在MATLAB 系统中是作为1×1的矩阵来处理的，而向量实际上是仅有一行或者一列的矩阵。
通常用向量表示信号的时间取值范围，如n = -5:5，但信号x(n)、向量n 本身的下标都是从1开始的，因此必须用一个与向量x 等长的定位时间变量n ，以及向量x ，才能完整地表示序列x(n)。
这一点详情可参考预备篇示例7的程序说明。
三、实验内容与步骤(1) 新建一个文件夹，以自己的汉语名字命名，以后就用该文件夹专门存放自己所编制的M 文件和产生的图形；将该文件夹设置成当前工作目录。
(2) 绘制信号t)32sin(e x(t)t 2-=的曲线，t 的范围在0 ~ 30s ，取样时间间隔为0.1s.(3) 在n = [-10:10] 范围产生离散序列：⎩⎨⎧≤≤-=其余n0,3n 32n,x(n) ，并绘图。
四、实验报告要求整理并给出“实验内容与步骤”（2）、（3）的程序代码与产生的图形；并回答下面的问题。
(1) 在调用某一函数文件时，该文件中除了输入、输出变量外的其它变量在调用函数结束后是否还存在？这些变量是全局还是局部变量？(2) 设n = －10:0.2:20，你可以通过哪些方法查看向量n 的维数？经过关系运算y = (n >= 3)以后，y 的维数是多少？y 又等于什么？(3) 通过MATLAB 的帮助系统，学习fliplr 函数的功能和使用方法。
信号与系统,MATLAB实验
y = func(t − d (1)) + func(t _ d ( 2) + ...
从而实现一个周期性脉冲信号的产生。Pulstran 函数的更一般的调用形式为：
y = pulstran(t , d , ' func' , p1, p 2...)
其中的 p1,p2,...为需要传送给 func 函数的额外输入参数值（除时间变量 t 之外） ，如上述的 Rectpuls 函数需要 width 这个额外参数，tripuls 函数需要 width 和 skew 这两个额外参数，即 整个 pulstran 函数的返回值实际上相当于 ：
图 1-10 周期性矩形脉冲信号和三角波脉冲信号
2.连续信号的相加、相乘、时移、反转和尺度变换等基本运算
（1）两个连续信号的相加 在 MATLAB 中要实现两个连续信号 f1(t)、f2(t)的相加，可用如下语句： x=symadd(f1,f2) （2）两个连续信号的相乘 在 MATLAB 中要实现两个连续信号 f1(t)、f2(t)的相乘，可用如下语句： x=symmul(f1,f2) （3）连续信号的平移 要实现连续信号 f(t)向右平移 t0，MATLAB 语句格式为： x=subs(f,t,t-t0) （4）连续信号的反转
% x(t)= f(t-t0)
或
x=f1+f2
% x(t)= f1(t)+f2(t)
或
x=f1*f2
% x(t)= f1(t) f2(t)
对一个信号 x（t）的反褶运算在数学上表示为：y (t)=x（-t） 使用 MATLAB 内部函数 fliplr()来实现信号的反褶运算。其用法如下：y = fliplr(x)：其中 x 为原信号 x(t)，而 y 则为 x 的时域反褶。而翻转后的信号的坐标则可由-fliplr（t）得到。 （5）连续信号的尺度变换 要实现连续信号 f(t)的尺度变换，MATLAB 语句格式为： x=subs(f,t,a*t)
信号与系统及matlab硬件实验指导书
信号与系统及matlab实验指导书严素清龚开月编实验一 RC 一阶电路的响应及其应用一、实验目的测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
学习电路时间常数的测量方法，了解微分电路和积分电路的实际应用。
进一步熟悉示波器的使用，学会用示波器测绘图形。
二、实验原理一阶电路的过渡过程是由于电路中有一个电容或电感逐步储存或释放能量的渐变过程引起的，该过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数 较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。
然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测量相关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用信号发生器输出的矩形脉冲序列波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。
只要选择方波的重复周期T 与电路的时间常数 满足一定的关系，它的响应和直流电源接通与断开的过渡过程是基本相同的。
1、RC 电路的过程过渡其电路组成和响应波形如图1-1所示。
状态响应图1-1 RC 一阶电路及其响应零输入响应：设Uc （0）＝Uo ，开关由1－2，换路后Uc （t ）＝Use-t/τ ，t ≥0，零状态响应：0)0(=c U ，开关由2－1，换路后Uc （t ）=Us(1-e-t/τ),t ≥0RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ （ RC =τ）2、时间常数 τ 的测定用示波器测定RC 电路时间常数的方法如下：在RC 电路输入矩阵脉冲序列信号，将示波器的测试探极接在电容两端，调节示波器Y 轴和X 轴各控制旋钮，使荧光屏上呈现出一个稳定的指数曲线如图1-2所示。
根据一阶微分方程的求解得知当T=τ时，Uc （τ）＝0.623Us ，设轴扫描速度标称值为S(s/cm)，在荧光屏上测得电容电压最大值)(cm a U U s cm ==在荧光屏Y 轴上取值：b=0.623*a(cm)在曲线上找到对应点Q 和P ，使PQ ＝b测得OP＝n(cm)则时间常数τ=S(s/cm)*n(cm)亦可用零输入响应波形衰减到0.368Us时所对应的时间测取。
信号系统硬件实验指导书
电路与系统硬件实验箱实验指导书XXXX学院电路与系统教研室前言“信号与系统”的任务是研究信号与系统分析的基本理论与方法。
随着科学技术的发展，信号与系统的分析方法已广泛应用于许多领域和学科，例如通信、计算机、语音和图像处理、电路设计、自动控制、雷达、电视、声学、地震学、化学过程控制等等。
由于该课程理论性很强，着重于引导学生以数学工具分析典型物理问题，因此在学习本课程中，开设相关的实验有助于学生加深理解其基本理论和基本概念，掌握其分析和解决问题的方式。
使抽象的概念与理论形象化、具体化，有助于提高学生动手能力和应用能力。
做好本课程的实验，对增强学生兴趣与辅助教学有很大好处。
由于编者水平有限，时间仓促，错误及欠缺之处，恳请批评指正。
编者2013年01月实验要求1.实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。
1)认真阅读实验指导书，进行必要的估算。
2)完成各实验“预习要求”中的内容。
3)熟练实验内容及各仪器的使用方法及注意事项。
2.对仪器操作及实验箱线路接线必须认真，确定无误后才能接通电源。
3.若在实验中发现有破坏性异常现象（例如有冒烟，发烫或异味），应立即关断电源，保持现场，报告实验老师，找出原因，排除故障。
经指导教师同意后再继续实验。
4.实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果，所记录的实验结果应经指导教师审阅签字。
5.实验结束后，必须关断电源，拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规格整理。
6.实验后，每个同学必须按要求独立完成实验报告。
目录实验一非正弦信号的谐波分解 (1)一、实验目的 (1)二、预习要求 (1)三、实验仪器 (1)四、实验原理 (1)五、实验内容 (4)六、实验报告 (6)实验二波形的合成 (7)一、实验目的 (7)二、预习要求 (7)三、实验仪器 (7)四、实验内容 (7)五、实验报告 (8)实验三抽样定理 (10)一、实验目的 (10)二、预习要求 (10)三、实验仪器 (10)四、实验原理 (10)五、实验内容 (13)六、实验报告 (14)实验四二阶网络传输函数实现的各种滤波功能 (15)一、实验目的 (15)二、预习要求 (15)三、实验仪器 (15)四、实验原理 (15)五、实验内容 (21)六、实验报告 (21)附录一无源和有源滤波器 (22)附录二开关电容滤波器 (24)一、实验原理 (24)二、实验内容 (26)实验一非正弦信号的谐波分解一、实验目的1、掌握利用傅氏级数进行谐波分析的方法。
信号与系统实验指导书(1-2)
实验一Matlab编程基础一、实验目的1. 学习Matlab软件的基本使用方法；2. 了解Matlab的计算、显示及绘图功能。
二、实验内容1. 运行Matlab软件，熟悉各窗口功能；2. 编制程序，完成数值计算，并显示计算结果；3. 给定数据，完成绘图显示。
三、实验步骤1. 熟悉Matlab软件窗口1）点击桌面上的“Matlab”图标，运行Matlab软件，显示Matlab软件主界面。
2）点击“新建”图标，显示编辑界面。
说明：1）在主界面中，“Current Directory”是Matlab软件运行环境的当前路径；“Workspace”是Matlab软件当前的工作空间，可以看到各种变量内容；“Command Window”是Matlab 软件命令窗口，可以直接运行命令，也可以显示运行结果。
2）在编辑界面中，可以编辑运行程序。
编辑完成后，可以点击绿色向右箭头按钮运行所编辑的代码。
2. 熟悉常用指令及编程方法1）常用指令●function：在MATLAB中不是它的自带函数就可以完成所有功能，更多的时候是自己编写程序来实现我们要的功能，这时就要用到此命令，调用格式为：function ****( ) 括号外面为函数名称，括号中为函数中要用到的变量。
●plot命令：plot命令是MATLAB中用来绘制用向量表示法表示的连续信号的波形。
它的功能是将向量点用直线依次连接起来。
调用格式：plot(k,f)，其中k和f是向量。
●ezplot命令：ezplot命令是用来绘制用符号运算表示法表示的连续信号的波形。
调用格式：ezplot(f，[t1,t2]),其中[t1,t2]为一时间范围，f为以t为变量的函数。
●title命令：在绘图命令中，我们可以用此命令来对绘制出来的波形做一些注释，以便后期我们做图形处理。
调用格式为：title(‘……‘) 中间部分可以任意对图形进行注释的文字。
●xlabel、ylabel命令：这两个也是来对绘制出来的波形做标注用的，可以标注出两个坐标轴的未知数的意义，增加图形中的信息量。
信号与系统MATLAB实验
《信号与系统及MATLAB实现》实验指导书前言长期以来，《信号与系统》课程一直采用单一理论教学方式，同学们依靠做习题来巩固和理解教学内容，虽然手工演算训练了计算能力和思维方法，但是由于本课程数学公式推导较多，概念抽象，常需画各种波形，作题时难免花费很多时间，现在，我们给同学们介绍一种国际上公认的优秀科技应用软件MA TLAB，借助它我们可以在电脑上轻松地完成许多习题的演算和波形的绘制。
MA TLAB的功能非常强大，我们此处仅用到它的一部分，在后续课程中我们还会用到它，在未来地科学研究和工程设计中有可能继续用它，所以有兴趣的同学，可以对MA TLAB 再多了解一些。
MA TLAB究竟有那些特点呢？1．高效的数值计算和符号计算功能，使我们从繁杂的数学运算分析中解脱出来；2．完备的图形处理功能，实现计算结果和编程的可视化；3．友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言，易于学习和掌握；4．功能丰富的应用工具箱，为我们提供了大量方便实用的处理工具；MA TLAB的这些特点，深受大家欢迎，由于个人电脑地普及，目前许多学校已将它做为本科生必须掌握的一种软件。
正是基于这些背景，我们编写了这本《信号与系统及MA TLAB实现》指导书，内容包括信号的MA TLAB表示、基本运算、系统的时域分析、频域分析、S域分析、状态变量分析等。
通过这些练习，同学们在学习《信号与系统》的同时，掌握MA TLAB的基本应用，学会应用MA TLAB的数值计算和符号计算功能，摆脱烦琐的数学运算，从而更注重于信号与系统的基本分析方法和应用的理解与思考，将课程的重点、难点及部分习题用MA TLAB进行形象、直观的可视化计算机模拟与仿真实现，加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解，为学习后续课程打好基础。
另外同学们在进行实验时，最好事先预习一些MA TLAB的有关知识，以便更好地完成实验，同时实验中也可利用MA TLAB的help命令了解具体语句以及指令的使用方法。
信号与系统实验指导书(Matlab版)宁波大学.
画出 ,t1=1的单位冲击信号。
f.画出复指数信号 当 (0<t<10)的实部和虚部的波形图。
2、信号的基本运算（相加、相乘、反折、移位、尺度变换）
a.画出教材(上册)中P13图1-16、1-17(取 ).
b.利用符号函数subs画出教材(上册)中P11图1-13(a)(b)(c)(d),并与P38习题1-4进行对比。
b.取样速率Fs=1000Hz，给出X2(jw)曲线
3、对上面产生的x1(n)、x2(n)序列，采用内插函数sinc重构xa(t)。
实验六
一、实验目的
掌握求系统频率响应的方法;掌握信号经系统的频域分析方法。
二、实验内容
1、设 ，利用freqs函数画出系统幅频特性曲线和相频特性曲线。
2、设 ，利用freqs函数画出系统幅频特性曲线和相频特性曲线。设激励信号为 ，画出稳态响应 的波形。
掌握常用离散信号、线性时不变系统的单位样值响应和零状态响应，理解卷积概念。
二、实验内容
1、常用离散信号的表示（单位序列、单位阶跃序列、正弦序列、实指数序列、复指数序列）
编写程序来产生下列基本脉冲序列：
a.单位脉冲序列，起点n0，终点nf，在ns处有一单位脉冲。
b.单位阶跃序列，起点n0，终点nf，在ns前为0，在ns后为1。
3、信号的奇偶分解
利用符号函数subs画出教材(上册)中P40习题1-18(c)(d)的波形并画出信号的奇分量和偶分量的波形。
实验二
一、实验目的
掌握利用Matlab工具箱求解线性时不变系统的冲激响应、阶跃响应和零状态响应，理解卷积概念。
二、实验内容
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信号与系统及matlab实验指导书严素清龚开月编实验一 RC 一阶电路的响应及其应用一、实验目的测定RC 一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
学习电路时间常数的测量方法，了解微分电路和积分电路的实际应用。
进一步熟悉示波器的使用，学会用示波器测绘图形。
二、实验原理一阶电路的过渡过程是由于电路中有一个电容或电感逐步储存或释放能量的渐变过程引起的，该过渡过程是十分短暂的单次变化过程，对时间常数 较大的电路，可用慢扫描长余辉示波器观察光点移动的轨迹。
然而能用一般的双踪示波器观察过渡过程和测量相关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。
为此，我们利用信号发生器输出的矩形脉冲序列波来模拟阶跃激励信号，即令方波输出的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号；方波下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。
只要选择方波的重复周期T 与电路的时间常数 满足一定的关系，它的响应和直流电源接通与断开的过渡过程是基本相同的。
1、RC 电路的过程过渡其电路组成和响应波形如图1-1所示。
状态响应图1-1 RC 一阶电路及其响应零输入响应：设Uc （0）＝Uo ，开关由1－2，换路后Uc （t ）＝Use-t/τ ，t ≥0，零状态响应：0)0(=c U ，开关由2－1，换路后Uc （t ）=Us(1-e-t/τ),t ≥0RC 一阶电路的零输入响应和零状态响应分别按指数规律衰减和增长，其变化的快慢决定于电路的时间常数τ （ RC =τ）2、时间常数 τ 的测定用示波器测定RC 电路时间常数的方法如下：在RC 电路输入矩阵脉冲序列信号，将示波器的测试探极接在电容两端，调节示波器Y 轴和X 轴各控制旋钮，使荧光屏上呈现出一个稳定的指数曲线如图1-2所示。
根据一阶微分方程的求解得知当T=τ时，Uc （τ）＝0.623Us ，设轴扫描速度标称值为S(s/cm)，在荧光屏上测得电容电压最大值)(cm a U U s cm ==在荧光屏Y 轴上取值：b=0.623*a(cm)在曲线上找到对应点Q 和P ，使PQ ＝b测得OP＝n(cm)则时间常数τ=S(s/cm)*n(cm)亦可用零输入响应波形衰减到0.368Us时所对应的时间测取。
3、矩形脉冲响应将矩形脉冲序列信号加在电压初始值为零的RC电路上，其响应曲线如图1-3所示，显然电路的脉冲响应实际上就是电容连续充电、放电的动态过程。
图1-2 时间常数的测定图1-3 矩形脉冲作用RC电路的响应4、RC电路的应用微分电路和积分电路是RC一阶电路中较典型的电路，它对电路元件参数和输入信号的周期有着特定的要求。
（1）RC积分电路由C端作为响应输出的RC串联电路，在方波序列脉冲下的重复激励下，当电路参速的选择满足τ>>t w条件下（t w为方波脉冲的脉宽），如图1-4所示，即称为积分电路。
此时电路的输出信号电压与输入信号电压的积分成正比。
输入电压为矩形脉冲时，输出电压近似为三角波。
图1-4 RC积分电路及其响应波形（2）RC微分电路由R端作为响应输出的RC串联电路，在方波序列脉冲的重复激励下，当电路参数满足τ<<t w时，就构成了一个微分电路，如图1-5所示。
此时电路的输出信号电压与输入信号电压的微分成正比，为正负交变的尖峰波。
图1-5 RC微分电路及其响应波形常应用这种电路把矩形脉冲变换成尖脉冲作触发信号。
(3)RC耦合电路若使RC微分电路参数增大，在τ>>t w的条件下，微分电路将转变为耦合电路，理想情况下它把矩阵脉冲序列变换成矩形波（或方波），如图1-6所示。
图1-6 RC耦合电路及其响应波形从波形转换的角度看，该电路中的电容C能把脉冲序列中的直流分量隔住，使高频分量通过，所以叫隔直电容，一般应用在多级交流放大电路中作为级间耦合。
从输出波形来看，上述三个电路均起着波形变换的作用，请在实验过程中自信观察与记录。
三、实验设备脉冲信号发生器（15Hz-150kHz）1台双踪示波器1台一阶，二阶电路试验板（RTXH-1或RTXH-2 或RTXH01）1台四、实验内容与步骤实验线路板的结构如图1-7所示，认清R、C元件的布局及其标称值，各开关的通断位置等等。
图1－7 一阶二阶电路实验线路板1、观测RC电路的矩形脉冲响应和RC积分电路的响应（1）选择动态电路板上的R、C元件，R＝300KΩ，C＝1000pF（即0.001μF）组成如图1-1（a）所示的RC充放电电路，US为脉冲信号发生器，调输出幅值Um=3V,f=1kHz的方波电压信号，并通过两根同轴电缆线，将激励源Us和响应Uc的信号分别连至示波器的两个输入口YA和YB，这时可在示波器的屏幕上观察到激励与响应的变化规律，用Uc的波形求测时间常数τ，并用方格纸按1:1的比例描绘波形。
（2）令R＝30KΩ，C＝0.01μF，观察并描绘响应的波形，并根据电路参数求出时间常数τ’。
少量地改变电容值或电阻值，定性地观察对响应的影响，记录观察到的现象。
（3）增大C之值，使之满足积分电路的条件τ＝RC>>t w,观察对响应的影响，并按表1-1中参数要求选取RC之值，描绘响应的波形。
2、观测RC微分电路的响应选择动态板上的R、C元件，组成如图1-5所示的微分电路，令C＝0.01μF，R＝1 K Ω，在同样的方波激励信号（Um=3V,f=1kHz）作用下，观测并描绘激励与响应的波形。
增减R之值，定性地观察对响应的影响，并作记录，描绘响应的波形。
3、观测RC耦合电路的响应令C＝0.01μF，R＝100 KΩ，计算τ＝RC之值。
在同样的方波激励信号（Um=3V,f=1kHz）作用下，观测并描绘响应的波形。
当R增至1MΩ时，输入输出波形有何本质上的区别？表1-1五、实验注意事项1、调节电子仪器各旋钮时，动作不要过猛。
实验前，需熟读双踪示波器的使用说明，特别是观察双踪时，要特别注意哪些开关、旋钮的操作与细节。
2、信号源的接地端与示波器的接地端要连在一起（称共地），以防外界干扰而影响测量的准确性。
3、示波器的辉度不应过亮，尤其是光点长期停留在荧光屏上不动时，应将辉度调暗，以延长示波器的使用寿命。
4、熟读仪器使用说明，做好实验预习，准备好画图用的方格纸。
六、预习思考题1、什么样的电信号可作为RC一阶电路零输入响应、零状态响应和完全响应的激励信号？2、已知RC一阶电路R＝30 KΩ，C＝0.01μF，试计算时间常数τ，并根据τ值的物理意义，拟定测量τ的方案。
3、何谓积分电路和微分电路，它们必须具备哪些条件？它们在方波序列脉冲的激励下，其输出信号波形的变化规律如何？这两种电路有何功用？七、实验报告1、根据实验观测结果，在方格纸上绘出RC一阶电路充放电时Uc(t)的变化曲线，由曲线测得τ值，并与由参数值的计算结果作比较，分析误差原因。
2、根据实验观测结果，归纳、总结积分电路和微分电路的形成条件，阐明波形变换的特征。
3、心得体会及其他。
实验二二阶网络函数的模拟一、实验目的掌握求解系统响应的一种方法——模拟解法研究系统参数变化对响应的影响二、实验原理为了求解系统的响应，需建立系统的微分方程，一些实际系统的微分方程可能是一个高阶方程或者是一个微分方程组，它们的求解是很费时间甚至是困难的，由于描述各种不同系统（如电系统、机械系统）的微分方程有惊人的相相似之处，因而可以用电系统来模拟各种非点系统，并进一步用基本运算单元获得该实际系统响应的模拟解，这种装置又称为“电子模拟计算机”。
应用它能较快的求解系统的微分方程，并能用示波器将求解结果显示出来，在初学这一方法时不妨以简单的二阶系统为例（本实验就是如此），其系统的微分方程为：x y a y a y =++0'1'' 框图如图2-1所示：图2-1 二阶网络函数框图实验装置如图2-2所示图2-2 实验线路图由模拟电路可得模拟方程为：只要适当的选定模拟装置的元件参数，可使模拟方程和实际系统的微分方程完全相同。
2、实际系统响应的变化范围可能很大，持续时间可能很长，但是运算放大器输出电压是有一定限制的，大致在+—10伏之间，积分时间受RC元件数值限制也不能太长，因此要合理的选择变量的比例尺度，t My和时间的比例尺度Mt,使得V2=M Y y,tM=M t t,式中y和t为实验系统方程中的变量和时间,V2和Tm为模拟方程中的变量和时间。
在求解系统的微分方程时，需了解系统的初始状态y(0)和y’(0)。
三、实验内容及步骤1、列出实验电路的微分方程，并求解之。
2、先用万用表测量面板上2个47K的电位器，调节，使其阻值为30K。
3、将正弦波接入电路，用双踪示波器观察输入信号与各测试点的波形，并记录之。
4、调节电位器，（上面的为幅值调节电位器，下面的为极点调节电位器），用双踪示波器观察输入信号与各测试点的波形，并记录之。
四、仪器设备信号与系统实验箱RTXH-1型或RTXH-2型或RTXH01 1台双踪示波器。
1台五、报告要求填写实验步骤3和4的结果。
并分析输入信号与各输出信号的关系。
体会微分电路用积分电路来模拟的关系好处。
实验三用同时分析法观测50Hz非正弦信号的频谱一、实验目的用同时分析法观测50Hz非正弦信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。
观测基波和其各次谐波的合成。
二、实验原理一个非正弦周期信号可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的整数倍而被称为2、3、……，n、次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减少，直至无穷小。
不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。
一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用各个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同的波形及其傅立叶级数表达式如下表1、方波2、全波三、实验设备双踪示波器1台信号分解与合成电路（RTXH-1或RTXH-2 或RTXH01）1套四、实验内容及步骤1、合上船型开关，示波器接50Hz非正弦信号的输出，通过调节波形选择开关来看6中50Hz非正弦。
信号的波形（示波器达DC档）2、调节波段开关，使其输出50Hz的方波信号，调节幅值电位器，使其输出峰值为2V （注意幅度不可过大），并将其接到信号分解实验模块的输入端，按方波的傅立叶分解公式通过面板上的幅度调节电位器来调节各次谐波的幅值，通过相移调节电位器来调节器使各次谐波的初相位重合并记录下来。
（说明如果在调相移的时候出现一次谐波和三次谐波已经重合但一次谐波和五次谐波却重合不了，这时可以只有调节一次谐波的相移使一次谐波和五次谐波初相位重合，但同时三次谐波也需要移相和一次谐波在此重合，如此反复，让所有谐波初相位都重合）3、将调节好的基波和其他和奇次谐波分量接至加法器的相应输入端，观察加法器的输出波形，并描绘其图形。