信号与系统实验(DOC)
2010 级《信号与控制综合实验》课程实验报告(基本实验一:信号与系统基本实验) 姓名学号专业班号同组1 学号专业班号指导教师李开成日期2012.12.6实验成绩评阅人实验评分表基本实验实验编号名称/内容（此列由学生自己填写）实验分值评分实验一常用信号的观察 5实验二零输入，零状态及全响应 5实验五无源与有源滤波器10实验六低通，高通，带通，带阻滤波器间的变换10实验七信号的采样与恢复实验15实验八调制与解调实验15设计性实验实验名称/内容实验分值评分电气学科大类目录实验一常用信号的观察…………………………………….实验二零输入，零状态及全响应…………………………. 实验五无源与有源滤波器………………………………….. 实验六低通，高通，带通，带阻滤波器间的变换…………实验七信号的采样与恢复实验………………………………. 实验八调制与解调实验……………………………………….实验一常用信号的观察一任务及目标1 ）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.学习函数发生器和示波器的使用。
4.学习示波器波形采集wavestar软件的使用。
2 ）实验内容1 观察常用的信号，如：正弦波，方波，三角波，锯齿波及一些组合函数波形。
2 用示波器测量信号，读取信号的幅度和频率。
二总体方案设计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。
普通示波器可以观察周期信号；具有暂态拍摄功能的示波器可以观察到非周期信号的波形。
目前常用的数字式示波器可以非常方便的观察周期信号以及非周期信号的波形。
三方案实现和具体设计1 接通函数发生器的电源。
2 调节函数发生器选择不同的频率，用示波器观察输出波形的变化。
四实验设计与实验结果方波V P-P=2V，T=50ms 锯齿波V P-P=2V，T=100ms正弦波y=sin(20πx) 三角波V P-P=2V，T=100ms结果分析与讨论实验总结：通过本次实验，我学会了信号发生器的使用，学会了产生正弦波，方波，锯齿波，三角波的方法，加深了对各种波的性质的认识，通过改变个参数的大小，可以得到不同大小和形状的波形。
另外，我学会了使用wavestar采集波形，对示波器的使用更加熟悉。
实验二零输入，零状态及完全响应一任务及目标1）实验目的1．通过实验，进一步了解系统的零输入响应、零状态响应和完全响应的原理。
2．学习实验电路方案的设计方法——本实验中采用用模拟电路实现线性系统零输入响应、零状态响应和完全响应的实验方案。
2）实验内容1．连接一个能观测零输入响应、零状态响应和完全响应的电路图（参考图2-1）。
图2-1 零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路图 1R 2R 图2-2零输入响应、零状态响应和完全响应曲线其中：①零输入响应 ②零状态响应 ③完全响应2．分别观测该电路的零输入响应、零状态响应和完全响应的动态曲线。
二 总体方案设计零输入响应、零状态响应和完全响应的实验电路如图2-1所示。
合上图2-1中的开关1K ，则由电路可得101)()(E t U C R t i =+⋅ (1)∵dtt dU Ct i )()(0=，则上式变为100E U dtdU RC =+ (2)对上式取拉式变换得： 所以∴RCt -0RCt -10(0)e)e-(1)(U E t U += (3)式(3)中，若E 1等于0，则等号右方只有第二项，即为零输入响应，即由初始条件激励下的输出响应；若初始条件为零（0)0(0=U ），则等式右边只有第一项，即为零状态响应，它描述了初始条件为零（0)0(0=U ）时，电路在输入E 1作用下的输出响应，显然它们之和为电路的完全响应。
若V 5)0(V ,15201===E U E ，断开/合上开关K 1或K 2即可得到如图2-2所示的这三种的响应过程曲线。
三 方案实现和具体设计如图即为实验所得零输入响应，零状态响应与全输入响应图： 实验步骤为：1，实验模块如附2所示，将开关接到如图所示位置，待电容充满电后将k2接到电阻R2线路上，即得如图所示的零输入响应。
2，将开关接到如图所示位置，待电容充满电以后将k1接到15v 的电路，即得如图所示的全响应。
3，将k1接到15v 的电路，将k2接到R2线路，待电容放完电后再将开关k2接到电容电路，即得如图所示零状态响应。
附2信号与系统基本实验模块——实验电路板2(零输入、零状态及完全响应实验)的电路原理图及参数结果分析与讨论实验总结: 通过这次试验，我对电路理论所学习的三种响应状态有了更深的理解，在实验过程中，具体的操作步骤很重要，这能加快实验的完成的速度。
实验思考题:系统零输入响应的稳定性与零状态响应的稳定性是否相同？答：不相同。
理由如下：零输入响应与输入激励无关，零输入响应是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减。
所以零输入响应是只和电路结构有关，只要电路自身是稳定的，零输入响应就是稳定的。
零状态响应与起始储能无关，与输入激励有关。
在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。
所以零状态响应的稳定性不仅和电路结构有关，还与输入的信号有关。
实验五无源与有源滤波器一任务及目标1）、实验目的1．了解无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性；2．分析和对比无源和有源滤波器的滤波特性；3．掌握无源和有源滤波器参数的设计方法。
2）、实验内容1．测试无源和有源LPF(低通滤波器)的幅频特性；2．测试无源和有源HPF(高通滤波器)的幅频特性；3．测试无源和有源BPF(带通滤波器)的幅频特性；4．测试无源和有源BEF(带阻滤波器)的幅频特性。
二总体方案设计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（通常是某个频率范围）的信号通过，而其它频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。
这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无源滤波器，也可由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。
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。
图5-1分别为四种滤波器的实际幅频特性的示意图。
2．四种滤波器的传递函数和实验模拟电路如图5-2所示：3．滤波器的网络函数H （jω），又称为频率响应，它可用下式表示 式中A(ω)为滤波器的幅频特性，)(ωθ为滤波器的相频特性。
它们均可通过实验的方法来测量。
三 方案实现和具体设计1．将设计搭建的实验电路板或基本实验模块电路板5接通电源，用示波器从总体上先观察各类滤波器的滤波特性。
2．实验时，在保持滤波器输入正弦波信号幅值（U i ）不变的情况下，逐渐改变其频率，用示波器或交流数字电压表（f ＜200KHz ），测量滤波器输出端的电压U 0。
当改变信号源频率时，都应观测一下U i 是否保持稳定，数据如有改变应及时调整。
3．按照以上步骤，分别测试无源、有源LPF 、HPF 、BPF 、BEF 的幅频特性。
四 实验设计与实验结果本实验的输入电压为5.12v 频率 100 200 300 500 601 800 1000 1500 2700 无源低通5.12 4.96 4.64 4 3.68 3.26 2.72 1.88 1频率 800 1000 1200 1500 2000 3000 4300 5000 6000 1000图5-1 四种滤波器的幅频特性131)(222++=RCs s C R s G (a) 无源低通滤波器 121)(222++=RCss C R s G (b) 有源低通滤波器 12)(222222++=RCs s C R s C R s G (d) 有源高通滤波器 13)(222222++=RCs s C R s C R s G (c) 无源高通滤波器 13)(222++=RCs s C R RCs s G (e) 无源带通滤波器 图5-2 四种滤波器的实验电路(g) 有源带阻滤波器141)(222222+++=RCs s C R s C R s G (h) 无源带阻滤波器141)(222222+++=RCs s C R s C R s G 12)(222++=RCs s C R RCs s G (f) 有源带通滤波器-+无源高通0.84 1.08 1.32 1.64 2.12 2.92 3.68 3.96 4.2 4.76 频率500 600 700 1000 1200 1500 2000 3000 4500 6000 7500 无源带通0.9 1.04 1.24 1.56 1.72 1.74 1.7 1.58 1.36 1.24 1频率2.17505060801000120015002000250030005000800010001200无源带阻3.684.321.761.410.760.60.240.721.21.62.683.483.684.84频率50 100 300 500 700 1000 1500 2000 4000 6000 8000有源低通4.96 4.88 4.8 4.56 4.1 3.47 2.49 1.79 0.65 0.34 0.2有源高通0.25 0.26 0.27 0.63 1.12 1.8 2.8 3.52 4.43 4.5 5.01有源带通0.5 0.81 1.82 2.7 3.14 3.43 3.7 3.6 3.01 2.53 2.32有源带阻5.12 5.08 4.78 4.3 3.6 1.95 0.42 1.32 3.78 4.8 5.02结果分析与讨论实验总结：通过本实验，我明白了做实验前一定要先算好实验的滤波器的参数在进行测量，在滤波器频率变化较快的地方要多测量几组数据便于画出滤波器的特性图。
在记录数据时要按照一定的规律来记录，这样实验变得更加有条理，速度也会大大加快。
实验思考题：1、示波器所测滤波器的实际幅频特性与计算出的理想幅频特性有何区别？答：实际的幅频特性不像计算出来的那样准确，与计算的有一些出入，比如特征频率不一样，通频带不一致，相同频率下实际与理想的增益不同，等等，还有一个区别就是计算出来的曲线是非常光滑的，而实际测出的曲线可能有一些不光滑的地方。
出现以上问题的原因是实际中器件都是有一定误差的，比如电阻电容，示波器，信号发生器，等等，它们都有一定的误差，而且做实验的时候天气条件对实验也有一定的影响，造成了实际的幅频特性不像计算出来的那样准确。
2、如果要实现LPF、HPF、BPF、BEF源滤器之间的转换，应如何连接？答：LPF与HPF之间的转换，只需要把承担滤波任务的电阻与电容换个位置就可以了。
信号与系统实验
实验一信号与系统认知一、实验目的1、了解实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法。
2、学习示波器、实验箱的使用、操作知识；3、学习常用连续周期信号的波形以及常用系统的作用。
二、实验仪器1、信号与系统实验箱（本次实验使用其自带的简易信号源，以及实验箱上的“信号通过系统”部分。
）2、示波器三、实验原理1、滤波器滤波器是一种常用的系统，它的作用为阻止某些频率信号通过，或只允许某些频率的信号通过。
滤波器主要有四种：这是四种滤波器的理想状态，实际上的滤波器只能接近这些效果，因此通常的滤波器有一些常用的参数：如带宽、矩形系数等。
通带范围：与滤波器最低衰减处比，衰减在3dB以下的频率范围。
2、线性系统线性系统是现实中广泛应用的一种系统，线性也是之后课程中默认为系统都具有的一种系统性质。
系统的线性表现在可加性与齐次性上。
齐次性：输入信号增加为原来的a倍时，输出信号也增加到原来的a倍。
四、预习要求1、复习安全操作的知识。
2、学习或复习示波器的使用方法。
3、复习典型周期信号的波形及其性质。
4、复习线性系统、滤波器的性质。
5、撰写预习报告。
五、实验内容及步骤1、讲授实验室的规章制度、强化安全教育、说明考核方法2、通过示波器，读出实验箱自带信号源各种信号的频率范围（1）测试信号源1的各种信号参数，并填入表1-1。
（2）测试信号源2的各种信号参数，并填入表1-2。
3、测量滤波器根据相应测量方法，用双踪示波器测出实验箱自带的滤波器在各频率点的输入输出幅度（先把双踪示波器两个接口都接到所测系统的输入端，调节到都可以读出输入幅度值，并把两侧幅度档位调为一致，记录下这个幅度值；之后，将示波器的一侧改接入所测系统的输出端，再调节用于输入的信号源，将信号频率其调至表1-3中标示的值，并使输入信号幅度保持原幅度值不变。
观察输出波形幅度的变化，并与原来的幅度作比较，记录变化后的幅度值。
），并将相应数据计入表1-3中。
4、测量线性系统（1）齐次性的验证自选一个输入信号，观察输出信号的波形并记录输入输出信号的参数，将输入信号的幅度增强为原信号的一定倍数后，再对输入输出输出参数进行记录，对比变化前后的输出。
信号与系统实验一、二
chapter1实验内容：1、画出以下连续时间信号的波形1-0)f(t)=cos(2πt)代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=cos(2*pi*t);plot(t,fa);1-1)f (t)=sin(2πt)代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=sin(2*t*pi); plot(t,fa);2-0)f (t)=Sa(t/π) 代码如下：pi=3.14159;t=0:0.01:8;fa=sinc(t/pi); plot(t,fa);3-0)f (t)=2[u(t 3)- u(t 5)] 代码如下：t=-1:0.01:10;ft=2*((t>=3)-(t>=5)); plot(t,ft);axis([-1,10,0,3]);4-1)f (t)=e t 代码如下：t=0:0.01:10; ft=exp(t); plot(t,ft);4-2)f (t)=e-t u(t) 代码如下：t=0:0.01:10;f1=(t>=0);f2=exp(-t); plot(t,f1.*f2);5-0）f(t)=2e j(π/4)t，画出实部、虚部、模和相角的波形代码如下：t=0:0.01:10;ft=2*exp(j*(pi/4)*t);h=real(ft); %实部g=imag(ft); %虚部r=abs(ft); %模a=angle(ft); %相角subplot(2,2,1),plot(t,h),title('实部') subplot(2,2,3),plot(t,g),title('虚部') subplot(2,2,2),plot(t,r),title('模')subplot(2,2,4),plot(t,a),title('相角')7）f (t) = u(t)代码如下：t=-1:0.01:5ft=(t>=0);plot(t,ft);axis([-1,5,0,1.5]);8）f (t) =δ(t)代码如下：t=-1:0.01:5;ft=(t>=0)-(t>=0.1); plot(t,ft);axis([-1,1,0,1.1]);9)f9为周期矩形信号，其幅度从-1 到1，占空比为75% 代码如下：pi=3.14159;t=-10:0.01/pi:10;ft=square(t,75);plot(t,ft);2、信号本身运算画出f1(t)为宽度是4，高为1，斜度为0.5 的三角脉冲，然后画出f1(-t)，f1(2t)，f1(2-2t)的波形以及f1(t)的微分和积分波形。
西工大信号和系统_实验
西北工业大学
《信号与系统》实验报告
西北工业大学
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上图分别是0<n<2N-1,M=4,5,7,10时，Xm[n]的图像。
由上图可看出，当M=4时，基波周期T=3；M=5时，基波周期T=12 M=10时，基波周期T=6；所以当M=4时，得到的最小整数周期为
Xm(n)=sin(2πMn/N)的频率w=2πM/N，由公式得周期T=2k k=1,2,...）。
当N/M为正整数时，最小周期T=N/M；当N/M为有理数时，都有最小周期T=N；当N/M为无理数时，该序列不是周期序列
b.
以上是代码，下图是运行结果
可得出结论：如果2*pi/w0不是有理数，则该信号不是周期的 1.3离散时间信号时间变量的变换
b. 代码如下：x=zeros(1,11); x(4)=2;
x(6)=1;
x(7)=-1;
x(8)=3;
n=-3:7;
n1=n-2;
n2=n+1;
n3=-n;
n4=-n+1;
y1=x；
X超前2得到y1,；x延时1得到y2；x倒置再延时1得到y3；x倒置再延时2得到y4.
发现了课本中的一个错误
和书上的图1.2是一致的。
b:正余弦函数分别定义如下：
T=4
a:。
《信号与系统》课程实验报告
《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
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。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告一、实验目的(1) 理解周期信号的傅里叶分解，掌握傅里叶系数的计算方法；(2)深刻理解和掌握非周期信号的傅里叶变换及其计算方法；(3) 熟悉傅里叶变换的性质，并能应用其性质实现信号的幅度调制；(4) 理解连续时间系统的频域分析原理和方法，掌握连续系统的频率响应求解方法，并画出相应的幅频、相频响应曲线。
二、实验原理、原理图及电路图(1) 周期信号的傅里叶分解设有连续时间周期信号()f t ，它的周期为T ，角频率22fT，且满足狄里赫利条件，则该周期信号可以展开成傅里叶级数，即可表示为一系列不同频率的正弦或复指数信号之和。
傅里叶级数有三角形式和指数形式两种。
1）三角形式的傅里叶级数：01212011()cos()cos(2)sin()sin(2)2cos()sin()2n n n n a f t a t a t b t b t a a n t b n t 式中系数n a ，n b 称为傅里叶系数，可由下式求得：222222()cos(),()sin()T T T T nna f t n t dtb f t n t dtTT2）指数形式的傅里叶级数：()jn tn nf t F e式中系数n F 称为傅里叶复系数，可由下式求得：221()T jn tT nF f t edtT周期信号的傅里叶分解用Matlab进行计算时，本质上是对信号进行数值积分运算。
Matlab中进行数值积分运算的函数有quad函数和int函数。
其中int函数主要用于符号运算，而quad函数（包括quad8，quadl）可以直接对信号进行积分运算。
因此利用Matlab进行周期信号的傅里叶分解可以直接对信号进行运算，也可以采用符号运算方法。
quadl函数(quad系)的调用形式为：y＝quadl(‘func’,a,b)或y＝quadl(@myfun,a,b)。
其中func是一个字符串，表示被积函数的.m文件名（函数名）；a、b分别表示定积分的下限和上限。
《信号与系统实验》信号的采样与恢复(抽样定理)实验
《信号与系统实验》信号的采样与恢复（抽样定理）实验一、实验目的1、了解电信号的采样方法与过程以及信号恢复的方法。
2、验证抽样定理。
二、实验设备1、信号与系统实验箱2、双踪示波器三、原理说明1、离散时间信号可以从离散信号源获得，也可以从连续时间信号抽样而得。
抽样信号f s(t)可以看成连续f(t)和一组开关函数s (t)的乘积。
s (t)是一组周期性窄脉冲，见实验图5-1，T s(t)称为抽样周期，其倒数f s(t)= 1/T s称为抽样频率。
图5-1 矩形抽样脉冲对抽样信号进行傅立叶分析可知，抽样信号的频率包括了原连续信号以及无限个经过平移的信号频率。
平移的频率等于抽样频率f s(t)及其谐波频率2f s、3f s》》》》》》。
当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频率幅度(sinx)/x规律衰减。
抽样信号的频谱是原信号频谱周期的延拓，它占有的频带要比原信号频谱宽得多。
2、正如测得了足够的实验数据以后，我们可以在坐标纸上把一系列数据点连起来，得到一条光滑的曲线一样，抽样信号在一定条件下也可以恢复到原信号。
只要用一截止频率等于原信号频谱中最高频率f n的低通滤波器，滤除高频分量，经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容，故在低通滤波器输出可以得到恢复后的原信号。
3、但原信号得以恢复的条件是f s 2，其中f s为抽样频率，为原信号占有的频带宽度。
而f min=2 为最低抽样频率又称“柰奎斯特抽样率”。
当f s<2 时，抽样信号的频谱会发生混迭，从发生混迭后的频谱中我们无法用低通滤波器获得原信号频谱的全部内容。
在实际使用中，仅包含有限频率的信号是及少的，因此即使f s=2 ，恢复后的信号失真还是难免的。
图5-2画出了当抽样频率f s>2 （不混叠时）f s<2 （混叠时）两种情况下冲激抽样信号的频谱。
t f(t)0F()t 0m ωm ω-(a)连续信号的频谱Ts t 0f s (t)F()t0m ωm ω-s ω-s ω（）(b)高抽样频率时的抽样信号及频谱 不混叠图5-2 冲激抽样信号的频谱实验中f s >2 、f s =2 、f s <2 三种抽样频率对连续信号进行抽样，以验证抽样定理——要使信号采样后能不失真地还原，抽样频率f s 必须大于信号频率中最高频率的两倍。
信号与系统实验报告资料
《信号与系统》实验报告湖南工业大学电气与信息工程学院实验一用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成一、实验目的1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与傅立叶级数各项的频率与系数作比较。
2、观测基波和其谐波的合成。
二、实验设备1、信号与系统实验箱：TKSS －Ａ型或TKSS －B 型TKSS －C 型；2、双踪示波器三、实验原理1、 一个非正弦周期函数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，其他成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、…、n 等倍数分别称为二次、三次、四次、…、n 次谐波，其幅度将随着谐波次数的增加而减小，直至无穷小。
2、 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，3、 一个非正弦周期函数可以用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表2-1，方波频谱图如图2-1表示Um1351/91/51/71/3790ωωωωωω图1-1 方波频谱图表2-1 各种不同波形的傅立叶级数表达式UmtTU 2τ方波Um0TU 2τ正弦整流全波UmTU 2τ三角波Um0T2τ正弦整流半波t tUm0tT U 2τ矩形波U1、方波 ())7s i n 715s i n 513s i n 31(s i n 4 ++++=t t t t u t u mωωωωπ 2、三角波())5s i n 2513sin 91(sin 82++-=t t t u t u mωωωπ3、半波())4c o s 1512cos 31sin 421(2 +--+=t t t u t u m ωωωππ 4、全波 ())6c o s 3514cos 1512cos 3121(4 +---=t t t u t u m ωωωπ5、 矩形波())3cos 3sin 312cos 2sin 21cos (sin 2 ++++=t T t T t T U T U t u m m ωτπωτπωτππτ实验装置的结构如图1-2所示DC20f f f f f f 3456图1-2信号分解于合成实验装置结构框图图中LPF 为低通滤波器，可分解出非正弦周期函数的直流分量。
信号与系统实验报告
信号与系统实验报告好啦，今天咱们来聊聊信号与系统实验报告。
这话题有点儿“高大上”，但咱们不妨来点轻松的，把它聊得有趣一些。
先说说信号是什么。
信号其实就是一种信息传递的方式，可能是声音，可能是光，甚至是你手机屏幕上刷过的每一条消息。
简单来说，信号就是承载着信息的载体。
你看，像咱们日常生活中，电台广播，手机接收到的短信，甚至你家电视里放的广告，它们都是信号的一种表现形式。
啊，听起来有点儿复杂吧？其实不难，就像你一收到朋友发来的微信，手机屏幕上跳出来的就是一个信号。
信号怎么才能“正常工作”呢？这就得说到“系统”了。
系统呢，说白了就是一套能够处理信号的工具。
你想啊，信号如果没有一个合适的“平台”去接收、传递和处理，那就变得一团乱麻了。
就像是你给朋友发了个短信，但他手机坏了，信号接收不进去，结果信息就白发了。
系统在这里就相当于是一个“修理工”，它能让信号顺利通过、准确无误地到达目的地。
接下来说说我们在实验中的“主角”——信号与系统。
你看，实验嘛，往往让我们有点“心慌慌”。
不过，信号与系统的实验其实有点像玩拼图。
你得先弄清楚信号的各种“形状”，然后用系统去“加工处理”，让它变得符合要求。
比如，咱们常用的模拟信号，它是一个连续的过程，类似于咱们生活中的声音一样，是没有间断的。
而数字信号呢，就像你手机屏幕上的数字，离散的，断断续续的。
每种信号都有自己独特的“脾气”，你得了解它们的特点，才能搭配合适的系统。
你要是觉得这些实验有点儿复杂，那就来点儿幽默的比喻吧。
信号就像是你的朋友说的话，而系统就是你听的耳朵。
朋友说话的声音，可能因为距离远近，语速快慢，甚至音量的大小而有所不同。
系统就得根据这些变化去处理，比如调节音量、清晰度，甚至过滤掉不必要的噪声。
你想想，假如你能在嘈杂的环境下清楚地听到朋友的声音，那就是系统给你提供的帮助。
信号与系统的实验，就是在这种“听”和“说”之间找到平衡点。
咱们得说说实验中的一些基本工具了。
信号与系统试验----信号卷积
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、实验设备1.信号与系统实验箱 1台2.双踪示波器1台三、实验原理卷积积分的物理意义是将信号分解为冲激信号之和，借助系统的冲激响应，求解系统对任意激励信号的零状态响应。
设系统的激励信号为)t (x ，冲激响应为)t (h ，则系统的零状态响应为)(*)()(t h t x t y =⎰∞∞--=ττd t h t x )()(。
对于任意两个信号)t (f 1和)t (f 2，两者做卷积运算定义为：⎰∞∞--=ττd t f t f t f )(2)(1)(=)t (f 1*)t (f 2=)t (f 2*)t (f 1。
1. 两个矩形脉冲信号的卷积过程两信号)t (x 与)t (h 都为矩形脉冲信号，如图9-1所示。
下面由图解的方法（图9-1）给出两个信号的卷积过程和结果，以便与实验结果进行比较。
0≤<∞-t210≤≤t 1≤≤t 41≤≤t ∞<≤t 2124τ（b)(a)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)2卷积结果2. 矩形脉冲信号与锯齿波信号的卷积信号)t (f 1为矩形脉冲信号，)t (f 2为锯齿波信号，如图9-2所示。
根据卷积积分的运算方法得到)t (f 1和)t (f 2的卷积积分结果)t (f ，如图9-2(c)所示。
图9-2 矩形脉冲信号与锯齿脉冲信号的卷积积分的结果3. 本实验进行的卷积运算的实现方法在本实验装置中采用了DSP 数字信号处理芯片，因此在处理模拟信号的卷积积分运算时，是先通过A/D 转换器把模拟信号转换为数字信号，利用所编写的相应程序控制DSP 芯片实现数字信号的卷积运算，再把运算结果通过D/A 转换为模拟信号输出。
结果与模拟信号的直接运算结果是一致的。
数字信号处理系统逐步和完全取代模拟信号处理系统是科学技术发展的必然趋势。
图9-3为信号卷积的流程图。