信号与系统课程设计教案_信号与系统课程教案

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信号与系统课程设计教案

一、matlab工作空间介绍。

二、信号处理部分：

1）信号的产生，matlab工具箱，自己编程函数仿真，导入实际数据。2）信号的卷积，奇偶分解，各种性质的验证。3）信号分解的基本原理。

4）信号分解的算法实现，自己编程验证。5）结合实验给出实验分析和结论。

三、离散信号处理部分：

1）信号分解算法的离散化。2）信号分解的基本原理。

3）信号分解的算法实现，自己编程验证。4）结合实验给出实验分析和结论。

四、信号滤波处理部分：

1）将信号进行傅里叶分解。2）在频率域进行理想滤波。3）将信号变换到时间域。

4）结合实验结果给出实验分析和结论。

五、连续系统分析部分：

1）电路系统建模或者已有微分系统方程。2）根据输入求解系统的响应。3）求解系统的单位冲激响应。

4）编程实现，验证系统的因果性，稳定性。

六、离散系统分析部分：

1）电路系统建模或者已有差分系统方程。2）根据输入求解系统的响应。3）求解系统的单位脉冲响应。

4）编程实现，验证系统的因果性，稳定性。实验报告组成：

1、实验基本原理

2、理论分析求解

3、实验编程验证

4、实验结果分析。

一、基本函数：

1、函数变量的定义。

syms是定义符号变量sym是将字符或者数字转换为字符

比如syms x y %就是定了符号变量x y以后x y就可以直接使用 sys('a+b')%就是将a+b转化为符号表达式。

2、单位阶跃信号。Heaviside()。

syms t;f=heaviside(t-4)；或者f=@(t)heaviside(t-4);ezplot(f,[0 5])

3、单位冲激信号 f=@(x)dirac(x-2);

二、示例演示分析 示例1：

1设f(t)e2tu(t)，画出该信号的及其幅频图。

21、概述：掌握信号傅立叶变换的计算方法。

2、设计任务，即要设计的主要内容和要求等

掌握信号傅立叶变换的计算方法以及程序求解方法。

3、设计原理

4、设计方案

5、测试过程及结果

6、结论或小结

第一步，计算信号的傅里叶变换 第二步，理论分析 第三步，实验验证 syms t v w x;x=1/2*exp(-2*t)*sym('heaviside(t)');F=fourier(x);subplot(211);ezplot(x);subplot(212);ezplot(abs(F));第四步，实验分析

示例2：周期信号的傅里叶级数

将振幅为1Hz的正弦波和振幅为0.5的5Hz的正弦波相加进行分析，研究能否从中分析出含有这两种频率的信号。

1、信号源仿真

f(t)sin(2t)sin(25t)。

2、理论分析 运用什么工具来做，实信号的傅里叶级数展开式

2Takf(t)cos(kw0t)dt

T02Tbkf(t)sin(kw0t)dt

T02Nakf(n)cos(nw0k) Nn02Nbkf(n)sin(nw0k)

Nn02akN2bkNf(n)cos(2nk/N)

n0NNf(n)sin(2nk/N)

n0ckak2bk23、实验验证

clear all N=256;dt=0.02;n=0:N-1;t=n*dt;x=sin(2*pi*t)+0.5*sin(2*pi*5*t);%Ðźżӵõ½µÄºÏ³ÉÐź m=floor(N/2)+1;a=zeros(1,m);b=zeros(1,m for k=0:m-1 for ii=0:N-1 a(k+1)=a(k+1)+2/N*x(ii+1)*cos(2*pi*k*ii/N);b(k+1)=b(k+1)+2/N*x(ii+1)*sin(2*pi*k*ii/N);end

c(k+1)=sqrt(a(k+1).^2+b(k+1).^2);end

subplot(2,1,1),plot(t,x);title('原始信号'),xlabel('时间/s')subplot(2,1,2),plot((0:m-1)/(N*dt),c)title('Fourier变换'),xlabel('频率/Hz'),ylabel(幅度')

4、实验分析

示例3：傅里叶变换的数值计算 离散理论分析：

F(w)f(t)ejwtndtlimnf(n)ejwn，因为信号为衰减信号，可以得到下面近似：

nN1F(k)F(kw1)n0f(n)ejkw1n,w12。N1,t1已知门信号g(t)，求其傅里叶变换，并画出图形。

0,t1

1、计算信号的傅里叶变换：

傅里叶变换可求得该信号的频谱为F(w)2sa(w)；

2、理论分析：该信号的频谱为F(w)2sa(w)，第一个过零点频率为，一般将此频率认为信号的有效带宽，故采样频率应该大于有效带宽的两倍，但是因为F(w)在有效带宽外有频谱泄露，故应适当提高采样频率，我们设定为w050，所以抽样间隔应该为110.02。

w2f0202

3、实验验证：

R=0.02;t=-2:R:2;f=heaviside(t+1)-heaviside(t-1);W1=2*pi/R;N=size(t,2);k=0:N-1;W=k*W1/N;F=f*exp(-j*t'*W)*R;F=real(F);W=[-fliplr(W(1:101)),W(2:101)];F=[fliplr(F(1:101)),F(2:101)];subplot(2,1,1);plot(t,f);xlabel('t');ylabel('f(t)');title('f(t)=u(t+1)-u(t-1)');subplot(2,1,2);plot(W,F);xlabel('w');ylabel('F(w)');title('f(t)µÄ¸¶Êϱ任F(w)');

4、实验分析