信号实验报告2

信 号 与 系 统

上 机 实 验 报 告

学院： 学号：

姓名： 指导老师：

年 月 日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零

信 号 与 系 统

上 机 实 验 报 告

学院： 学号：

姓名： 指导老师：

年 月 日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零

实验1 常用信号的分类与观察

1、实验内容

对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定输入信号下，系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。

信号可以表示为一个或多个变量的函数，在这里仅对一维信号进行研究，自变量为时间。常用的信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa（t）信号、钟形信号、脉冲信号等。

1、 指数信号：指数信号可表示为f(t)?同的形式，如下图所示：

Keat。对于不同的a取值，其波形表现为不

在JH5004“信号与系统”实验平台的信号产生模块可产生a<0，t>0的ke形。通过示波器测量输出信号波形，测量keatat函数的波

函数的a、K参数。

2、 正弦信号：其表达式为f(t)?Ksin(w?t??)，其信号的参数有：振幅K、角频率

w、与初始相位?。其波形如下图所示：

通过示波器测量输出信号测量波形，测量正弦信号的振幅K、角频率w参数。 3、 指数衰减正弦信号：其表达式为f(t)???0?at?Ke(t?0)(t?0)，其波形如下图：

信号与线性系统实验报告

4、 复指数信号：其表达式

实验一 序列的产生

姓名:高洪美 学号：0819419213 班级：生医5班 一、 实验目的：

熟悉MATLAB中产生信号和绘制信号的基本命令。

二、 实验环境：

基于Windows PC的MATLAB。

三、 实验内容：

1、单位样本和单位阶跃序列； 2、指数信号； 3、正弦序列； 4、随机信号。

四、实验过程：

（一）单位样本和单位阶跃序列：

Q1.1运行程序P1.1以产生单位样本序列u[n]并显示它： 程序：clf;

% Generate a vector from -10 to 20 n = -10:20;

% Generate the unit sample sequence u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; % Plot the unit sample sequence stem(n,u);

xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([-10 20 0 1.2]);

所得图像如下所示：

Q1.2 命令clf,axis,title,xlable和ylable的作用是什么

实验一 序列的产生

姓名:高洪美 学号：0819419213 班级：生医5班 一、 实验目的：

熟悉MATLAB中产生信号和绘制信号的基本命令。

二、 实验环境：

基于Windows PC的MATLAB。

三、 实验内容：

1、单位样本和单位阶跃序列； 2、指数信号； 3、正弦序列； 4、随机信号。

四、实验过程：

（一）单位样本和单位阶跃序列：

Q1.1运行程序P1.1以产生单位样本序列u[n]并显示它： 程序：clf;

% Generate a vector from -10 to 20 n = -10:20;

% Generate the unit sample sequence u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; % Plot the unit sample sequence stem(n,u);

xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([-10 20 0 1.2]);

所得图像如下所示：

Q1.2 命令clf,axis,title,xlabl

实验一 序列的产生

姓名:高洪美 学号：0819419213 班级：生医5班 一、 实验目的：

熟悉MATLAB中产生信号和绘制信号的基本命令。

二、 实验环境：

基于Windows PC的MATLAB。

三、 实验内容：

1、单位样本和单位阶跃序列； 2、指数信号； 3、正弦序列； 4、随机信号。

四、实验过程：

（一）单位样本和单位阶跃序列：

Q1.1运行程序P1.1以产生单位样本序列u[n]并显示它： 程序：clf;

% Generate a vector from -10 to 20 n = -10:20;

% Generate the unit sample sequence u = [zeros(1,10) 1 zeros(1,20)]; % Plot the unit sample sequence stem(n,u);

xlabel('Time index n');ylabel('Amplitude'); title('Unit Sample Sequence'); axis([-10 20 0 1.2]);

所得图像如下所示：

Q1.2 命令clf,axis,title,xlable和ylable的作用是什么

实 验 报 告

课程名称： 数字信号处理实验 专业班级： 姓 名： 学 号：

实验名称 数字信号处理 实验地点 实验成绩 一、实验目的及任务 ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的零状态响应； ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的单位取样响应； ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的卷积和。 实验时间 二、实验内容与步骤 3.2.1 离散时间系统的响应 离散时间LTI系统可用线性常系数差分方程来描述，即 ?ay(n?i)??bx(n?j) （3-1） iji?0j?0NM其中，ai（i?0，1，?，N）和bj（j?0，1，?，M）为实常数。 MATLAB中函数filter可对式（13-1）的差分方程在指定时间范围内的输入序列所产生的响应进行求解。函数filter的语句格式为 y=filter(b,a,x) 其中，x为输入的离散序列；y为输出的

实 验 报 告

课程名称： 数字信号处理实验 专业班级： 姓 名： 学 号：

实验名称 数字信号处理 实验地点 实验成绩 一、实验目的及任务 ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的零状态响应； ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的单位取样响应； ? 学会运用MATLAB求解离散时间系统的卷积和。 实验时间 二、实验内容与步骤 3.2.1 离散时间系统的响应 离散时间LTI系统可用线性常系数差分方程来描述，即 ?ay(n?i)??bx(n?j) （3-1） iji?0j?0NM其中，ai（i?0，1，?，N）和bj（j?0，1，?，M）为实常数。 MATLAB中函数filter可对式（13-1）的差分方程在指定时间范围内的输入序列所产生的响应进行求解。函数filter的语句格式为 y=filter(b,a,x) 其中，x为输入的离散序列；y为输出的

实验二 信号处理实验

实验一 RLC 串联谐振电路选频特性与信号的分解

1. 实验目的

1. 进一步掌握信号分解的方法；

2. 熟悉RLC串联谐振电路的选频特性；

2. 实验数据及分析

表2-1-1 RLC串联选频

频率（KHz） 幅值（mv）

1. 由表中数据可以比对出：1，3，5，7次谐波的频率之比为：

2.778：8.329：13.884：19.442=1：2.998：4.999：6.999

是与傅里叶级数相符合的。

2. 同时可以比对出：其电压幅值之比：

1070.0：282.0：108.0：75.2=1：0.2636：0.101：0.070

电压的幅值之比不是完全符合要求，但是大致上能满足要求。造成这一情况的原因可能是在测量幅值的过程中存在着干扰，实验中存在一定误差。

3. 2，4，6次谐波的幅度较其他次谐波的幅度比较相对较小，基本满足幅度为0的预计。

造成这一情况的原因也应该是在幅值的测量过程中存在的干扰所致。

基波 2.778 1070.0 二次谐波 三次谐波 四次谐波 五次谐波 六次谐波 七次谐波 5.553 90.8 8.329 282.0 13.885 40.3 13.884 108.0 0 0 19.44

实验一 语音信号的端点检测

一、实验目的

1、掌握短时能量的求解方法 2、掌握短时平均过零率的求解方法

3、掌握利用短时平均过零率和短时能量等特征，对输入的语音信号进行端点检测。

二、仪器设备 HP计算机、Matlab软件

三、实验原理 3.1、短时能量

3.1.1、原理：语音信号能量随时间有相当大的变化，特别是清音段的能量一般比浊音段的小得多。 语音信号的短时能量定义：

xw(n)?w(n)?x(n)0?m?N?1

0?n?N?1?1w(n)?? 其它?0

n?N?1 2En??xw(m) m?n

3.1.2、短时能量序列反映了语音振幅或能量随着时间缓慢变化的规律。从原始语音信号图中可以看到语音信号幅度随时间有相当大的变化，特别是清音段的幅度一般比浊音段的幅度小很多，语音信号的短时能量给出了反映这些幅度变化的一个合适的描述方法。

3.1.3、短时平均幅度函数和能量函数的作用 (1)区分清/浊音。

En、Mn大，对应浊音； En、Mn小，对应清音。其中Mn是短时幅度差。 (2)在信噪比高的情况下，能进行有声/无声判决。 无声时，背景噪声的En、Mn小；

有声时，En、Mn显著增大。判决时可设置一个门限。