信号与系统复合系统

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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，并与其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－B型

2、双踪示波器：GOS—620型

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，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、?、n等倍数分别称二次、三次、四次、?、n次谐波，其幅度将随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1-1，方波频谱图如图1-1表示

图1-1 方波频谱图

表1-1 各种不同波形的傅立叶级数表达式

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1、方波

4um111

信号与系统试卷（5）

（满分：100分，所有答案一律写在答题纸上）

考试班级 学号 姓名 成绩 考试日期： 年 月 日， 阅卷教师： 考试时间 120分钟，试卷题共3页

1 （每小题8分，共16分）绘出下列函数的图形

(1) 已知一连续时间信号x(t)如图所示，试概略画出信号y(t)=x(2-t/3)的波形图。

X(t) 2 1 -1 0 1 2 3 t

题 1（1）图

(2) 一个线性时不变系统的输入f(t)和冲击响应h(t)如下图所示，试求系统的零状态响应，并画出波形。

f(t

实验三：周期信号的傅利叶级数分析及MATLAB实现

学院：信息学院 专业：通信工程(武警国防生) 指导教师：肖琦 姓名：梁由勇 学号：20081060094 成绩：

实验目的：1.用MATLAB实现周期信号的傅利叶级数；

2.用MATLAB实现周期信号(包括典型周期信号)的频谱分析；

3.观察利用MATLAB生成的图形及结果，与信号与系统理论知识相连系，加深对信号与系统理论知识的深入理解。

9.1 已知周期半波余弦信号和周期全波余弦信号的波形分别如图所示（图略），用MATLAB编程

求出它们的傅里叶系数，绘出其直流、一次、二次、三次、四次及五次谐波叠加后的波形图，并将其与原周期信号的时域波形进行比较，观察周期信号的分解与合成过程。 解：

% 观察周期余弦半波信号的分解和合成 % m:傅立叶级数展开的项数

display('Please input the value of m (傅立叶级数展开的项数)'); m=input('m = '); t=-2.5*pi:0.01:2.5*pi;

《信号与系统》知识要点

第一章 信号与系统

1、周期信号的判断 （1）连续信号

思路：两个周期信号x(t)和y(t)的周期分别为T1和T2，如果

T1N1?为有理T2N2数（不可约），则所其和信号x(t)?y(t)为周期信号，且周期为T1和T2的最小公倍数，即T?N2T1?N1T2。 （2）离散信号

思路：离散余弦信号cos?0n（或sin?0n）不一定是周期的，当 ①

2??02?为整数时，周期N?2??0；

②

?02??N1为有理数（不可约）时，周期N?N1； N2 ③

?0为无理数时，为非周期序列

注意：和信号周期的判断同连续信号的情况。 2、能量信号与功率信号的判断 （1）定义

连续信号 离散信号

2E???f(t)dtE信号能量： ??def?k????|f(k)|?N/2?2

11T2信号功率： P?lim?2Tf(t)dt P?limN??NT??T?2def|f(k)|2

k??N/2（2）判断方法

能量信号： E??，P=0

太原理工大学现代科技学院实验报告

实验一 信号、系统及系统响应

一、 实验目的

1、熟悉理想采样的性质，了解信号采样前后的频谱变化，加深对采样定理的理解。

2、熟悉离散信号和时域特性。

3、熟悉线性卷积的计算编程方法，利用卷积的方法，观察、分析系统响应的时域特性

4、掌握序列傅立叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅立叶变换对离散信号、系统及系统响应进行频域分析。 二、 实验原理及方法 （一）连续时间信号的采样

采样是从连续时间信号到离散时间信号的过渡桥梁，对采样过程的研究不仅可以了解采样前后信号时域和频域特性发生的变化以及信号内容不丢失的条件，而且有助于加深对拉氏变换、傅氏变换、Z变换和序列傅氏变换之间的关系。

对一个连续时间信号进行理想采样的过程可以表示为该信号的一个周期脉冲的乘积，

即： xa(t)?xa(t)p(t)

其中xa(t)为xa(t)的理想采样，p(t)为周期脉冲，即:

p(t)?m???^^^??(t?nT)

?

x(t)的傅立叶变换为

a- 1 -

太原理工大学现代科技学院实验报告

^

X1?Xa[j(??m

实验四 周期信号的傅里叶级数

一、实验目的

1、分析典型的矩形脉冲信号，了解矩形脉冲信号谐波分量的构成。

2、观察矩形脉冲信号通过多个数字滤波器后，分解出各谐波分量的情况。 3、掌握用傅里叶级数进行谐波分析的方法。

4、观察矩形脉冲信号分解出的各谐波分量可以通过叠加合成出原矩形脉冲信号。 二、预习内容

1、周期信号的傅里叶级数分解及其物理意义。 2、典型信号傅里叶级数计算方法。 三、实验原理

1. 信号的时间特性与频率特性

信号可以表示为随时间变化的物理量，比如电压u(t)和电流i(t)等，其特性主要表现为随时间的变化，波形幅值的大小、持续时间的长短、变化速率的快慢、波动的速度及重复周期的大小等变化，信号的这些特性称为时间特性。

信号还可以分解为一个直流分量和许多不同频率的正弦分量之和。主要表现在各频率正弦分量所占比重的大小不同；主要频率分量所占的频率范围也不同，信号的这些特性称为信号的频率特性。

无论是信号的时间特性还是频率特性都包含了信号的全部信息量。 2. 信号的频谱

信号的时间特性和频率特性是对信号的两种不同的描述方式。根据傅里叶级数原理，任意一个时域的周期信号f(t)，只要满足狄利克莱(Dirichlet)条件，就可以将其展开成

2011-2012学年第一学期期终考试 《信号与系统》试卷 A 第１页 共8页 河南科技学院新科学院2011-2012学年第二学期期终考试 信号与系统试题（A ） 适用班级：X 信工101-103 注意事项：1.在试卷的标封处填写院（系）、专业、班级、姓名和准考证号。 2.考试时间共100分。 3.本试卷需A4演草纸（ 2 ） 题号 一 二 三 四 五 合计 合分人签字 分数 20 20 15 15 30 100 得分 评卷人 得分 一、填空题（每题2分，共20分，填对得2分，填错得0分） 1、=-?∞∞-)()5sin 7dt t t δ（____________；dt t t )25()25246sin(22-+?-δππ=__________。 2、一线性时不变系统，初始状态为零，当激励为)(t ε时，响应为)(2t e t ε-，试求当激励为δ(t)时，响应为____________________。 3、=+*)1()(k k εε____________。 4、信号的频谱包括两个部分，它们分别是谱和 谱。 5、周期信号频谱的三个基本特点（1）谐波性，（2）离散性，(3

信 号 与 系 统

验指导书（Matlab

董海兵

湖南工学院电气与信息工程系

二〇一〇年三月一日

实）

前 言

《信号与系统》、《数字信号处理》是电子信息类专业的两门主要技术基础课程，是电子信息类专业本科生的必修课程，也是电子信息类专业硕士研究生入学必考课程。该课程的任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法，使学生初步认识如何建立信号与系统的数学模型，如何经适当的数学分析求解，并对所得结果给予物理解释，赋予物理意义。该课程的基本理论和方法大量用于计算机信息处理的各个领域，特别是通信、数字语音处理、数字图像处理、数字信号分析等领域应用更为广泛。通过实验，配合《信号与系统》和《数字信号处理》课程的教学、加强学生对信号与系统理论的感性认识、提高学生的综合能力具有重要的意义。

长期以来，《信号与系统》和《数字信号处理》课程一直采用黑板式的单一教学方式，学生仅依靠做习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析，严重影响和制约了教学效果。由于黑板式教学，课程中大量的信号分析结果缺乏可视化的直观表现，学生自己设计系统也不能直观地得到系统特性的可视化测试结果，学生将大量的时间和精力用于繁杂的手工

信 号 与 系 统

验 教

（实验报告）

班级:

姓名:

程实

目 录

实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------4

一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------4 二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------4

1、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------5 2、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------5 3、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------10 三、实验步骤及

杭州电子科技大学

信号与系统 实验报告

课程名称： 信号、系统与信号处理实验I

实验名称：实验五 连续时间信号与系统的频域分析

指导老师： 杨萌 王海泉 组 员： 韩民杨（12081420）黄泽承（12081422） 姚杰

（12081434）

专 业： 通信工程 实验日期： 2013.12.2

一、实验目的

1、掌握连续时间信号与系统的频域分析方法，从频域的角度对信号与系统的特性进行分析。

2、掌握连续时间信号傅里叶变换与傅里叶逆变换的实现方法。 3、掌握连续时间傅里叶变换的特点及应用

4、掌握连续时间傅里叶变换的数值计算方法及绘制信号频谱的方法

二、预习内容

1、连续时间信号的傅里叶变换与逆变换。 2、连续时间信号频谱的物理含义。 3、连续时间系统的频率特性。 4、连续时间系统的频域分析方法。

三、实验原理

1. 连续时间系统的频率特性 1.1函数表达式表示的频率特性

在连续LTI系统时域分析中得到系统的单位冲激响应可以