信号系统实验报告完整Word文档下载推荐.docx
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（改变取样时间间隔p观察仿真效果）
✐a.解：
由微分方程写出MATLAB冲击响应程序为：
>
a=[132];
b=[3];
impulse（b,a）
其输出波形为：
更改其时间间隔后有：
impulse（b,a,0:
0.05:
10）
图形如下：
（由图形变化可知，时间越长，图形的响应越接近零。
）
✐b.解：
由微分方程写出MATLAB阶跃响应程序为：
a=[132];
b=[3];
step（b,a）
✐c.连续系统对输入信号为e（t）=e
u（t）的零状态响应r（t）为：
e（t）r（t）*h（t）
程序为：
p=0.01;
t=0:
p:
10;
x=exp（-2*t）;
lsim（b,a,x,t）;
r（t）的波形
（2）.已知离散系统的差分方程为：
y（n）+y（n-1）+0.25y（n-2）=x（n）用MATLAB画出该系统的单位函数响应。
（写出相应得程序并画出波形。
离散系统的单位函数响应h（n）
x[n]=δ[n]y[n]=h[n]
程序：
a=[110.25];
b=[1];
impz（b,a）
四、实验分析
实验四系统的零极点分析
一：
实验性质
二：
实验目的
1掌握系统函数级零极点的概念；
2掌握对连续和离散系统的稳定性进行分析的方法。
三：
实验内容与步骤
（1）已知一连续时间线性非时变系统的系统函数为H（s）=
画出系统的零极点图并判断系统的稳定性。
（2）已知一离散系统的时间线性非时变的系统函数为H（z）=
画出系统的零极点图并判断系统的稳定性。
✐
（1）a.用MATLAB来绘制连续系统的零极点图。
解：
∵H（s）=
∴H（s）=
试绘出其零极点图。
在MATLAB中输入ljdt.m函数文件后保存文件，可直接调用函数来计算系统函数的零极点并绘制零极点图。
ljdt.m输入命令为：
function[p,z]=ljdt（D,N）
p=roots（D）
z=roots（N）
p=p'
;
z=z'
x=max（abs（[pz]））;
x=x+0.01;
y=x;
holdon
axis（[-xx-yy]）;
plot（[-xx],[00]）
plot（[00],[-yy]）
plot（real（p）,imag（p）,'
x'
plot（real（z）,imag（z）,'
o'
title（'
连续系统的零极点图'
）
text（0.2,x-0.2,'
虚轴'
text（y-0.2,0.2,'
实轴'
保存后对应的MATLAB命令如下：
a=[12-321];
b=[10-4];
ljdt（a,b）;
其连续系统的零极点图为：
✐b.判断该系统是否定？
根据MATLAB绘出零极点图即可判断出是否稳定。
∵H（s）=
写出命令：
clf
p=
-3.1300
0.7247+0.6890i
0.7247-0.6890i
-0.3195
z=
2.0000
-2.0000
H（s）有极点在右半平面，因此系统是一个不稳定系统。
✐
（2）.a.用MATLAB来绘制离散系统的零极点图。
∵H（z）=
在分式的分子、分母在乘以
得
∴H（z）=
在MATLAB中输入nljdt.m函数文件后保存文件，可直接调用函数来计算系统函数的零极点并绘制零极点图。
nljdt.m输入命令为：
function[p,z]=nljdt（D,N）
x=max（abs（[pz1]））;
x=x+0.1;
w=0:
pi/300:
2*pi;
ucircle=exp（j*w）;
plot（ucircle）
plot（[-xx],[0,0]）
plot（[0,0],[-y,y]）
离散系统的零极点图'
text（0.1,x,'
text（y,0.1,'
clf
a=[2-52];
b=[-30];
nljdt（a,b）;
2.00000.5000
0
由H（z）离散系统的零极点图可知，不是所有极点都在单位圆的内部，因此系统是一个不稳定系统！
四、实验分析：
实验五系统仿真
综合性实验
用MATLAB中的Sinmulink建立仿真模型，完成系统函数和系统冲激响应的仿真。
三.实验原理及方法
用MATLAB中的Sinmulink建立仿真模拟，完成系统函数和系统冲激响应的模拟。
四.实验内容
1、实验题为：
（1）、当系统的传递函数为
时，输入分别为单位阶跃函数，单位冲激函数及正弦信号时系统的输出结果。
（2）、当系统的传递函数为
时，输入分别为单位阶跃函数，单位冲激函数及正弦信号时的输出结果。
实验过程及其步骤
2.当系统的传递函数为
时，其解法如下：
a.观察函数H（s）=
时的系统仿真波形，选择source中的step函数作为系统的激励（输入函数），用鼠标把step函数拖入untitled窗中作为本系统的输入函数，在sinks中选择scope用以观察系统响应波形。
b.选continues库，用鼠标吧传递函数模块拖入untitled窗中，置于激励信号源和示波器间。
双击传递函数，设置函数参数：
为[10][11];
c.用鼠标拖出的连线将信号源、传递函数、示波器等按照系统的要求连接起来即可。
d．在untitled的菜单中选sinmulation的start则仿真执行开始，双击示波器就可以观察激励和响应的波形。
1题解：
i当系统的传递函数为
时，单位阶跃响应为：
阶跃信号阶跃响应
ii当系统的传递函数为
时，单位冲击响应为：
冲击信号冲击响应
iii当系统的传递函数为
时，单位正弦信号响应为：
正弦信号正弦响应
2题解：
传递函数为
∴
阶跃信号阶跃响应
冲击信号冲击响应
实验六频谱分析和抽样定理实验
观察离散信号频谱，了解其频谱特点；
验证抽样定理并恢复原信号。
实验原理：
1信号频谱分析
DSP数字信号处理器可以对实时采集到的信号进行FET运算以实现时域与频域的转换，FET运算结果反映的是各频域中分量幅值的大小，从而使画出频谱图成为可能。
用DSP实验系统进行信号频谱分析的基本思路：
先求取实时信号的采样值并送入硬件系统，其结果在PC机屏幕上显示，是DSP硬件系统完成一台信号频谱分析仪的功能。
2抽样定理与信号恢复
所谓抽样,就是对连续信号隔一段时间T抽取一个瞬时幅度值。
在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs大于信号中最高频率f的2倍时（fs>
=2f）,采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。
一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的5到10倍采样定理又称奈奎斯特定理。
抽样信号在一定条件下可以恢复出原信号，其条件是fs≥2Bf,其中fs为抽样频率，Bf为原信号占有频带宽度。
由于抽样信号频谱是原信号频谱的周期性延拓，因此，只要通过一截止频率为fc（fm≦fc≦fs-fm，fm是原信号频谱中的最高频率）的低通滤波器就能恢复出原信号。
如果fs﹤2Bf，则抽样信号的频谱将出现混叠，此时将无法通过低通滤波器获得原信号。
在实际信号中，仅含有有限频率成分的信号是极少数的，大多数信号的频率成分是无限的，并且实际低通滤波器在截止频率附近频率特性曲线不够陡峭，若使fs=2Bf，fc=fm=Bf，恢复出的信号难免有失真，为了减小失真，应将抽样频率fs提高（fs﹥2Bf），低通滤波器满足fm﹤fc﹤fs-fm。
为了防止原信号的频带过宽而造成抽样后频谱混叠，实验中常采用前置低通滤波器滤除高频分量，若实验中选用原信号频带较窄，则不必设置低通滤波器。
四．实验内容与步骤
（1）.USB驱动安装
1）运行372driver文件夹中的USB驱动程序CH372drv.exe。
在所出现的界面选择INSTALL，完成USB口驱动安装。
2）用USB线连接实验平台和PC机。
3）按下SW102按钮对DSP进行复位，或对实验箱加电复位，在计算机的控制面板中的设备管理器可以添加了一个外部接口，表示USB口工作正常。
（2）.
a、连接计算机和RZ8663信号与系统实验平台的USB接口，对实验平台加电。
b、按下SW101按钮选择DSP工作的程序，当程序模块显示9时，即可运行在线频谱分析；
c、运行频谱分析程序。
d、连接P701和P101,将信号源信号送入DSP处理模块；
e、点击采集信号按钮，观察输入信号的频谱；
f、点击暂停/继续按钮，可以暂停或继续进行频谱分析；
g、分别输入16KHZ正弦波2KHZ方波2KHZ三角波2KHZ半波的频谱。
16KHz正弦信号的频谱
2KHz方波信号的频谱
2KHz三角波信号的频谱
2KHz半波信号的频谱
（3）.抽样定理与信号恢复
（a）观察抽样信号波形
1.J702置于三角，选择输出信号为三角波，拨动开关K701选择函数。
2.按下S702使得输出频率为1KHZ（默认的输出信号频率为2KHZ）；
3.连接P702和P601，输入抽样原始信号；
4.连接P701和P602,输入抽样脉冲；
5.连接P702和P101，调节电位器W701，信号输出信号幅度为1V。
6.按下SW101，选择7
7.拨动地址开关SW704改变抽样频率，用示波器观察TP603
（Fs（t））的波形，此时需把拨动开关K601拨到空位置进行观察。
地址开关不同的组合，输出不同频率和占空比的抽样，如下表：
1234（SW704选择开关）
f（频率）
2/t（占空比）
0101
3K
1/2
0110
1/4
0111
1/8
1001
6k
1010
6K
1011
1101
12K
1110
1111
原波形：
频率f=1KHz的全波。
i.SW704选择开关为0101时波形为：
ii.SW704选择开关为0110时波形为：
iii.SW704选择开关为0111时波形为：
iv.SW704选择开关为1001时波形为：
v.SW704选择开关为1010时波形为：
vi.SW704选择开关为1011时波形为：
vii.SW704选择开关为1101时波形为：
viii.SW704选择开关为1110时波形为：
ix.SW704选择开关为1111时波形为：
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