信号与系统读书报告

2022-08-30

报告具有汇报性、陈述性的特点,只有按照报告的格式,正确编写报告,报告才能发挥出它的作用。那么在写报告的时候,应该如何写才能突出的重要性呢?以下是小编整理的《信号与系统读书报告》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。

第一篇:信号与系统读书报告

信号与系统仿真实验报告

信号与系统

仿真

实 验 报 告

班级: 学号: 姓名: 学院:

实验一

一、实验者姓名:

二、实验时间:

三、实验地点:

四、实验题目:

5(s25s6)求三阶系统H(s)3的单位阶跃响应,并绘制响应波形图。

s6s210s8

五、解题分析:要知道求单位阶跃响应需知道所用函数,以及产生波形图所需要用到的函数。

六、试验程序:

num=[5 25 30]; den=[1 6 10 8]; step(num,den,10); title(‘Step response’)

七、实验结果:

实验所得波形图如下:

Step response4.543.53Amplitude2.521.510.50012345Time (sec)678910

八、实验心得体会:通过本次试验了解学会了一些新的函数的应用。了解到了N阶系统的单位阶跃响应的计算方法,和系统的响应波形图的函数应用和绘制方法。为后面的实验打下基础,并对信号仿真和《信号与系统》这门课程之间的联系有所增加,对《信号与系统》这门课里的问题也有了更加深入地了解。

九、实验改进想法:无。

实验二

一、实验者姓名:

二、实验时间:

三、实验地点:

四、实验题目:

一个因果线性移不变系统y(n)0.81y(n2)x(n)x(n2),求:(1)H(z);(2)冲激响应h(n);(3)单位阶跃响应u(n);(4)H(ej),并绘出幅频和相频特性。

五、解题分析:离散卷积是数字信号处理中的一个基本运算,MTLAB提供的计算两个离散序列卷积的函数是conv,其调用方式为 y=conv(x,h) 。其中调用参数x,h为卷积运算所需的两个序列,返回值y是卷积结果。

MATLAB函数conv的返回值y中只有卷积的结果,没有y的取值范围。由离散序列卷积的性质可知,当序列x和h的起始点都为k=0时,y的取值范围为k=0至length(x)+length(h)-2。

许多离散LTI都可用如下的线性常系数的差分方程描述

ay[kn]bx[kn]

nnn0n0NN其中x[k]、y[k]分别系统的输入和输出。在已知差分方程的N个初始状态y[k],和输入x[k],就可由下式迭代计算出系统的输出

y[k](an/a0)y[kn](bn/b0)x[kn]

n1n0NM利用MATLAB提供的filter函数,可方便地计算出上述差分方程的零状态响应。filter函数调用形式为 y=filter(b,a,x) 。其中 a[a0,a1,...,aN],b[b0,b1,...,bM] ,分别表示差分方程系数。X表示输入序列,y表示输出序列。输出序列的长度和序列相同。

当序列的DTFT可写成ej的有理多项式时,可用MATLAB信号处理工具箱提供的freqz函数计算DTFT的抽样值。另外,可用MATLAB提供的abs、angle、real、imag等基本函数计算 DTFT的幅度、相位、实部、虚部。若X(ej)可表示为

b0b1ej...bMejMB(ej) X(e)jjjNA(e)a0a1e...aNe则freqz的调用形式为 X=freqz(b,a,w) ,其中的b和 a分别是表示前一个

j式子中分子多项式和分母多项式系数的向量,即a[a0,a1,...,aN] ,w为抽样的频率点,向量w的长度至少为2。返回值X就是DTFTb[b0,b1,...,bM]。在抽样点w上的值。注意一般情况下,函数freqz的返回值X是复数。

六、实验程序:

clc;clear;close; b=[1 0 -1]; a=[1 0 -0.81]; figure(1); subplot(2,1,1); dimpulse(b,a,20) subplot(2,1,2); dstep(b,a,50) w=[0:1:512]*pi/512; figure(2); freqz(b,a,w)

七、实验结果:

冲击响应图及阶跃响应图:

Impulse Response1Amplitude0.50-0.50246810Time (sec)Step Response12141618201Amplitude0.500510152025Time (sec)3035404550 100Magnitude (dB)0-100-200-30000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency ( rad/sample)0.91100Phase (degrees)500-50-10000.10.20.30.40.50.60.70.8Normalized Frequency ( rad/sample)0.91

八、实验心得体会:通过实验我们知道了使用Matlab来绘出出一个线性移不变系统的幅频和相频曲线。并知道了在《信号与系统》中得一些差分方程和各种响应,譬如零输入相应、零状态响应、全响应、自由响应、强迫响应、冲击响应、单位阶跃响应等等各种响应在Matlab中的函数表达方式和他们的求法,以及系统的幅频和相频曲线的绘制都有了一定深刻的认识。

九、实验改进想法:无。

实验三

一、实验者姓名:

二、实验时间:

三、实验地点:

四、实验题目:

模拟信号x(t)2sin(4t)5cos(8t),求N64的DFT的幅值谱和相位谱。

五、解题分析:在MATLAB信号处理工具箱中,MATLAB提供了4个内部函数用于计算DFT和IDFT,它们分别是:fft(x),fft(x,N),ifft(X),ifft(X,N)。

fft(x) 计算M点的DFT。M是序列x的长度,即M=length(x)。

fft(x,N) 计算N点的DFT。若M>N,则将原序列截短为N点序列,再计算其N点DFT;若M

ifft(X) 计算M点的IDFT。M是序列X的长度。

ifft(X,N) 计算N点IDFT。若M>N,则将原序列截短为N点序列,再计算其N点IDFT;若M

六、实验程序:

clc;clear;close; N=64; n=0:63; t=d*n; q=n*2*pi/N; x=2*sin(4*pi*t)+5*cos(8*pi*t); y=fft(x,N); subplot(3,1,1); plot(t,x); title(‘source signal’); subplot(3,1,2); plot(q,abs(y)); title(‘magnitude’); subplot(3,1,3); plot(q,angle(y)); title(‘phase’);

七、实验结果:

180160140120100806040200|F(k)|05101520Frequency253035

180160140120100806040200|F(k)|05101520Frequency253035 4321|jW|0-1-2-3-405101520Frequency253035Step Response400020000-2000 Amplitude-4000-6000-8000-10000-12000-1400001234n (samples)5678

八、实验心得体会:通过本次试验我知道了求取模拟信号在N等于一定值时的的DFT的幅值谱和相位谱的求法。通过本次实验,对幅值谱和相位谱有了更深的了解,并与课程《信号与系统》里的一些相关知识连接到了一起,使得学到的只是更加深刻、有意义。

九、实验改进想法:无。

实验四

一、实验者姓名:

二、实验时间:

三、实验地点:

四、实验题目:

将信号x(t)sin(240t)做离散序列,比较原序列与经过FFT和IFFT变换后的序列,并做出说明。

五、解题分析:此题需要对信号做离散序列,还要做FFT和IFFT变换,然后得到图像进行比较。连续时间函数与离散时间函数在编程中的区别主要体现在如下两个方面:第一,自变量的取值范围不同,离散时间函数的自变量是整数,而连续时间函数的自变量为一定范围内的实数;第二,绘图所用的函数不同,连续函数图形的绘制不止一个。本实验中要求绘制离散时间信号图,可以应用MATLAB中的函数来实现。用MATLAB表示一离散序列,可用两个向量来表示。其中一个向量表示自变量的取值范围,另一个向量表示序列的值。之后画出序列波形。当序列是从0开始时,可以只用一个向量x来表示序列。由于计算机内寸的限制,MATLAB无法表示一个无穷长的序列。对于典型的离散时间信号,可用逻辑表达式来实现不同自变量时的取值。

六、实验程序:

t=0:1/255:1; x=sin(2*pi*120*t); y=real(ifft(fft(x))); subplot(2,1,1); plot(t,x); title(‘原波形’); subplot(2,1,2); plot(t,y);

七、实验结果:

原波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91恢复的波形10.50-0.5-100.10.20.30.40.50.60.70.80.91

八、实验心得体会:通过对做信号的离散序列以及经FFT和IFFT的变换,了解了相关特性。通过计算机做出的信号波形图,我们能够很直白的看出原波形和经过变换后的波形的差别。

九、实验改进想法:无。

实验五

一、实验者姓名:

二、实验时间:

三、实验地点:

四、实验题目:

2s,激励信号22(s1)100x(t)(1cot)sco1s0(t)0,求(1)带通滤波器的频率响应;(2)输出稳态响应并绘制图形。 已知带通滤波器的系统函数为H(s)

五、解题分析:需要知道求频率响应的方法,并绘制图形。

六、实验程序:

clear; t=linspace(0,2*pi,1001); w=[99,100,101]; U=[0.5,1,0.5]; b=[2,0]; a=[1,2,10001]; u1=U*cos(w’*t+angle(U’)*ones(1,1001)); H=polyval(b,j*w)./polyval(a,j*w); H=freqs(b,a,w); subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid; subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid; u21=abs(U(1)*H(1))*cos(99*t+angle(U(1)*H(1))); u22=abs(U(2)*H(2))*cos(100*t+angle(U(2)*H(2))); u23=abs(U(3)*H(3))*cos(101*t+angle(U(3)*H(3))); u2=u21+u22+23; figure(2); subplot(2,1,1),plot(t,u1); subplot(2,1,2),plot(t,u2);

七、实验结果:

10.90.80.79910.50-0.5-19999.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.810199.299.499.699.8100100.2100.4100.6100.8101

210-1-201234567252423222101234567

八、实验心得体会:通过本次试验,了解了频率响应求法,加深了对输出稳态响应的印象。

九、实验改进想法:无。

第二篇:信号分析与处理读书报告

读书报告

随着低碳经济的提出和节能减排的号召,绿色汽车、节能减排已经成为当今汽车工业发展的主旋律,然而,面对因汽车增多而日益突出的交通拥堵问题、安全问题,使得车辆“智能化”,成为汽车工业的发展方向之一。

汽车的智能化是环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算、现代传感器、信息融合、通信、人工智能及自动控制技术,是典型的高新技术综合体。他的实现必须要求汽车系统与环境系统之间发生信息的流动和监测,以使得汽车能够在环境发生变化时做出正确的决策,所以信号分析与处理在现代汽车以及其研发过程中具有重要的地位。

我参与的项目是ESP的硬件在环仿真实验研究,通过学习《信号分析与处理》这本书,对我的科研工作有如下帮助:

1、它在试验方案设计中具有重要的作用,帮助我们对整过试验工作做全盘的计划,在给定的目的要求下,有效、方便、真实、充分地再现某种物理现象,取得能揭示该现象内在规律的信息和数据,主要包括:实验原理和方案的确定;测量系统的配置;试验条件、步骤、方法;数据处理方案和精度要求。

2、试验信号的采集,它是在人为控制下重现某种物理现象,并测取变化规律的信号和数据。关键是要保证采集后的信号和原始信号的真实性,即要避免出现采集信号失真的情况发生,那就需要在采集过程中要满足不失真条件:系统的输入/输出信号归一化相关函数的值至少有一点为+1或者是-1。

3、数据的处理与分析,是对原始数据进行综合、概括和信息变换,目的是去伪存真、由表及里,解释现象的本质规律。

试验对于工程技术科学是非常重要的,而试验在论证工程技术时,信号的采集与处理扮演了很重要的作用。所以我觉得《信号分析与处理》这本书中重要的知识点是:对信号的时域和频域分析以及它们之间的对应关系和内在关系的分析;由于在采集信号过程中会出现很多干扰,故还应该对滤波器的设计进行好好学习。

在时域和频域分析时,有一个重要的分析工具就是傅里叶变换,其中快速傅里叶变换(FFT)尤其重要。FFT并不是一种新的变换形式,它只是离散傅里叶变换(DFT)的一种快速算法。FFT主要应用在快速卷积、相关和频谱分析中,主要的算法有时间抽选和频率抽选FFT算法两种,以时间抽选FFT算法来讲,它 的特点是:基本运算单元都是蝶形,任何一个长度为N=2M的序列,总可通过M次分解最后成为2点的DFT计算;原位计算,这是由蝶形运算带来的好处,每一级蝶形运算的结果Xm+1(p)无须另外存储,只要再存入Xm(p)中即可,Xm+1(q)亦然。

这样将大大节省存储单元;变址计算,输入为“混序”(码位倒置)排列,输出按自然序排列,因而对输入要进行“变址”计算(即码位倒置计算)。“变址”实际上是一种“整序”的行为,目的是保证“同址”。要注意的是:该算法必须遵循两条准则,对时间奇偶分,对频率前后分。

《工程信号分析与处理》这门课程对我的论文工作有诸多帮助,是一门非常有用的课程,在以后的科研过程中还会更认真的来阅读相关书籍。

第三篇:实验一 时域离散信号与系统分析(实验报告)-2015

《数字信号处理》 实验报告

学院

专业 电子信息工程

班级

姓名

学号

时间

实验一

时域离散信号与系统分析

一、实验目的

1、熟悉连续信号经理想采样后的频谱变化关系,加深对时域采样定理的理解。

2、熟悉时域离散系统的时域特性,利用卷积方法观察分析系统的时域特性。

3、学会离散信号及系统响应的频域分析。

4、学会时域离散信号的MATLAB编程和绘图。

5、学会利用MATLAB进行时域离散系统的频率特性分析。

二、实验内容

1、序列的产生(用Matlab编程实现下列序列(数组),并用stem语句绘出杆图。 (要求标注横轴、纵轴和标题)

(1). 单位脉冲序列x(n)=δ(n)

(2). 矩形序列x(n)=RN(n) ,N=10 201321111053 陈闽焜10.90.80.70.60.50.40.30.20.10-30-20-100n102030RN(n)10.90.80.70.60.50.40.30.20.10-505101520201321111053 陈闽焜

图1.1 单位脉冲序列 图1.2 矩形序列

nδ(n)

(3) . x(n)=e(0.8+3j)n ; n取0-15。

第 1 页 共 6 页

181614121086420

图1.3 复指数序列的 模 图1.4 复指数序列的 相角

(4). x(n)=3cos(0. 25πn+0.3π)+2sin(0.125πn+0.2π) n取0-15。

201321111053 陈闽焜43210-1-2-3-4-502468n10121416-202468n10121416y(n)

05n1015

图1.4 复合正弦实数序列

(5). 把第(3)小题的复指数x(n)周期化,周期20点,延拓3个周期。

181614121086420x 104201321111053 陈闽焜|y(m)|

图1.5 第(3)的20点周期延拓杆图

(6). 假设x(n)= [1,-3,2,3,-2 ], 编程产生以下序列并绘出杆图:y(n) y(n)= x(n)-2x(n+1)+x(n-1)+x(n-3);

0102030 m 405060第 2 页 共 6 页

2x 105201321111053 陈闽焜10-1-2-3-402468101214161820

图1.6 y(n)序列杆图

(7)、编一个用户自定义matlab函数,名为stepshf(n0,n1,n2)实现单位阶跃序列u[n-n1]。其中位移点数n1在起点n0和终点n2之间任意可选。自选3个入口参数产生杆图。

201321111053 陈闽焜10.90.80.70.60.50.40.30.20.1002468101214161820

M文件子程序如上所列。 图1.7 自定义stepshf函数效果举例

2、采样信号及其频谱分析

(1)绘出时间信号x(t)=cos(50πt)sin(πt),时间范围t取0到2秒。

201321111053 陈闽焜10.80.60.40.2x(t)0-0.2-0.4-0.6-0.8-100.20.40.60.811.2t/second1.41.61.82

图2.1 连续信号x(t)的波形图及频谱图

(2)对于连续信号x(t)=500exp(-200nT)sin(50πnT)u(n),n=0,1,2,…,49;

分别求在T=0.5ms和T=1ms以及T=2ms三种情况下的x(t)的序列图和频谱X的幅频响应.观察是否有频谱混叠现象。

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150100500-5005101520253035404550201321111053 陈闽焜2500200015001000500005101520253035404550

图2.2-a 以T=0.5ms采样的序列及幅频谱图

150100500-5005101520253035404550201321111053 陈闽焜15001000500005101520253035404550

图2.2-b 以T=1ms采样的序列及幅频谱图

150100500-5005101520253035404550201321111053 陈闽焜600400200005101520253035404550

图2.2-c 以T=2ms采样的序列及幅频谱图

3、系统的单位脉冲响应

求以下差分方程所描述的系统的单位脉冲响应h(n), 长度 0—49共50点

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y(n)+0.2 y(n-1)+0.6y(n-2) =2x(n)-3x(n-1)

8642x 10-3201321111053 陈闽焜 Amplitude0-2-4-6-8051015202530n (samples)354045

图3.1 离散系统单位脉冲响应h(n)

4、计算离散线性卷积

序列x=[1, -1, 2, 3]与第3题的h(n)的线性卷积,y=conv(x,h),绘结果y(n)图。

图4.1 离散系统输出响应y(n)

5、时域离散系统的频域分析

1+2z12z2z3因果的系统函数为: H(z) 10.8z11.2z24z34z4 分析该系统频率响应,绘出幅频特性和相频特性图,注意:相频特性的表示。

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201321111053 陈闽焜504321201321111053 陈闽焜403020010-10-2-10-3-4-2000.511.522.533.500.511.522.533.5

图5.1 系统幅频特性 图5.2系统相频特性

三、回答思考题内容

(1)、在分析理想采样序列时,当选择不同采样频率获取数据,其DFT的数字频率是否一样?它们的值所对应的模拟频率是否相同?为什么?

(2)、对于由两个子系统级联或并联的系统,该如何用MATLAB分析其幅频特性和相频特性?

第 6 页 共 6 页

第四篇:信号与系统

问题4:单侧可导与单侧连续、单侧极限的关系?单侧极限存在 并且极限值=函数值 可以推出单侧连续可导必连续,连续未必可导那么 单侧可导是否可以推出单侧连续?请证明;反之,单侧极限是否可以推出单侧可导?请证明或举反例。 谢谢老师!

解答:单侧可导可以推出单侧连续,单侧连续可以推出单侧极限存在。

证:设函数f(x)在x0点的右侧导数存在,即右导数存在,根据右导数存在的定义,limxx0f(x)f(x0)xx0存在,由于xx0时,分母xx0趋于0,所以f(x)f(x0)也要趋于0,否则这个极限是不存在的。所以limf(x)f(x0)0,即limf(x)f(x0),亦即f(x)在x0点右连续。 xx0xx0

再证明单侧连续可以推出单侧极限存在。

设函数f(x)在x0点右连续,即limf(x)f(x0),这说明函数在x0点的右极限存在。 xx0

由于连续未必可导,所以单侧连续也是推不出单侧可导的,具体例子见同济六版课本P85,例9

第五篇:《信号与系统》课程总结

《信号与系统》是电子信息工程专业在复变函数和电路分析基础后所必修的又一门重要的专业基础课。它主要讨论确定信号的特性,线性时不变系统的特性,信号通过线性系统的基本分析方法。其后续课程主要有通信原理、自动控制理论、数字信号处理、信号检测与信息处理等。

通过本课程的学习,要求学生牢固掌握信号与系统的基本概念、理论和基本分析方法。掌握信号与系统的时域、变换域(频域和s域)分析方法,理解傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换的基本内容、性质与应用,特别要建立信号与系统的频域分析的概念以及系统函数的概念。为学生进一步学习后续课程打下坚实的基础。要求学生树立从不同的域(时域、频域)来观察信号的特点,尤其是要了解周期信号的频谱特点;掌握线性时不变系统的不同分析方法。在具体的教学过程中,除讲授基本知识点外,加入这些基本知识在日常生活中的应用,提高学习的积极性;课后布置一定数量的习题练习加深对各种分析方法的理解与掌握;并及时批改讲解作业中存在的问题。

通过本次考试可以看出学生对信号与系统的有关基本知识点掌握的较好,但应在今后的教学过程中加入信号与系统的实验练习,应注重培养学生分析问题的能力,能够理论联系实际,把所学的知识灵活的运用到实践中。

总结人签字:

2011年12月31日

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