信号与系统实验指导书 实验十三综合设计—一一无失真传输系统 一、实验目的 在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用MATLAB语言编程，并具 有进行信号分析的能力。在本实验中学会利用所学方法，加深了解和掌握无失真的概念和条 件。 二、实验内容 -般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。 线性系统引起的信号失真由两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不 同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一方面是系统对 各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变 化，引起相位失真。 线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非 线性特性对于所传输信号产生非线性失真，因此非线性失真可能产生新的频率分量。 所谓无失真，是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上 的变化。设激励信号为e(t),响应信号为r(t),无失真传输的条件是 r()=K(1-lo)K是一常数，。为滞后时间。 满足此条件时，r()波形是(t)波形经时间1。的滞后，虽然，幅度方面有系数K倍的变 化，但波形形状不变。 要实现无失真传输，对系统函数H(jco)应提出怎样的要求？ 设r(t)与e(t)的傅里叶变换式分剐为R(j)与E(j叫)，借助傅里叶变换的延时定理， R()=KE(w)e-m R()=H(nv)E() 因而，无失真传输应满足条件H(w)=Kem 即：欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统 频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。 三、实验任务 利用理论分析和实验仿真的方法，分析图13-1系统，确定其无失真传输条件
信号与系统实验指导书 -1- 实验十三 综合设计-无失真传输系统 一、实验目的 在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用 MATLAB 语言编程，并具 有进行信号分析的能力。在本实验中学会利用所学方法，加深了解和掌握无失真的概念和条 件。 二、实验内容 -般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。 线性系统引起的信号失真由两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不 同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一方面是系统对 各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变 化，引起相位失真。 线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非 线性特性对于所传输信号产生非线性失真，因此非线性失真可能产生新的频率分量。 所谓无失真，是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上 的变化。设激励信号为 e(t)，响应信号为 r(t)，无失真传输的条件是 ( ) ( ) 0 r t Ke t t K 是一常数， 0 t 为滞后时间。 满足此条件时，r(t) 波形是 e(t) 波形经时间 0 t 的滞后，虽然，幅度方面有系数 K 倍的变 化，但波形形状不变。 要实现无失真传输，对系统函数 H(jco)应提出怎样的要求？ 设 r(t)与 e(t)的傅里叶变换式分剐为 R(jw)与 E(j 叫)。借助傅里叶变换的延时定理， 0 ( ) ( ) jwt R jw KE jw e R( jw) H( jw)E( jw) 因而，无失真传输应满足条件 0 ( ) jwt H jw Ke 即：欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统 频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。 三、实验任务 利用理论分析和实验仿真的方法，分析图 13-1 系统，确定其无失真传输条件
信号与系统实验指导书 R2 C2 图13-1衰减电路 四、实验要求 1、绘制各种输入信号失真条件下的输入输出信号 2、绘制各种输入信号无失真条件下的输入输出信号 3、编制出完整的实验程序，绘制滤波器的频率响应曲线。 五、MATLAB函数 熟悉下列函数的应用 [B,A]=butter(3,2/0.00025,’s'): [num2,den2]=bilinear(B,A,4000): Wn=kaiser(30,4.55)
信号与系统实验指导书 -2- 四、实验要求 1、绘制各种输入信号失真条件下的输入输出信号 2、绘制各种输入信号无失真条件下的输入输出信号 3、编制出完整的实验程序，绘制滤波器的频率响应曲线。 五、MATLAB 函数 熟悉下列函数的应用 [B，A]=butter(3,2/0.00025,’s’); [num2,den2]=bilinear(B,A,4000); Wn=kaiser(30,4.55) 图 13-1 衰减电路