《信号与系统》实验教学大纲一、实验教学内容及要求实验一MATLAB程序设计入门【实验类型】验证性【目的与要求】目的：学习MATLAB软件的基本使用方法；了解MATLAB的数值计算，符号运算，可视化功能；掌握MATLAB程序设计基本语句。要求：使用MATLAB进行矩阵运算及绘图。【内容提要】1.打开MATLAB的系统界面，对其功能做一个大致了解；2.学习变量的描述方法，掌握几个固定变量：I，j，pi，inf的使用。3.学习数值，矩阵，运算符，向量的矩阵运算，数组运算的描述方法。4.掌握MATLAB符号运算功能5.掌握MATLAB语言的绘图功能【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）MATLAB软件。实验二连续时间信号与系统的时域分析【实验类型】验证性【目的与要求】目的：掌握连续时间信号的描述：掌握信号的时域变换方法；利用MATLAB计算信号卷积，验证卷积的一些性质；熟练使用MATLAB实现系统响应的求解。要求：使用MATLAB实现简单的连续时间信号与系统的时域分析【内容提要】1.在MATLAB中连续信号的向量或符号运算功能来表示；-
1 《信号与系统》实验教学大纲 一、实验教学内容及要求 实验一 MATLAB 程序设计入门 【实验类型】 验证性 【目的与要求】 目的：学习 MATLAB 软件的基本使用方法；了解 MATLAB 的数值计算，符号运 算，可视化功能；掌握 MATLAB 程序设计基本语句。 要求：使用 MATLAB 进行矩阵运算及绘图。 【内容提要】 1．打开 MATLAB 的系统界面，对其功能做一个大致了解； 2．学习变量的描述方法，掌握几个固定变量：I，j，pi，inf 的使用。 3．学习数值，矩阵，运算符，向量的矩阵运算，数组运算的描述方法。 4．掌握 MATLAB 符号运算功能 5．掌握 MATLAB 语言的绘图功能 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 实验二 连续时间信号与系统的时域分析 【实验类型】 验证性 【目的与要求】 目的：掌握连续时间信号的描述；掌握信号的时域变换方法；利用 MATLAB 计算 信号卷积，验证卷积的一些性质；熟练使用 MATLAB 实现系统响应的求解。 要求：使用 MATLAB 实现简单的连续时间信号与系统的时域分析 【内容提要】 1．在 MATLAB 中连续信号的向量或符号运算功能来表示；
2.连续信号的时域变换，包括信号的平移、反折、倒相及信号的尺度变换；3.信号卷积的实现，并验证卷积性质；4.用MATLAB实现系统响应的求解。【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）、MATLAB软件。实验三连续时间信号与系统的频域分析【实验类型】验证性【目的与要求】目的：掌握信号频谱的定义，理解非周期信号频谱密度的概念：加深对周期信号频谱特点的了解；研究矩形脉冲周期和脉冲宽度的变化对频谱结构的影响，研究门函数脉宽和带宽的关系熟悉MATLAB软件的基本用法。要求：使用MATLAB实现简单的连续时间信号与系统的频域分析【内容提要】1：使用MATLAB把给定的方波、三角波、锯齿波、矩形波、门信号和指数函数频谱绘制出来。2.观察非周期信号的频谱特点。3.观察周期信号的频谱特点。4改变周期信号的周期和幅度，对比频谱的变化。5.使用MATLAB进行信号的频域分析（以书本例题为例，使用MATLAB进行求解）【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）MATLAB软件。实验四连续时间信号与系统的复频域分析【实验类型】验证性【目的与要求】2
2 2．连续信号的时域变换，包括信号的平移、反折、倒相及信号的尺度变换； 3. 信号卷积的实现，并验证卷积性质； 4. 用 MATLAB 实现系统响应的求解。 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 实验三 连续时间信号与系统的频域分析 【实验类型】 验证性 【目的与要求】 目的：掌握信号频谱的定义，理解非周期信号频谱密度的概念；加深对周期信号频 谱特点的了解；研究矩形脉冲周期和脉冲宽度的变化对频谱结构的影响，研究门函数脉 宽和带宽的关系；熟悉 MATLAB 软件的基本用法。 要求：使用 MATLAB 实现简单的连续时间信号与系统的频域分析 【内容提要】 1．使用 MATLAB 把给定的方波、三角波、锯齿波、矩形波、门信号和指数函数频 谱绘制出来。 2．观察非周期信号的频谱特点。 3．观察周期信号的频谱特点。 4．改变周期信号的周期和幅度，对比频谱的变化。 5．使用 MATLAB 进行信号的频域分析（以书本例题为例，使用 MATLAB 进行求 解） 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 实验四 连续时间信号与系统的复频域分析 【实验类型】 验证性 【目的与要求】
目的：掌握用MATLAB实现部分展开的方法：掌握用MATLAB实现拉普拉斯变换的方法：掌握用MATLAB分析并绘制连续系统零极点图以判断因果系统稳定的方法；掌握用MATLAB实现连续系统的频率特性及其幅度特性、相位特性：掌握用MATLAB绘制傅里叶变换幅度谱与拉普拉斯变换曲面图。要求：使用MATLAB进行简单的连续时间信号与系统的复频域分析【内容提要】1.利用MATLAB实现F(s)部分分式的展开。S-225+3S2+5(1) F(s)= -(2) F(s)=$4 +353 +352 + s(S+i(S2 +S+2)2.利用MATLAB求解拉氏变换及拉氏反变换。（1）求f(t)=te-2c(t）的拉普拉斯变换$+2(2) 求F(t)=的拉普拉斯反变换(s+1)°(s+3)s3.利用MATLAB求解系统函数的零极点分布图、系统的冲激响应和频率响应。1H(s)= +25 +2s+14.利用MATLAB求解系统函数的频率特性。2H(jo)=| H(jo)|ej() =(j@)2 + j2@+25.利用MATLAB绘制信号傅里叶变换幅度谱及信号拉普拉斯变换曲面图。f(t) = (t +1)-(t-1)【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）MATLAB软件。实验五离散时间信号与系统的时域分析【实验类型】验证性【目的与要求】n
3 目的：掌握用 MATLAB 实现部分展开的方法；掌握用 MATLAB 实现拉普拉斯变 换的方法；掌握用 MATLAB 分析并绘制连续系统零极点图以判断因果系统稳定的方法； 掌握用 MATLAB 实现连续系统的频率特性及其幅度特性、相位特性；掌握用 MATLAB 绘制傅里叶变换幅度谱与拉普拉斯变换曲面图。 要求：使用 MATLAB 进行简单的连续时间信号与系统的复频域分析 【内容提要】 1．利用 MATLAB 实现 F(s)部分分式的展开。 （1） 432 2 ( ) 3 3 s F s s s s s − = + + + （2） 3 2 2 2 3 5 ( ) ( 1)( 2) S S F s S S S + + = + + + 2．利用 MATLAB 求解拉氏变换及拉氏反变换。 （1）求 2 ( ) ( ) t f t te t − = 的拉普拉斯变换 （2）求 2 2 ( ) ( 1) ( 3) s F t s s s + = + + 的拉普拉斯反变换 3．利用 MATLAB 求解系统函数的零极点分布图、系统的冲激响应和频率响应。 3 2 1 ( ) 2 2 1 H s s s s = + + + 4．利用 MATLAB 求解系统函数的频率特性。 ( ) 2 2 ( ) | ( ) | ( ) 2 2 j H j H j e j j = = + + 5．利用 MATLAB 绘制信号傅里叶变换幅度谱及信号拉普拉斯变换曲面图。 f t t t ( ) ( 1) ( 1) = + − − 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 实验五 离散时间信号与系统的时域分析 【实验类型】 验证性 【目的与要求】
目的：掌握离散时间信号的描述；掌握序列的时域变换方法；利用MATLAB计算序列卷积，验证卷积的一些性质：熟练使用MATLAB实现系统响应的求解。要求：使用MATLAB对离散时间信号与系统进行时域分析【内容提要】1.在MATLAB中离散信号的向量或用符号运算功能来表示；2.离散序列的时域变换，包括序列的平移、反折、倒相及尺度变换：3.离散序列卷积的实现，并验证卷积性质：4.用MATLAB实现离散系统响应的求解。【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）、MATLAB软件。实验六离散时间信号与系统的乙域分析【实验类型】综合性【目的与要求】目的：熟悉傅立叶变换的各种性质：熟悉基本信号的频域转换；熟悉应用DFT对典型信号进行频谱分析的方法；了解应用DFT求信号线性卷积的方法，以及需要注意的问题。要求：画出实验拓扑，并进行实验编址，实现相同VLAN与不同VLAN间的通信。【内容提要】1.若F（n）=cos(n元/6）是一个N=12的有限序列，计算其DFT，并画出结果图形。2.利用MATLAB求矩形序列的DFT，再由所得F(n)经IDFT求f(k)，验证所求结果的正确性。要求使用fft函数及ifft函数。3．考察序列x(n)=cos(0.48元n)+cos(0.52元n)，求出它基于有限个样本的频谱：a、当0≤n≤10时，确定并画出x(n)的离散傅里叶变换；b、当0≤n≤100时，确定并画出x(n)的离散傅里叶变换。4. 已知序列(n)=G(n),序列2(n)=(4,5,1,3,7,5)。试用 DFT 求(n)与(n)的线性卷积(n)=x(n)*x (n)。4
4 目的：掌握离散时间信号的描述；掌握序列的时域变换方法；利用 MATLAB 计算 序列卷积，验证卷积的一些性质；熟练使用 MATLAB 实现系统响应的求解。 要求：使用 MATLAB 对离散时间信号与系统进行时域分析 【内容提要】 1．在 MATLAB 中离散信号的向量或用符号运算功能来表示； 2．离散序列的时域变换，包括序列的平移、反折、倒相及尺度变换； 3. 离散序列卷积的实现，并验证卷积性质； 4. 用 MATLAB 实现离散系统响应的求解。 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 实验六 离散时间信号与系统的 Z 域分析 【实验类型】 综合性 【目的与要求】 目的：熟悉傅立叶变换的各种性质；熟悉基本信号的频域转换；熟悉应用 DFT 对 典型信号进行频谱分析的方法；了解应用 DFT 求信号线性卷积的方法，以及需要注意 的问题。 要求：画出实验拓扑，并进行实验编址，实现相同 VLAN 与不同 VLAN 间的通信。 【内容提要】 1．若 F（n）=cos( / 6) 是一个 N＝12 的有限序列，计算其 DFT，并画出结果图 形。 2．利用 MATLAB 求矩形序列 的 DFT，再由所得 F(n)经 IDFT 求 f(k)，验证所求 结果的正确性。要求使用 fft 函数及 ifft 函数。 3．考察序列 x n n n ( ) cos(0.48 ) cos(0.52 ) = + ，求出它基于有限个样本的频谱： a、当 0 10 n 时，确定并画出 x(n)的离散傅里叶变换； b、当 0 100 n 时，确定并画出 x(n)的离散傅里叶变换。 4．已知序列 1 4 x n G n ( ) ( ) = ，序列 2 x n( ) {4,5,1,3,7,5} = 。试用 DFT 求 1 x n( ) 与 2 x n( ) 的 线性卷积 1 2 y n x n x n ( ) ( ) ( ) =
【所需主要仪器设备】微型计算机一台（Pentium或以上）、MATLAB软件。二、实验学时分配《信号与系统》课程实验教学一览表实验所需主要仪器必做/选是否为开放序号实验类型各注实验项目名称学时设备做实验MATLAB程序设计入11验证性计算机一台必做否门连续时间信号与系统21必做否验证性计算机一台的时域分析连续时间信号与系统23必做否验证性计算机一台的频域分析连续时间信号与系统42否验证性计算机一台必做的复频域分析离散时间信号与系统52计算机一台必做否验证性的时域分析离散时间信号与系统2否6综合性计算机一台必做的Z域分析制订：数学与信息技术学院（系）教研室：通信工程教研室执笔人：李霄雯审订人：戴斌
5 【所需主要仪器设备】 微型计算机一台（Pentium 或以上）、MATLAB 软件。 二、实验学时分配 《信号与系统》课程实验教学一览表 序号 实验项目名称 实验 学时 实验类型 所需主要仪器 设备 必做/选 做 是否为开放 实验 备注 1 MATLAB 程序设计入 门 1 验证性 计算机一台 必做 否 2 连续时间信号与系统 的时域分析 1 验证性 计算机一台 必做 否 3 连续时间信号与系统 的频域分析 2 验证性 计算机一台 必做 否 4 连续时间信号与系统 的复频域分析 2 验证性 计算机一台 必做 否 5 离散时间信号与系统 的时域分析 2 验证性 计算机一台 必做 否 6 离散时间信号与系统 的 Z 域分析 2 综合性 计算机一台 必做 否 制 订：数学与信息技术学院（系） 教研室：通信工程教研室 执笔人：李霄雯 审订人：戴斌