《信号与系统研究性学习手册.docVIP

《信号与系统》课程研究性学习手册 姓名 学号 同组成员 指导教师 时间 信号的时域分析专题研讨 【目的】 (1) 掌握基本信号及其特性，了解实际信号的建模。 (2) 掌握基本信号的运算，加深对信号时域分析基本原理和方法的理解，并建立时频之间的感性认识。 (3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB进行信号表示和信号运算。 【研讨内容】 题目1：基本信号的产生，语音的读取与播放 生成一个正弦信号，改变正弦信号的角频率和初始相位，观察波形变化，并听其声音的变化。 生成一个幅度为1、基频为2Hz、占空比为50%的周期方波。 观察一定时期内的股票上证指数变化，生成模拟其变化的指数信号。 分别录制一段男声、女声信号，进行音频信号的读取与播放，画出其时域波形。 【温馨提示】 (1)利用MATLAB函数 (file)读取.wav格式文件。利用MATLAB函数 sound(x, fs)播放正弦信号。 系统的时域分析专题研讨 【目的】 (1) 掌握系统响应的时域求解，加深对系统时域分析基本原理和方法的理解。 (2) 掌握连续系统零状态响应（卷积积分）数值计算的方法。 (3) 学会仿真软件MATLAB的初步使用方法，掌握利用MATLAB求解连续系统和离散系统的零状态响应。 (4) 培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。 【研讨内容】 题目1：系统响应时域求解 求一个RLC电路的零输入响应和零状态响应， 将原始音频信号中混入噪声，然后用M点滑动平均系统对受噪声干扰的信号去噪，改变M点数，比较不同点数下的去噪效果， 【题目分析】 【仿真程序】 【仿真结果】 【结果分析】 【自主学习内容】 【阅读文献】 【发现问题】 (专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)： 【问题探究】 【研讨内容】 题目2：连续信号卷积的近似计算 两个连续信号的卷积定义为 为了进行数值计算，需对连续信号进行抽样。记x[k]=x(k?), h[k]=h(k?), ?为进行数值计算的抽样间隔。则 (1) 这就可以利用conv函数可近似计算连续信号的卷积。设x(t)=u(t)?u(t?1)，h(t)=x(t)?x(t)， (a)为了与近似计算的结果作比较，用解析法求出y(t)=x(t)?h(t)； (b)用不同的?计算出卷积的数值近似值，并和?a?中的结果作比较； x(t)和h(t)近似表示为 推导近似计算卷积的算法。取相同的抽样间隔，比较两种方法的计算卷积误差。 【题目分析】 【仿真程序】 【仿真结果】 【结果分析】 【自主学习内容】 【阅读文献】 【发现问题】 (专题研讨或相关知识点学习中发现的问题)： 【问题探究】 信号的频域分析专题研讨 【目的】 (1) 建立工程应用中有效带宽的概念，了解有限次谐波合成信号及吉伯斯现象。 (2) 掌握带限信号，带通信号、未知信号等不同特性的连续时间信号的抽样，以及抽样过程中的参数选择与确定。认识混叠误差，以及减小混叠误差的措施。 () 加深对信号频域分析基本原理和方法的理解。 (4) 锻炼学生综合利用所学理论和技术，分析与解决实际问题的能力。 【研讨内容】——基础题 题目1：吉伯斯现象 (1)以定义信号的有效带宽，试确定下图所示信号的有效带宽，取A=1，T=2。 (2)画出有效带宽内有限项谐波合成的近似波形，并对结果加以讨论和比较。 (3)增加谐波的项数，观察其合成的近似波形，并对结果加以讨论和比较。 (a) 周期矩形信号 (b) 周期三角波信号 【知识点】 连续周期信号的频域分析，有效带宽，吉伯斯现象 【信号频谱及有效带宽计算】 【仿真程序】 【仿真结果】 【结果分析】 提示：应从以下几方面对结果进行分析： 图(a) 和图(b)信号有效带宽内有限项谐波合成波形与原波形的近似度比较。 分析图(