信号与系统基础知识
《信号与系统》基础知识学习指导
第一章 信号与系统的基本概念
1．单位冲激信号的脉冲幅度为 ，脉冲强度为 ，持续时间为 。
2．单位抽样序列 （是/不是）奇异函数。
3．离散信号两个序号之间的序列值为 （零/无定义）。
4．虚指数序列的低频位置位于π的 倍附近，高频位置位于π的 倍附近。
5．虚指数序列的谐波个数为 （有限/无限）多个。
6．线性系统的三个性质为 、 和 。
7．系统的输出是由输入引起的，它的输出不能领先于输入，这种性质称为 。
8．若系统输入有界输出也有界，则系统满足 性。
9．系统输入输出关系为)()(t y t x →，若其满足)()(00t t y t t x -→-，则其具有 性。
10．积分t t t t t d )1()835(2
426?---+++δ的结果为 。 11．普通函数)(t x 与)(0t t -δ的乘积为 。
第二章 连续时间系统的时域分析
1．连续时间系统的时域数学模型为 。
2．系统的微分方程的齐次解为系统的 响应，特解为系统的 响应。
3．系统的单位冲激响应和阶跃响应都属于系统的 （零输入/零状态/全）响应。
4．单位冲激响应是单位阶跃响应的 （微分/积分）。
5．因果的LTI 系统的单位冲激响应)(t h 应满足的条件是 。
6．稳定的LTI 系统的单位冲激响应)(t h 应满足的条件是 。
7．系统的单位冲击响应)(t h 与输入)(t x 的卷积)()(t h t x *代表系统的 响应。
8．两个子系统)(1t h 和)(2t h 串联组成的系统的单位冲激响应为 。
9．两个子系统)(1t h 和)(2t h 并联组成的系统的单位冲激响应为 。
10．普通函数)(t x 与)(0t t -δ的卷积为 。
11．恒等系统的单位冲激响应为 。
12．积分系统的单位冲激响应为 。
13．微分系统的单位冲激响应为 。
第三章 离散时间系统的时域分析
1．离散时间系统的时域数学模型为 。
2．系统的单位抽样响应和阶跃响应都属于系统的 （零输入/零状态/全）响应。
3．因果的LTI 系统的单位抽样响应][n h 应满足的条件是 。
4．稳定的LTI 系统的单位抽样响应][n h 应满足的条件是 。
5．系统的单位抽样响应][n h 与输入][n x 的卷积和][][n h n x *代表系统的 响应。
6．两个子系统][1n h 和][2n h 串联组成的系统的单位冲激响应为 。
7．两个子系统][1n h 和][2n h 并联组成的系统的单位冲激响应为 。
8．若]3[][],2[][-=-=n n h n n x δδ，则][][n h n x *为 。
第四章 连续时间傅立叶变换
1．偶对称的周期信号的傅里叶级数中只包含直流项和 项。
2．奇对称的周期信号的傅里叶级数中只包含 项。
3．偶半波对称的周期信号的傅里叶级数中只包含 次谐波。
4．奇半波对称的周期信号的傅里叶级数中只包含 次谐波。
5．实偶函数的频谱函数是 （实偶/实奇/虚偶/虚奇）函数。
6．实奇函数的频谱函数是 （实偶/实奇/虚偶/虚奇）函数。
7．)(e t u at -的傅里叶变换为 。
8．单位冲激信号)(t δ的傅里叶变换为 ，单位直流信号的傅里叶变换为 。
9．信号)(t x 的傅里叶变换为)(ωX ，则)2/(t x -的傅里叶变换为 。
10．信号)(t x 的傅里叶变换为)(ωX ，则)2(+t x 的傅里叶变换为 。
11．信号)(t x 的傅里叶变换为)(ωX ，则)π(-ωX 的傅里叶反变换为 。
12．信号)(t x 的傅里叶变换为)(ωX ，则)(j ωωX 的傅里叶反变换为 。
13．信号)(t x 的傅里叶变换为)(ωX ，则)(j t tx -的傅里叶变换为 。
第五章 离散时间傅立叶变换
1．信号)(t x 的频带宽度为2 KHz ，则)3(t x 的奈奎斯特抽样率为 。
2．离散傅立叶级数是一个 （有限/无限）项级数。
3．连续时间信号的频谱函数是 （周期/非周期）函数。
4．离散时间序列的频谱函数是 （周期/非周期）函数。
5．周期信号的频谱函数是 （连续/离散）函数。
6．非周期信号的频谱函数是 （连续/离散）函数。
7．离散信号的高频位置位于π的 倍附近，低频位置位于π的 倍附近。
第六章 连续和离散时间系统的频域分析
1．微分方程)()(2)(3)(t x t y t y t y =+'+''描述的系统的频率响应为 。
2．差分方程][2]2[]1[3][n x n y n y n y =-+--描述的系统的频率响应为 。
3．频率响应为)j (1ωH 和)j (2ωH 的两个系统串联构成的总系统的)j (ωH 为 。
4．频率响应为)j (1ωH 和)j (2ωH 的两个系统并联构成的总系统的)j (ωH 为 。
5．理想的离散时间低通滤波器的通带位置位于π的 倍附近。
第七章 连续时间系统的复频域分析
1．信号)(e 3t u t -的拉普拉斯变换为 ，其收敛域为 。
2．信号)1()(--t u t u 的拉普拉斯变换为 ，其收敛域为 。
3．若)(t x 的拉普拉斯变换为)(s X ，则)23(-t x 的拉普拉斯变换为 。
4．稳定的连续时间系统的系统函数的收敛域应 （包含/不包含）虚轴。
5．如果系统的单位冲击响应)(t h 的傅里叶变换存在，则系统 （是/不是）稳定的。
6．对于连续因果稳定系统，)(s H 的全部极点位于虚轴的 。
7．系统函数)(s H 的分母多项式为822
3+-+s s s ，则系统 （是/不是）稳定的。 第八章 离散时间系统的Z 域分析
1．离散序列][n u a n 的Z 变换为 ，收敛域为 。
2．离散序列]1[---n u 的Z 变换为 ，收敛域为 。
3．离散序列]1[+n δ的Z 变换为 ，收敛域为 。
4．一个因果而稳定的离散时间系统，其)(z H 的全部极点必定位于 。
信号与系统实验指导书
信号与系统实验指导书 通信教研室 辽宁工业大学 2009年8月
目录 实验一时域卷积积分- 1 - 实验二连续系统时域分析- 10 - 实验三离散系统时域分析- 13 - 实验四二阶低通滤波器的响应- 16 -
1 MATLAB 在信号与系统中的应用 1.1.1 实验目的 (1) 练习连续信号的产生。 (2) 练习傅里叶变换的分析。 (3) 练习连续系统分析。 1.1.2 实验仪器 计算机、MATLAB 软件环境。 1.1.3 实验内容 在下面的实验操作中，认真保存、记录每项操作的作用和目的。 （一） 练习连续信号的产生 已知连续信号()()sin()j t x t e t αω+=+。要求编写程序文件siggen.m ，完成以下功能： (1) 在0≤t ≤5之间，产生该信号。其中0.6,5αω=-=。 (2) 在3个子图上分别画出该信号、信号的实部和虚部，并对图形进行标注。 此外， (3) 将(2)中产生的图形文件以bmp 格式保存到桌面。 （二） 练习连续傅里叶变换的分析 已知信号12()sin(2)2cos(2)s t f t f t ππ=+，其中f 1=47Hz ，f 2=88Hz 。要求： (1) 在0≤t ≤5范围内，步长增量为0.001，求出该信号的傅里叶变换； (2) 在2个子图上，分别绘制该信号的波形和幅频、相频响应曲线图。 （三） 练习连续系统分析 某LTI 系统输入信号为信号1110()0 t u t ≤≤?=? ?其它 ，系统的冲激响应为0.2()t h t e -=，
长度为15。要求： (1) 在时间间隔为0.5前提下，完成系统的卷积计算； (2) 在2个子图上，绘出输入信号和输出信号曲线，并进行标注。 1.1.4 实验预习 (1) 读懂各例题实验程序，了解MA TLAB基本操作方法。 (2) 根据实验内容预先编写实验程序。 1.1.5 实验报告 (1) 列写实验内容和已调试通过的实验程序，并按实验记录完成实验报告，打印实验程序产生的曲线图形。 (2) 思考题 ①若通信信号由有用信号和信道噪声组成，该信号该如何产生？ ②连续系统分析的方法
信号与系统基础知识
第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念，指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程，电路是典型的系统，由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程，汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统，它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等，大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时，总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如，在分析一个电路时，会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化；在分析一个汽车的运动时，会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号，包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的，我们经常使用各种各样的传感器，把非电的状态变量转换为电的变量，得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义，信号就可以抽象为函数，即变量随时间变化的关系。信号用函数表示，可以是数学表达式，或是波形，或是数据列表。在本课程中，信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析，即分析信号随时间变化的波形。例如，对于一个电压测量系统，要判断测量的准确度，可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v （测量系统输入信号）和测量得到的波形)(out t v （测量系统输出信号），观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性，经常给系统输入一个阶跃电压信号，得到系统的阶跃响应，图1-1是典型的波形，通过阶跃响应的电压上升时间（电压从10％上升至90％的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信号的叠加，观察信号所包含的各频率分量的幅值和相位，得到信号的频谱特性。图1-2是从时域和频域观察一个周期矩形波信号的示意图，由此可以看到信号频域和时域的关系。系统的频域分析是观察系统对不同频率激励信号的响应，得到系统的频率响应特性。频域分析的重要优点包括：（1）对信号变化的快慢和系统的响应速度给出定量的描述。例如，当我们要用一个示波器观察一个信号时，需要了解信号的频谱特性和示波器的模拟带宽，当示波器的模拟带宽能够覆盖被测信号的频率范围时，可以保证测量的准确。（2）
信号与系统课程设计应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真
设计题目应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真 1、设计目的 信号与系统课程设计是学习《信号与系统》课程必要的教学环节。由于该课程是专业基础课，需要通过实践了巩固基础知识，为使学生取得最现代化的设计技能和研究方法，课程设计训练也就成为了一个重要教学环节。通过对信号与系统一书的重新认识，我们将学习如何利用MATLAB软件进行仿真与重构并加深对滤波器的理解，这样的课程设计出了对我们的学习起着只关重要的作用，还可以很好的培养我们自己的动手能力。本次课程设计，我们会引入一个模拟的信号，通过MATLAB软件的防真技术来实现对它的分析、理解与学习。 MATLAB软件是今年来比较长用的一种数学软件，它有很强大的功能，主要侧重于某些理论知识的灵活运用。本次课程设计的目的是：增加对仿真软件MATLAB的感性认识，熟悉MATLAB软件平台的使用和MATLAB编程方法及常用语句；、初步掌握MATLAB的编程方法和特点；加深理解采样与重构的概念，应用MATLAB编程实现对信号的采样与重构；分别计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下重构信号的误差，并由此总结采样频率对信号重构误差的影响；学生需要自拟题目，根据自己手中的资料独立思考与分析，明确实习内容，制定实习步骤与方案，独立完成作业。 2、原理说明 2.1.1MATLAB MATLAB是美国Math Works公司产品，MATLAB现已被广泛于数学、通信、信号处理、自动控制、神经网络、图形处理等许多不同学科的研究中。并越来越多的应用到我们的学习生活中来，是目前通信工程上最广泛应用的软件之一。最初的MATLAB 只是一个数学计算工具。但现在的MATLAB已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”，它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真，实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生子集工具。 沈阳大学
《信号与系统》课程教学大纲
《信号与系统》课程教学大纲 课程编码：A0303051 总学时：64 理论学时：64 实验学时：0 学分：4 适用专业：通信工程 先修课程：电路，高等数学，复变函数与积分变换，线性代数 一、课程的性质与任务 《信号与系统》是电类专业的一门重要的专业课程。它的任务是研究信号和线性非时变系统的基本理论和基本分析方法，要求掌握最基本的信号变换理论，并掌握线性非时变系统的分析方法，为学习后续课程，以及从事相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的理论基础。通过本课程的学习，学生将理解信号的函数表示与系统分析方法，掌握连续时间系统和离散时间系统的时域分析和频域分析，连续时间系统的S域分析和离散时间系统的Z域分析，以及状态方程与状态变量分析法等相关内容。通过实验，使学生掌握利用计算机进行信号与系统分析的基本方法，加深对信号与线性非时变系统的基本理论的理解，训练学生的实验技能和科学实验方法，提高分析和解决实际问题的能力。
二、课程学时分配 教学章节理论实践 第一章：信号与系统导论6 第二章：连续系统的时域分析8 第三章：信号与系统的频域分析18 第四章：连续系统的复频域分析10 第五章：系统函数的零、极点分析8 第六章：离散系统的时域分析6 第七章：离散系统的Z域分析8 总计64 三、课程的基本教学内容及要求 第一章信号与系统导论（6学时） 1.教学内容 （1）历史的回顾，应用领域，信号的概念 （2）系统的概念，常用的基本信号 （3）信号的简单处理，单位冲激函数 2.重点及难点 教学重点：信号的描述、阶跃信号与冲激信号；信号的运算；线性时不变系统判据；系统定义 教学难点：信号及其分类，信号分析与处理，系统分析 3.课程教学要求
信号与系统基础知识
第1章 信号与系统的基本概念 1.1 引言 系统是一个广泛使用的概念，指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程，电路是典型的系统，由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程，汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统，它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等，大的电网可以跨越数千公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时，总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如，在分析一个电路时，会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化；在分析一个汽车的运动时，会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号，包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的，我们经常使用各种各样的传感器，把非电的状态变量转换为电的变量，得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义，信号就可以抽象为函数，即变量随时间变化的关系。信号用函数表示，可以是数学表达式，或是波形，或是数据列表。在本课程中，信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。本课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析，即分析信号随时间变化的波形。例如，对于一个电压测量系统，要判断测量的准确度，可以直接分析比较被测的电压波形)(in t v （测量系统输入信号）和测量得到的波形)(out t v （测量系统输出信号），观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性，经常给系统输入一个阶跃电压信号，得到系统的阶跃响应，图1-1是典型的波形，通过阶跃响应的电压上升时间（电压从10％上升至90％的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不
《信号与系统》课程教学大纲(英文)
“Signal and Systems” Course Outline Courses Name: Signals and Systems Categories of Courses: Basic Course Course Number: 071210T107 Course Ownership: School of Electronic Science & Information Technology Revised: August 2006 一、The Responsibility and Character of the Course 1、The Responsibility、Character and Goal of the Course This course is an important basal and professional class for the communication professional engineering. It focused on the characteristics of signal, the characteristics of the linear time-invariant system, the basic analysis for the signal through linear systems. From time domain to transform domain, from continuous-time to discrete-time, from the description of the input and output to state description. Through this course, students can master the methods of signal analysis and the basic theory of linear systems, cultivate the students’thinking , reasoning and analyzing abilities. This is the foundation to study digital signal processing, communications theory, signal and information processing, signal detection and etc. 2、Basic Requirements of the Course The course can enable students to master the signal and linear system's basic theory, basic analysis, This is the foundation to study the following courses and the research in the future actual work. 3、Suitable Professions、Teaching Hours and Credit Suitable professions: Communication Engineering, Network Engineering and etc. Teaching hours:54 hours(42 for the theory and 12 for the experiments).
MATLAB实验教程
目录实验一、MATLAB 基本应用 实验二、实验二信号的时域表示 实验三、连续信号卷积 实验四、典型周期信号的频谱表示 实验五、傅立叶变换性质研究 实验六、系统的零极点分析 实验七离散信号分析
实验一 MATLAB 基本应用 一、实验目的：学习MATLAB的基本用法，了解 MATLAB 的目录结构和基本功能以及MATLAB在信号与系统中的应用。 二、实验内容： 例一已知x的取值范围，画出y=sin(x)的图型。 参考程序：x=0:0.05:4*pi; y=sin(x); plot(y) 例二计算y=sin(π/5)+4cos(π/4) 例三已知z 取值范围，x=sin(z);y=cos(z);画三维图形。 z=0:pi/50:10*pi; x=sin(z); y=cos(z); plot3(x,y,z)
xlabel('x') ylabel('y') zlabel('z') 例四已知x的取值范围，用subplot函数绘图。 参考程序：x=0:0.05:7; y1=sin(x); y2=1.5*cos(x); y3=sin(2*x); y4=5*cos(2*x); subplot(2,2,1),plot(x,y1),title('sin(x)') subplot(2,2,2),plot(x,y2),title('1.5*cos(x)') subplot(2,2,3),plot(x,y3),title('sin(2*x)') subplot(2,2,4),plot(x,y4),title('5*cos(2*x)')
单位阶跃信号 u(t+3)-2u(t) 其中 u(t)=1/2+(1/2)sign(t) Sigh(t)是符号函数t>0时为1，t<0时为-1； clear all %利用maple中的heaviside函数来实现u(t+3)-2u(t) syms t f=maple('Heaviside(t+3)-2*Heaviside(t)'); t1=-3*pi:0.01:3*pi;%注意精度问题 ff=subs(f,t,t1); figure(1); plot(t1,ff); axis([-5,5,-1.2,1.2]); title('u(t+3)-2u(t)'); %利用自己编写的heaviside函数来实现u(t+3)-2u(t) t=-5:0.01:5; f=Heaviside(t+3)-2*Heaviside(t); figure(2); plot(t,f); axis([-5,5,-1.2,1.2]); title('u(t+3)-2u(t)') %利用符号函数来实现u(t) t=-5:0.05:5; f=sign(t); ff=1/2+1/2*f; figure(3); plot(t,ff); axis([-5 5 -0.1 1.1]); title('u(t)') %利用符号函数来实现u(t+3)-2u(t) t=-5:0.01:5; f=(1/2+1/2*sign(t+3))-2*(1/2+1/2*sign(t)); figure(4) plot(t,f),axis([-5,5,-1.2,1.2]),title('u(t+3)-2u(t)')
城市轨道交通信号与通信系统基础知识
城市轨道交通信号与通信系统基础知识 填空题 城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。 列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS（列车自动监控系统）。 信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。） 机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。 透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。 通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。 信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。 信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。 道岔区段设置的信号机称为防护信号机。 10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。传送各种信息（图像、信息等）称为通信。 11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。 12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。 13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。 14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。 15、转辙机按动力，可分为电动和液压。 16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。 17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种信息。
信号与系统实验报告
信号与系统实验教程（实验报告） 班级: 姓名: 学号： XXXX大学信息科学与技术学院二〇一六年五月十五日
实验一：连续时间信号的频域分析 实验目的： 1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法； 2、观察截短傅里叶级数产生的Gibbs现象，了解其特点及产生的原因； 3、掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义； 4、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征以及傅里叶变换的主要性质； 5、学习掌握利用MATLAB语言编写计算CTFS、CTFT的程序，并能利用这些程序对一些典型信号进行频谱分析，验证CTFT的若干重要性质。 实验要求： 掌握并深刻理傅里叶变换的物理意义，掌握信号的傅里叶变换的计算方法，掌握利用MATLAB编程完成相关的傅里叶变换的计算。 实验原理： 1.傅里叶级数：任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示。 2.吉布斯现象：将具有不连续点的周期函数（如矩形脉冲)进行傅立叶级数展开后，选取有限项进行合成。当选取的项数越多，在所合成的波形中出现的峰起越靠近原信号的不连续点。当选取的项数很大时，该峰起值趋于一个常数，大约等于总跳变值的9%。 实验内容： 1.参照例2-1程序，上机验证周期方波信号的傅里叶级数ck，并画出幅度谱|ck|。 1.1 程序代码 (1)准备：定义单位阶跃函数和delta函数 % filename u.m function y = u(t) y = (t>=0); % filename delta.m function y = delta(t) dt = 0.001; y = (u(t)-u(t-dt))/dt; 将u.m和delta.m分别保存到work文件夹中，或者保存在自己建立的文件夹中并将此文件夹设为工作路径（file->set path...） (2)验证方波信号的傅里叶级数ck并画频谱图： clear, close all T = 2; dt = 0.00001; t = -2:dt:2; x1 = u(t) - u(t-1-dt); x = 0;
通信原理课程设计
电子信息工程系课程设计报告书 班级： 课程名称： 姓名： 学号： 指导教师： 年月日
一、实验目的 通过课程设计，巩固对课堂上基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力和通信系统仿真的技能。 二、实验任务 1．学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论、基本算法进行实际验证； 2．学习现有流行通信系统仿真软件MATLAB7.0的基本使用方法，学会使用这些软件解决实际系统出现的问题； 3．通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。 4 . 用MATLAB7.0 设计一种2FSK数字调制解调系统。 三、2FSK数字系统的调制原理图 用MATLAB7.0进行仿真设计,本次是设计一个2FSK数字调制解调系统。其中包括: 1.设计方案分析及系统原理图 2.2FSK已调信号的解调方法及原理图 2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。如下原理图： 载波f1 2FSK输出信号 载波f2 二进制数据
四、FSK 的解调方式 2FSK 的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式.下面我们将详细的介绍: 1 非相干解调 经过调制后的2FSK 数字信号通过两个频率不同的带通滤波器f1、f2滤出不需要的信号，然后再将这两种经过滤波的信号分别通过包络检波器检波，最后将两种信号同时输入到抽样判决器同时外加抽样脉冲，最后解调出来的信号就是调制前的输入信号。其原理图如下图所示： 2 相干解调 根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，则先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可。带通滤波器 抽样脉冲 包络检波器 带通滤波器 包络检波器 抽样判决器 输入 输出 F1 F2
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第1章信号与系统的基本概念 1.1引言 系统是一个广泛使用的概念，指由多个元件组成的相互作用、相互依存的整体。我们学习过“电路分析原理”的课程，电路是典型的系统，由电阻、电容、电感和电源等元件组成。我们还熟悉汽车在路面运动的过程，汽车、路面、空气组成一个力学系统。更为复杂一些的系统如电力系统，它包括若干发电厂、变电站、输电网和电力用户等，大的电网可以跨越数干公里。 我们在观察、分析和描述一个系统时，总要借助于对系统中一些元件状态的观测和分析。例如，在分析一个电路时，会计算或测量电路中一些位置的电压和电流随时间的变化；在分析一个汽车的运动时，会计算或观测驱动力、阻力、位置、速度和加速度等状态变量随时间的变化。系统状态变量随时间变化的关系称为信号，包含了系统变化的信息。 很多实际系统的状态变量是非电的，我们经常使用各种各样的传感器，把非电的状态变量转换为电的变量，得到便于测量的电信号。 隐去不同信号所代表的具体物理意义，信号就可以抽象为函数，即变量随时间变化的关系。信号用函数表示，可以是数学表达式，或是波形，或是数据列表。在本课程中，信号和函数的表述经常不加区分。 信号和系统分析的最基本的任务是获得信号的特点和系统的特性。系统的分析和描述借助于建立系统输入信号和输出信号之间关系，因此信号分析和系统分析是密切相关的。 系统的特性千变万化，其中最重要的区别是线性和非线性、时不变和时变。这些区别导致分析方法的重要差别。木课程的内容限于线性时不变系统。 我们最熟悉的信号和系统分析方法是时域分析，即分析信号随时间变化的波形。例如，对于一个电压测量系统，要判断测量的准确度，可以直接分析比较被测的电压波形0（。（测量系统输入信号）和测量得到的波形v out （r）（测量系统输出信号），观察它们之间的相似程度。为了充分地和规范地描述测量系统的特性, 经常给系统输入一个阶跃电压信号，得到系统的阶跃响应，图1T是典型的波形，通过阶跃响应的电压上升时间（电压从10%上升至90%的时间）和过冲（百分比）等特征量，表述测量系统的特性，上升时间和过冲越小，系统特性越好。其中电压上升时间反映了系统的响应速度，小的上升时间对应快的响应速度。如果被测电压快速变化，而测量系统的响应特性相对较慢，则必然产生较大的测量误差。 信号与系统分析的另一种方法是频域分析。信号频域分析的基本原理是把信号分解为不同频率三角信号的叠加，观察信号所包含的各频率分量的幅值和相位，得到信号的频谱特性。图1-2是从时域和频域观察一个周期矩形波信号的不意图，由此可以看到信号频域和时域的关系。系统的频域分析是观察系统对不同频率激励信号的响应，得到系统的频率响应特性。频域分析的重要优点包括:（1）对信号变化的快慢和系统的响应速度给出定量的描述。例如，当我们要用一个示波器观察一个信号时，需要了解信号的频谱特性和示波器的模拟带宽，当示波器的模拟带宽能够覆盖被测信号的频率范围时，可以保证测量的准确。（2）为线性系统分析提供了一种简化的方法，在时域分析中
信号与系统实验教程(只有答案)
信号与系统 实验教程（只有答案） ） （实验报告 目录 实验一信号与系统的时域分析 (2) 三、实验内容及步骤 (2) 实验二连续时间信号的频域分析 (14) 三、实验内容及步骤 (14) 实验三连续时间LTI系统的频域分析 (35) 三、实验内容及步骤 (35) 实验四通信系统仿真 (42) 三、实验内容及步骤 (42) 实验五连续时间LTI系统的复频域分析 (51) 三、实验内容及步骤 (51)
实验一信号与系统的时域分析 三、实验内容及步骤 实验前，必须首先阅读本实验原理，读懂所给出的全部范例程序。实验开始时，先在计算机上运行这些范例程序，观察所得到的信号的波形图。并结合范例程序应该完成的工作，进一步分析程序中各个语句的作用，从而真正理解这些程序。 实验前，一定要针对下面的实验项目做好相应的实验准备工作，包括事先编写好相应的实验程序等事项。 Q1-1：修改程序Program1_1，将dt改为0.2，再执行该程序，保存图形，看看所得图形的效果如何？ dt = 0.01时的信号波形 dt = 0.2时的信号波形 这两幅图形有什么区别，哪一幅图形看起来与实际信号波形更像？ 答： Q1-2：修改程序Program1_1，并以Q1_2为文件名存盘，产生实指数信号x(t)=e-0.5t。要求在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在0~2秒之间。然后执行该程序，保存所的图形。 修改Program1_1后得到的程序Q1_2如下：信号x(t)=e-0.5t的波形图clear, % Clear all variables close all, % Close all figure windows dt = 0.2; % Specify the step of time variable t = -2:dt:2; % Specify the interval of time x = exp(-0.5*t); % Generate the signal plot(t,x) grid on;
光纤通信简明教程部分参考答案
第一章习题 1-1 什么是光纤通信? 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO 2的光纤,它是工作在电磁波的哪个区?波长范围是多少?对应的频率范围是多少? 光纤通信是利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 目前使用的通信光纤大多数采用基础材料为SiO 2的光纤。它是工作在近红外区，波长为0.8～1.8μm ，对应的频率为167～375THz 。 1-2 试画出光纤通信系统组成的方框图。 一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。 1-3 通信系统的容量用BL 积表示，B 和L 分别是什么含义? 系统的通信容量用比特率—距离积表示，B 为比特率，L 为中继间距。 1-4 光纤通信的主要优点是什么? 光纤通信之所以受到人们的极大重视，是因为和其他通信手段相比，具有无以伦比的优越性。 (1) 通信容量大 (2) 中继距离远 (3) 抗电磁干扰能力强，无串话 (4) 光纤细，光缆轻 (5) 资源丰富，节约有色金属和能源。 光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。因而经济效益非常显著。 1-5 请查阅最新资料论述光纤通信的发展趋势。 略 第二章习题 2-1 一个频率为Hz 的光14 106?源，其发射功率为10W ，它一秒内发射多少个光子? 解： 191434141052.210 610626.610106,10?=???==?==-ννh P N Hz W P 2-2 如下两种光纤，临界角满足什么条件可以保持光在纤芯中传播 ?
（1） 对于石英光纤，纤芯的折射率48.11=n ，包层的折射率46.12=n 。 （2） 对于塑料光纤，纤芯的折射率495.11=n ，包层的折射率402.12=n 。 解：由 1 2sin n n c =? 得 121 sin n n c -=? （1）?==-57.8048 .146.1sin 1c ? （2）?==-94.73495 .1402.1sin 1c ? 2-3 一单色光垂直照在厚度均匀的薄油膜上。油的折射率为 1.3，玻璃的折射率为 1.5 ，若单色光的波长可由光源连续调节，并观察到500nm 与700nm 这两个波长的单色光在反射中消失，求油膜的厚度。 解：由于空气的折射率小于油的折射率，油的折射率小于玻璃的折射率，薄油膜的上、下两表面反射而形成相干光，由于两束光的路程不同而引起的光程差为2 n 2e ；由于薄油膜的上、下两表面反射光都发生位相突变而不引起额外的光程差。 所以总的光程差为 e n 22=δ 当反射光因干涉而减弱，则有 λδ)2/1(22-==k e n 由上式得2211)2/1()2/1(λλ-=-k k k 1 ，k 2=1，2，3… … 所以k 1 =4，k 2=3 把n 2=1.3代入得到油膜的厚度为干涉加强的光波波长为： e=673.08nm 2-4 一波长为λ=600nm 的单色平行光垂直照射一个光栅上，光栅常数为d=6μm ，问第二级明纹所对应的衍射角φ为多少? 解：光衍射角φ满足光栅方程时： λφk b a ±=+sin )( k=0,1,2… … 式中d=a+b ，k=2 得 ?=+=-54.112sin 1b a λφ 2-5 一束线偏振光入射到偏振片上，光矢量方向与偏振化方向分别成30°角和60°角，问透过偏振片的光强之比是多少? 解：利用马吕斯定律：α20cos I I =
信号与系统实验题目及答案
第一个信号实验的题目 1实现下列常用信号 （1）(5)u t +；（2）(1)t δ-；（3）cos(3)sin(2)t t +；（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =?---； （5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=?= 2连续信号的基本运算与波形变换 已知信号2 2,21 ()33 t t f t ?-+-≤≤?=???，试画出下列各函数对时间t 的波形： （1）()f t -（2）(2)f t -+（3）(2)f t （4）1 (1)2 d f t dt +（5）(2)t f d ττ-∞-? 3连续信号的卷积运算 实现12()()f t f t *，其中1()f t 、2()f t 从第2个题目中任选3对组合。 4连续系统的时域分析 （1） 描述某连续系统的微分方程为()2()()()2()y t y t y t f t f t ''''++=+，求当输入信号为 2()2()t f t e u t -=时，该系统的零状态响应()y t 。 （2） 已知描述某连续系统的微分方程为2()()3()()y t y t y t f t '''+-=，试用MATLAB 绘出 该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。 实验一答案： （1）(5)u t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：
（2）(1)t δ-在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （3）cos(3)sin(2)t t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =?---在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=?=在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：
计算机原理简明教程习题答案
计算机原理简明教程》习题参考答案 第一章习题答案 1.1 答：是1946 年在美国宾夕法尼亚大学诞生，称为ENIAC. 特点是由1800个电子管和1500个继电器组成，重30吨；功耗150KV y只有20个寄存 器，运算速度5000 次/ 秒。 1.2 答：先将编好的程序输入存储器，然后按顺序逐条取出指令并执行。执行时指令在控制器中经分析、解释后产生各种控制信号，控制计算机完成指令的操作容。 包括存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备五大部件。 1.3 答：共经历了四代。 第一代：硬件，电子管；软件，汇编语言。第二代：硬件，晶体管；软件，高级语言。操作系统出现。第三代：硬件，集成电路；软件水平提高，操作系统普遍使用。第四代：硬 件，超大规模集成电路；软件具有智能化特性。 1.4 答：硬件就是计算机系统的物理实体。软件是指为计算机运行工作服务的全部技术资料、数据和各种程序。 1.5 答：分为应用层、系统层和硬件层三个层次。 1.6 答：应用层包括系统分析、应用软件和语言工具。系统层包括操作系统和语言处理程序。语言处理程序即编译器或解释器。硬件层主要包括硬件设计和硬件电路。 1.7 答：应用层所有任务程序都要由系统层中的语言处理程序将其转换成机器语言。 1.8 操作系统的作用是什么？说出当前有名的几个操作系统。操作系统是一个最主要的系统软件， 他控制其他程序的运行，管理系统资源并且为用 户提供操作界面，简单的操作系统有DOS复杂的操作系统有UNIX,WINDOW和LinuX。 1.9 超级计算机已经经历了几代？第三代与第五代相同处与不同处是什么？经历了五代：第一代单 处理器系统、第二代向量处理系统、大规模并行处理系统、第 四代共享存处理系统、第五代集群系统。 第三代与第五代在体系结构上是同构的，属于分布存处理方式，不同在于其是否采用价廉物美的日用品组件。
信号与系统基本概念
信号与系统基本概念 一.常用信号 ε(t) δ(t) cos(ωt+Ф) e st ε(k) δ(k) cos(ωk+Ф) a k e sk 二.信号常用运算 x(t)=x1(t)+x2(t) x(k)=x1(k)+x2(k) x(t)=x1(t)-x2(t) x(k)=x1(k)-x2(k) x(t)=x1(-t) x(k)=x1(-k) x(t)=x1(t-t0) x(k)=x1(k-k0) x(t)=x1(at) x(k)=x1(ak) x(t)=x1(at-t0) x(k)=x1(ak-k0) x(t)=dx1(t)/dt x(k)=x1(k)-x1(k-1) ex1: y(t)=(t+2)*(ε(t+2)-ε(t)) +2ε(t)-2ε(t-2) y(1-2t)=?
三.周期信号与非周期信号 f(t+T)=f(t) f(n+N)=f(n) ex2: f(k)=cos(2k) g(k)=cos(π/3k)+cos(π/4k) 周期信号? f(k): N=2π/2=π g(k): N=m1*N1=m2*N2 N1=2π/(π/3)=6 N2=8; N=m1*6=8*m2 N=m1*3=4*m2 m1=4 m2=3 N=4*6=24; 四.奇偶函数 x(-t)=x(t) x(-t)=-x(t)
五.系统分类 LTI----线性时不变系统 1.线性与非线性系统 线性: 零状态下: a1*x1(t)+a2*x2(t) a1*y1(t)+a2*y2(t) a1*x1(k)+a2*x2(k) a1*y1(k)+a2*y2(k) 2.时不变与时变系统 时不变 x(t-t0) y(t-t0) x(k-k0) y(k-k0) ex3: y(t)=x(t)*cos (ωC t) 线性? 时不变? If x(t)= a1*x1(t)+a2*x2(t) Then y(t)=(a1*x1(t)+a2*x2(t)) *cos (ωC t) = a1*x1(t) *cos (ωC t)+ a2*x2(t)* cos (ωC t) =a1*y1(t)+a2*y2(t) 线性
信号安全栅简介及基础知识
信号安全栅简介及基础 知识 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
第一部分 安全栅的基本知识 本安型安全栅介绍 本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路，它在本安防爆系统中称为关联设备[见术语解释]，是本安系统的重要组成部分。 由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。 中国国家仪器仪表防爆安全监督站是中华人民共和国地区监督生产安全防爆产品的权威机构，对本安型安全栅产品有着严格、科学、详细的规定，只有通过该监督站认证的企业及其所开发生产的产品才具备符合标准的安全性能，否则可能会给使用方的设备、人员和生产造成无可估量的损害。 术语解释：关联设备 一种安装在安全场所，本安电气设备与非本安电气设备之间的相连的电气设备。 安装位置安全栅安装于安全场所，接收来自危险区的信号,输出安全信号到安全区或危险区. 安全栅的结构形式常见的安全栅结构形式分为齐纳式和隔离式. 齐纳式安全栅结构原理: 电路中采用快速熔断器、限流电阻或限压二极管以对输入的电能量进行限制，从而保证输出到危险区的能量。它的原理简单、电路实现容易，价格低廉，但因由于其自身原理的缺陷使其应用中的可靠性受到很大影响，并限制了其应用范围，其原因如下： 1、安装位置必须有非常可靠的接地系统，并且该齐纳式安全栅的接地电阻必须小于1Ω，否
信号与系统的理解与认识
1.《信号与系统》这门课程主要讲述什么内容？ 《信号与系统》是一门重要的专业基础课程。它的任务是研究信号和线性非时变系统的基本理论和基本分析方法，要求掌握最基本的信号变换理论，并掌握线性非时变系统的分析方法，为学习后续课程，以及从事相关领域的工程技术和科学研究工作奠定坚实的理论基础。 2. 这门在我们的知识架构中占有什么地位？ 是一门承上启下的重要的专业基础课程。其基本概念和方法对所有的 工科专业都很重要。信号与系统的分析方法的应用范围一直不断的在扩大。信号与系统不仅仅是工科教育中一门最基本的课程，而且能够成为工科类学生最有益处而又引人入胜又最有用处的一门课程。 《信号与系统》是将我们从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键性课程。 3.学习这门课程有什么用处？
学习这门课程有什么用处呢？百度告诉我：通过本课程的学习，学生将理解信号的 函数表示与系统分析方法，掌握连续时间系和离散时间系统的时域分析和频域分析， 连续时间系统的S域分析和散时间系统的Z分析，以及状态方程与状态变量分析法等 相关内容。通过上机实验，使学生掌握利用计算机进行信号与系统分析的基本方法加 深对信号与线性非时变系统的基本理论的理解，训练学生的实验技能和科学实验方法，提高分析和解决实际问题的能力。 在百度上和道客巴巴还有知乎上都是很多这样看起来很高大上的解释，但是作为学 生的我还是不能很清楚的了解到学习这门课程有什么用处，后面我发现了这样一个个 例子，觉得对信号与系统的用处有了一定的了解。 如图这样一个轮子是怎么设计的呢？ （打印有可能打印不出来，就是很神奇的一个轮子，交通工具） 没学过信号与系统的小明想到了反馈与系统，在轮子上放一个传感器，轮子正不正 系统就知道了，所以设计这个轮子其实就是设计一个系统。 好，现在我们有了一个传感器，要是机器朝左边偏一度，他就会输出一个信号。这个信号接下来就会传给处理器进行处理。处理器再控制电机，让他驱动轮子产生向左 的加速度，加速度就相当于给予系统向右的力，来修正向左的偏移。 小明就按照这一思想设计了一个小车车。踏上踏板，一上电，尼玛，他和他的车车就变成了一个节拍器。左边摔一下，右边摔一下。幸亏小明戴了头盔。小明觉得被骗了。找了一本反馈理论来看，原来有些反馈系统是不稳定的。 想要这个系统稳定地立着，我该怎么办？小明眼神呆滞，望着天空。 天边传来一个声音：你要分析环路稳定性呀。 怎么分析呢？ 你要从信号传输入手，分析信号的传输函数。
Linux操作系统实验实验报告
实验1：安装Linux系统 【实验目的和要求】：安装Linux系统，掌握操作系统的系统配置，建立应用环境的过程。 【实验内容】： 1、首先在windows系统中安装虚拟机。在网上找到VMware Worksttion Pro 版本，确定安装目录。一直下一步，不需要太多的说明。 2、 图为安装完成后的界面。 3、然后在阿里巴巴开源镜像网站下载centos系统镜像，然后虚拟机创建新 的虚拟机，
进行一些简单的虚拟机设置，设置了网络链接nat模式等等。 安装完成后的界面
实验2：Linux下c语言开发 【实验目的】：学会和掌握用c语言开发一个应用程序的全过程，包括，编译，调试等等。 【实验步骤】：首先在系统中查看是否已经安装有gcc,输入查看命令发现没有，于是需要安装gcc。在centos系统中可以使用比较简便的yum命令。在之前已经配置好了yum源。直接输入yum install gcc。回车自动安装程序和需要的依赖包。 因为虚拟机中和电脑很多地方切换使用不方便，所以安装了xshell软件。图为xshell中的截图。
安装完毕。然后使用vi或者vim编写hello.c 运行，在屏幕上打印出hello，world。
实验3：进程创建 【实验目的和要求】 1. 了解进程的概念及意义；2. 了解子进程和父进程 3. 掌握创建进程的方法。 【实验内容】 1. 子进程和父进程的创建； 2.编写附件中的程序实例 【实验步骤】一1、打开终端，输入命令gedit 1_fork.c，在1_fork.c 文件中输入1_fork.bmp 中的代码； 2、输入命令gcc 1_fork.c -o 1_fork，回车后显示无错误； 3、输入命令：./1_fork 运行程序。 二、1、打开终端，输入命令gedit 2_vfork.c，在2_vfork.c 文件中输入2_vfork.bmp 中的代码； 2、输入命令gcc 2_vfork.c -o 2_vfork，回车后显示无错误： 3、输入命令：./2_vfork 运行程序。 从上面可以看到两次的运行结果不一样。我们知道write 函数是不带缓存的。因为在fork 之前调用write，所以其数据写到标准输出一次。但是，标准I/O 库是带缓存的。如果标准输出连到终端设备，则它是行缓存的，否则它是全缓存的。当以交互方式运行该程序时，只得到printf 输出的行一次，其原因是标准输出缓存由新行符刷新。但是当将标准输出重新定向到一个文件时，却得到printf 输出行两次。其原因是，在fork 之前调用了printf 一次，当调用fork 时，该行数据仍在缓存中，然后在父进程数据空间复制到子进程中时，该缓存数据 也被复制到子进程中。于是那时父、子进程各自有了带该行内容的缓存。在exit 之前的第二个printf 将其数据添加到现存的缓存中。当每个进程终止时，缓存中的内容被写到相应文件中。