信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程(matlab)

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1、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程（實(shí)驗(yàn)報(bào)告）湛柏明　編班級(jí):姓名:湖北汽車工業(yè)學(xué)院電子信息科學(xué)系二〇〇六年二月十日94前言《信號(hào)與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號(hào)處理》是電子信息類專業(yè)的兩門主要技術(shù)基礎(chǔ)課程，是電子信息類專業(yè)本科生的必修課程，也是電子信息類專業(yè)碩士研究生入學(xué)必考課程。該課程的任務(wù)在于研究信號(hào)與系統(tǒng)理論的基本概念和基本分析方法，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)如何建立信號(hào)與系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，如何經(jīng)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析求解，并對(duì)所得結(jié)果給予物理解釋，賦予物理意義。該課程的基本理論和方法大量用于計(jì)算機(jī)信息處理的各個(gè)領(lǐng)域，特別是通信、數(shù)字語音處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)分析等領(lǐng)域

2、應(yīng)用更為廣泛。通過實(shí)驗(yàn)，配合《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程的教學(xué)、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)理論的感性認(rèn)識(shí)、提高學(xué)生的綜合能力具有重要的意義。長期以來，《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程一直采用黑板式的單一教學(xué)方式，學(xué)生僅依靠做習(xí)題來鞏固和理解教學(xué)內(nèi)容，對(duì)課程中大量的應(yīng)用性較強(qiáng)的內(nèi)容不能實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)、調(diào)試、分析，嚴(yán)重影響和制約了教學(xué)效果。由于黑板式教學(xué)，課程中大量的信號(hào)分析結(jié)果缺乏可視化的直觀表現(xiàn)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)系統(tǒng)也不能直觀地得到系統(tǒng)特性的可視化測試結(jié)果，學(xué)生將大量的時(shí)間和精力用于繁雜的手工數(shù)學(xué)運(yùn)算，而未真正理解所得結(jié)果在信號(hào)處理中

3、的實(shí)際意義。近年來，計(jì)算機(jī)多媒體教序手段的運(yùn)用逐步普及，大量優(yōu)秀的科學(xué)計(jì)算和系統(tǒng)仿真軟件不斷涌現(xiàn)，為我們實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)和學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)提供了很好的平臺(tái)。通過對(duì)這些軟件的分析和對(duì)比，我們選擇MATLAB語言作為輔助教學(xué)工具，借助MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算能力和圖形表現(xiàn)能力，將《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》中的概念、方法和相應(yīng)的結(jié)果，以圖形的形式直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，大大的方便學(xué)生迅速掌握和理解教學(xué)內(nèi)容。然而，我們意識(shí)到，按照之前的《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程的各8個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果比較不盡如人意，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)太少，沒有給

4、學(xué)生更的時(shí)間先去了解MATLAB語言，以至于使實(shí)驗(yàn)課流于形式，由于實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)太少，也導(dǎo)致我們無法安排更為細(xì)致的具有綜合型和設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。針對(duì)這一情況，2005年，我院電子信息科學(xué)系及時(shí)提出了“電子信息類專業(yè)獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)體系的研究與建設(shè)”課題，其主要思想就是希望加大實(shí)踐教學(xué)的比重，通過相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步使學(xué)生掌握和理解理論教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。為此，我們?cè)谠瓉淼摹缎盘?hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上，編寫了配套的《信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》和《數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)教程》。根據(jù)“電子信息類專業(yè)獨(dú)立實(shí)踐教學(xué)

5、體系的研究與建設(shè)”的總體方案，將《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，并獨(dú)立設(shè)課，加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的力度和學(xué)時(shí)數(shù)，《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》課程的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)由原來的各8學(xué)時(shí)分別增加到24學(xué)時(shí)和36學(xué)時(shí)。這樣做的目的，就是要把課程實(shí)驗(yàn)變成與真正提升學(xué)生綜合能力這一目的相符合的真正意義上的實(shí)驗(yàn)課程。為此，我們?cè)诰C合分析了《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》兩門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合這兩門課程在內(nèi)容上的相關(guān)性和連續(xù)性，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的整合，編寫了這兩本《實(shí)驗(yàn)教程》，供學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)時(shí)參考之用。94《信號(hào)

6、與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》和《數(shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)教程》采用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)仍然是MATLAB。為了使學(xué)生能夠較好的使用MATLAB語言完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教程中詳細(xì)地給出了與《信號(hào)與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號(hào)處理》相關(guān)的眾多的MATLAB函數(shù)及其用法，同時(shí)給出了大量的范例程序，說明針對(duì)某一具體問題進(jìn)行編程的方法等。學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)前，只要認(rèn)真閱讀、預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，并在實(shí)驗(yàn)中，嚴(yán)格按照《實(shí)驗(yàn)教程》規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即可完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。《信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：1、信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析；2、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻域分析；3、連續(xù)時(shí)間LT

7、I系統(tǒng)的頻域分析；4、通信系統(tǒng)仿真；5、連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的復(fù)頻域分析?！稊?shù)字信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)教程》中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：1、離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析；2、離散時(shí)間信號(hào)的變換域分析；3、離散時(shí)間LTI系統(tǒng)的變換域分析；4、模擬信號(hào)的數(shù)字處理；5、數(shù)字濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)；6、數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。所有這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和所涉及到的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容基本上覆蓋了信號(hào)與系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理理論的大部分主要內(nèi)容。和其他課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書有所不同的是，本實(shí)驗(yàn)教程同時(shí)兼作《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》之用，目的是希望將學(xué)生從不是特別必要的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的文字撰寫中解脫出來，從而將主要精力和時(shí)間用

8、到對(duì)問題的分析、算法的確定和程序的編寫之中。本實(shí)驗(yàn)教程中所給出的全部范例程序，都在MATLAB6.5上運(yùn)行，且是正確的。由于時(shí)間倉促和編者水平有限，本實(shí)驗(yàn)教程在編寫和編輯的過程中，不可避免地存在錯(cuò)誤和不當(dāng)之處，懇請(qǐng)老師和