信号与系统课程设计概要Word下载.docx

1、通过课设综合设计实验，激发学生理论课程学习兴趣，提高分析问题和解决问题的能力。2.设计原理，流，设程图，具体步骤计内容：基本题目一、信号的时频分析任意给定单频周期信号的振幅、频率和初相，要求准确计算出其幅度谱，并准确画出时域和频域波形，正确显示时间和频率。原理：由x=A*cos（wt）; t=n*Ts；2pi*f0=w 得x=A*cos（2*pi*f0.*n*Ts）傅里叶变换公式：由书上149页傅立叶级数公式求幅频：plot（n-（N/2）/Ts,abs（X）求相频：plot（n-（N/2）/Ts,angle（X）标签：xlabel ylabel 图形排列：subplot基本题目二、傅里叶级数

2、分析分析周期三角波的傅里叶级数系数，用正弦信号的线性组合构成三角波，要求谐波次数可以任意输入，分析不同谐波次数所构成的三角波，解释是否存在吉伯斯先画出原始三角波图形y = y+abs（t-n）=1.*（1-abs（t-n）;，输入谐波的次数再求出三角波的傅立叶级数的系数ak（N+1+k） = （1/T）*y0*exp（-j*k*w0*t）*dt;绘制原始三角波subplot（2,1,1）; plot（t,y）;输出合成三角波subplot（2,1,2）;plot（t,abs（y1）基本题目三、系统分析任意给定微分方程或差分方程描述的系统，画出系统的幅频响应和相频响应。求微分方程hw,w=fre

3、qs（b,a） 任意给定微分方程，例如：r（t）+3r（t）=5e（t）+3e（t）+2e（t）b为等号左边系数，a为等号右边系数从幅频相频图中比较在0pi图形形状来判定该方程为高通，低通，带通或者带阻。基本题目四、音乐合成程序设计对于任意一小段音乐，利用“十二平均律”计算该音乐中各个乐音的频率，产生并播放这些乐音。分析音乐的频谱，从中识别出不同的乐音。dong（X:X+N（k）-1）=（sin（2*pi*freq（k）*（1/fs:1/fs:N（k）/fs）出声：sound（dong,fs）各个音符的频率：req各个音符的节拍：N求频谱：plot（abs（fft（dong）基本题目五、调制分

4、析单位冲激响应为的系统的滤波特性，画出其幅频响应曲线。调制前：s1=sin（2*pi*25*t）./（pi*t）;调制后：h=sin（50*pi*t）.*sin（100*pi*t）./（pi*t+0.00001）;n=-（N-1）/2:（N-1）/2;求傅里叶变换：f=fft（h）F=fftshift（f1）求频率：f=n/N*fs比较调制前后图像提高题：题目6、 工频干扰滤除 零极点配置法可以利用零极点对系统幅频特性的影响，通过设定系统的阶数和不断改变零极点在复平面上的位置，使得经由几何法计算出的幅频特性逐渐接近所要求的幅频响应。在工程应用中，经常需要滤除f0=50Hz的工频干扰，这时便可用

5、一个凹口滤波器，理想情况下，其幅频特性为若要求在处的幅频响应为零，可以在z平面单位圆上的处和处配置两个共轭零点。其中，数字频率，为抽样间隔。但是，要求所有的幅频响应值为1就不那么容易。1、首先设计工频抑制滤波器，选用六阶系统进行配置。在z平面上围绕零点和附近配置三对共轭极点，同时使和变成三阶共轭零点。三个极点可以在以为圆心、为半径的半圆上，选择相距的角度，可以取值可以在0.010.001之间，沿单位圆改变数字频率，使零矢的长度积和极矢的长度积基本相等，这时，接近1。2、要求50Hz出衰减尽量大，其余频率范围的增益尽量保持为1，凹口的3dB带宽为3Hz，凹口中心衰减80dB。画出零极点图。3、设

6、计程序，用几何法计算滤波器的幅频特性，显示幅频特性曲线计算通带和阻带的衰减。先做出一个低通滤波器data1=struct（zeros,poles,-0.866+0.5*j;-0.866-0.5*j）;%低通o=0:0.001:6;w=o*50;b,a=zp2tf（data1.zeros,data1.poles,1）;h=freqs（b,a,o）;在做出一个高通滤波器data1=struct（,0;0,%高通h1=freqs（b,a,o）;figure（2）;再让两者相加得出带阻滤波器。plot（w,abs（h1）;3.设计所用设备：matlab4.结果分析：题目一：题目二：N=10N=100题

7、目三：题目四：题目五：低通高通带阻由以上结论可知，实验结果与理论结果相符。5.设计总结：这次的实验是我第一次接触MATLAB这个软件，虽然最后几节信号与系统课介绍了一些MATLAB的知识，但真到了实验室自己亲自动手的时候感觉还是比较吃力，但经过老师的悉心指导和同学的帮助，这次的题目都顺利的完成了。 通过这样的一次信号与系统课设，也让我更熟悉了书本上的理论知识。比如傅立叶级数变换的形式，傅立叶级数系数的计算，时域和频域波形的区别和意义，吉伯斯现象，系统函数的滤波特性等等知识点。而且这次课设大量围绕了傅立叶级数，傅立叶级数系数，滤波系统，以及调制解调展开的，所以说这次课设不仅让我熟悉了MATLAB

8、软件的使用，锻炼了我的动手能力，还帮我复习巩固了书本上的理论知识。这次课设之后，我会更加深入的思考信号与系统的理论知识，为以后的专业课打下更坚实的基础。参考文献（宋体加黑，小四号）1、 谷源涛、应启珩、郑君里著，信号与系统MATLAB综合实验，北京：高等教育出版社，2008年1月2、 郑君里、应启珩 、杨为理，信号与系统引论，北京：高等教育出版社，2009年3月3、 梁虹等，信号与系统分析及Matlab实现，北京：电子工业出版社，2002年2月附录程序：clc,clear,close all,fs=300;dt=1/fs;t=0:dt:10;s1=cos（2*pi*20*t）;s2=sin（2

9、*pi*20*t）;fn1=0;fn2=0;for n=0:100;fn1=fn1+20*s1*exp（-j*n*2*pi*20*t%傅立叶级数的系数fn2=fn2+20*s2*exp（-j*n*2*pi*20*tendfigure;plot（t,s1）;axis（0,1,-1.2,1.2）;plot（t,s2）;subplot（2,2,1）;stem（abs（fn1）;xlabel（Hz）;ylabel（幅频title（余弦函数幅度谱subplot（2,2,2）;stem（angle（fn1）; xlabel（相位 title（余弦函数相位谱subplot（2,2,3）;stem（abs（f

10、n2）;正弦函数函数幅度谱subplot（2,2,4）;stem（angle（fn2）;正弦函数相位谱程序图像：分析周期三角波的傅里叶级数系数，用正弦信号的线性组合构成三角波，要求谐波次数可以任意输入，分析不同谐波次数所构成的三角波，解释是否存在吉伯斯 clc,clear,close allT = 2; %设定周期为2dt = 0.00001;t = -4:4;y0 =abs（t）=1.*（1-abs（t）;y = 0;for n = -4:T:4 %产生周期三角波信号 y = y+abs（t-n）w0 = 2*pi/T; %角频率N=input（Type in the number of t

11、he harmonic components N = %输入谐波次数L1 = 2*N（1）+1; %N = 10时的傅里叶级数分析for k = -N（1）:N（1）; ak（N+1+k） = （1/T）*y0*exp（-j*k*w0*ty1 = 0;for q = 1:L1; y1 = y1+ak（q）*exp（j*（-（L1-1）/2+q-1）*2*pi/T*t）; %绘制原始三角波波形图The original signal y（t）%axis（-2,2,-0.2,1.2）;Time tplot（t,abs（y1）;The synthesis signal y1（t）%该程序进行系统分析功能%任意给定微分方程或差分方程描述的系统，可以画出系统的幅频响应和相频响应。b1 = 10; %微分方程分子多项式系数a1 = 1,5,12; %微分方程分母多项式系数b2 = 1,1;