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中北信号与系统实验指导书（13级）

《信号与系统》实验指导书

课程名称:信号与系统课程属性：技术基础实验

教材名称：《信号与系统》（第2版）学时：4

应开实验学期：3年级1学期适用专业：机械电子工程

先修课程：《电工技术》、《信号与系统》

一、教学目的

信号与系统“”是机械电子工程专业的一门重要的专业基础课，也

是国内各院校相应专业的主干课程。当前，科学技术的发展趋势既高

度综合又高度分化，这要求高等院校培养的大学生，既要求坚实的理

论基础，又要求有严格的工程技术培训，不断提高实验研究能力、分

析计算机能力、总结归纳能力和解决各种实实际际问题的能力。

二、教学基本要求

由于该课程核心的基本概念、基本理论和分析方法都非常重要，

而且系统性、理论性很强，为此在学习本课程时，开设必要的实验，

对学生加深理解深入掌握基本理论和分析方法，培养学生分析问题和

解决问题的能力，做好本课程的实验，是学好本课程的重要教学辅助

环节。

三、教材及参考书目

《信号与系统》（第二版）郑君里等主编高等教育出版社2021

年5月出版

《信号与系统》（第二版）陈后金等编著清华大学出版社北京

交通大学出版社2021年8月出版

四、其它说明

1、实验以两人为一小组，提供每小组一台电脑操作

1

第一部分信号视频分析及仿真实验

一、信号波形仿真实验

1.1.1内容提要

1.掌握信号定义及两种描述方法；

2.掌握信号波形的物理意义，连续信号经过抽样输出离散信号的

过程；3.掌握采样定理的意义，抽样周期的选择条件；4.掌握用

MATLAB语言进行信号描述的方法。

1.1.2基本要求

对信号时域波形在MATLAB语言环境中的基本编程方法能够理

解，熟练使用，为以下

的实验打下基础。

1.1.3实验原理及方法

1信号的定义与描述

信号是指消息的表现形式与传送载体，可以广义地定义为随一些

参数变化的某种物理量。在数学上，信号可以表示为一个或多个变量

的函数。描述信号的基本方法是学出它的数学表达式，此表达式是时

间的函数，绘出函数的图像称为信号的波形。因此，信号的两种直观

的描述方法为表达式与波形。

2时域抽样与抽样定理

在通信、控制和信号处理领域常需要用离散信号处理的方法对连

续时间信号进行处理。为了用离散信号处理的方法处理连续时间信号，

可对连续时间信号f(t)进行等间隔抽样，从而获得离散时间序列f(kT),T

为抽样周期。

时域抽样定理：若带限实信号f(t)的最高角频率为wm,则信号f(t)

可以用等间隔的抽样值唯一表示。而抽样间隔必须不大于1/（2fm）,

或者说最低抽样频率为2fm。

1.1.4实验内容及步骤

在Matlab中信号与系统均用离散量表示。根据抽样定理，连续

的时间量t与离散时间量n的关系为t?n/fs，其中fs为采样频率。

2x(t)?sin2t?cos3t，t?10s对于信号

1）当fs?10/?时，在Matlab中画出信号x(t)的程序及波形如下：

2

2）分析x(t)的周期如下：

3）改变fs，再作(1)、(2)。

1.1.5实验前的准备

预习实验报告，复习教材相关章节

1.1.6实验报告要求

1）写明实验名称；

2）简述在Matlab环境下表述离散信号的方法；按要求完整书写

你所编写的全部MATLAB程序；

3）绘出1）至3）所要求的信号波形曲线；

4）详细记录实验过程中的有关信号波形图（存于自带的U盘中），

图形要有明确的标题。全部的MATLAB图形应该用打印机打印，然后

贴在本实验报告中的相应位置，禁止复印件；

5）实事求是地回答相关问题，严禁抄袭。

3

二、仿真得到一有规信号通过带通滤波器后的输出

1.2.1内容提要

1.掌握信号的频域分析方法、计算方法和特性曲线的绘制方法，

信