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《信號(hào)與線性系統(tǒng)教學(xué)資料實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告一信號(hào)的時(shí)域基本運(yùn)算一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握時(shí)域內(nèi)信號(hào)的四則運(yùn)算基本方法；2.掌握時(shí)域內(nèi)信號(hào)的平移、反轉(zhuǎn)、倒相、尺度變換等基本變換；3.注意連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)在尺度變換運(yùn)算上區(qū)別。二、實(shí)驗(yàn)原理信號(hào)的時(shí)域基本運(yùn)算包括信號(hào)的相加(減)和相乘(除)。信號(hào)的時(shí)域基本變換包插信號(hào)的平移(移位)、反轉(zhuǎn)、倒相以及尺度變換。(1)相加(減):兀(1)=兀](1)±兀2&)x[n]=xAb]±x2[w](2)相乘：x(/)=x1(/)#X2(/)x[n]=x1h]>X2[/2(3)平移(移位)：x(”Tx(f—fo)(0>0時(shí)右移，(0<0時(shí)左移x[n]
2、x[n-A^]N>0時(shí)右移，NvO時(shí)左移(4)反轉(zhuǎn)：x(/)Tx(-Jx[n]^>x-n](5)倒相：x(/)T-x(f)x[n]-x[n](6)尺度變換：q
3、>1時(shí)尺度壓縮，間<1時(shí)尺度拉伸，QVO時(shí)還包含反轉(zhuǎn)兀[“]Tx[mn]m取整數(shù)m>1時(shí)只保留加整數(shù)倍位置處的樣值，mvl時(shí)相鄰兩個(gè)樣值間插入加-1個(gè)0,加v0時(shí)還包含反轉(zhuǎn)三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果言號(hào)的時(shí)域運(yùn)算函數(shù))db?*Gb)參數(shù)aL緲b?10函數(shù)x2圖形運(yùn)算方式-1運(yùn)篦后的函數(shù)圖形設(shè)賢t范圍start:inc:end.10:0001:10卜云1)3參ftb函數(shù)x圖形顧寶檢受*$千m2干
4、P方氏交樓方氏曲d”d早軫后圖形I受換后圖形
5、函數(shù)反轉(zhuǎn)賽數(shù)b函數(shù)x圖形軍咨方氏平軫后圖形I千mr^~受検方氏變換后由形I函數(shù)反轉(zhuǎn)四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與收獲信號(hào)間的基木運(yùn)算包括加減乘除，平移伸縮，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與理論相符，顯示了信號(hào)之間的相互作用關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二連續(xù)信號(hào)卷積與系統(tǒng)的時(shí)域分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握卷積積分的計(jì)算方法及其性質(zhì)。2.掌握連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)在典型激勵(lì)信號(hào)下的響應(yīng)及其特征。3?重點(diǎn)掌握用卷積法計(jì)算連續(xù)時(shí)間LTI系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)。1.運(yùn)用學(xué)到的理論知識(shí)，從RC、RL—階電路的響應(yīng)中正確區(qū)分零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)。二、實(shí)驗(yàn)
6、原理描述線性非時(shí)變連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是線性常系數(shù)微分方程。為了確定一個(gè)線性非時(shí)變系統(tǒng)在給定初始條件下的完全響應(yīng)y(t),就要對(duì)該系統(tǒng)列寫(xiě)微分方程表示式，并求出滿足初始條件的解。完全響應(yīng)y(r)可分為零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)。零輸入響應(yīng)是激勵(lì)為零時(shí)僅由系統(tǒng)初始狀態(tài)y(o」所產(chǎn)生的響應(yīng)，用％?⑴表示；零狀態(tài)響應(yīng)是系統(tǒng)初始狀態(tài)為零時(shí)僅由激勵(lì)屮)所引起的響應(yīng)，用滄⑴表示。于是，可以把激勵(lì)信號(hào)與初始狀態(tài)兩種不同因素引起的響應(yīng)區(qū)分開(kāi)來(lái)分別進(jìn)行計(jì)算，然后再疊加，即y(t)=yzi(t)+yzs(t)。值得注意的是，我們通常把系統(tǒng)微分方程的解(包括完全響
7、應(yīng)解、零輸入響應(yīng)解與零狀態(tài)響應(yīng)解)限定于O+vrvoo的時(shí)間范圍，因此不能把初始狀態(tài)(包括y(0」、yz/(0_).yzs(0_))直接作為微分方程的初始條件，而應(yīng)當(dāng)將y(0+)、蟲(chóng)(0+)、以0+)作為初始條件代入微分方程。由y(OJ、滄(0」、以0一)求y(0+)、yz/(0+)＞以0+)可采用微分方程兩邊沖激函數(shù)平衡的方法。該方法可參考由高等教育出版社出版，鄭君里主編的教材《信號(hào)與系統(tǒng)》(第二版)上冊(cè)第二章的2.3小節(jié)。本實(shí)驗(yàn)以一階RC電路為例，討論微分方程的建立和求解問(wèn)題。如圖2J所示電路，電壓源￡⑴作為激勵(lì)，若電容兩端的電壓Uc⑴
8、作為響應(yīng)，則描述系統(tǒng)的微分方程為：e(t)RC^t)+dt只要給定出)和初始狀態(tài)如(0.)的值，就可以求出零輸入響應(yīng)如⑴、零狀態(tài)響應(yīng)仏⑴和完全響應(yīng)Uc(t)o具體地，當(dāng)選擇電容兩端電壓心⑴作為響應(yīng)，則該電路的圖2-1一階RC電路單位沖激響應(yīng)：h^=~RCe單位階躍響應(yīng)：$(')J】一e咲少(')零輸入響應(yīng)：Uczi(t)=Uc^-)e"曲)零狀態(tài)響應(yīng)："cz$C)=e(/)*〃(/)若C=1F，7?=2Q,e(t)=e~3tu{tuc(0_)=27,可分析出忍(°+)二忍(0_)=2,且可求出零輸入響應(yīng)血刃⑴=2€一°%(”，零狀態(tài)響應(yīng)忍
9、/)=0?20—嚴(yán)加),完全響應(yīng)竝⑴=(2?2嚴(yán)勻一0.2戶加)。本實(shí)驗(yàn)中激勵(lì)電壓源有下列五種形式：u⑴、sin(/)"(/)、”⑴一心5)、宀⑴、3(t本實(shí)驗(yàn)允許在以下三個(gè)物理量中選擇一個(gè)作為輸出量：電容兩端電壓uc(t),電阻兩端電壓如⑴，回路電流i(t)。在線性系統(tǒng)的時(shí)域分析方法中，卷積是個(gè)極其重要的概念，占有重要地位。卷積積分的定義為：f(t)=/1(0*fl(0=f71(r)./2(t-T)dT=(M(t-T)dT卷積積分的計(jì)算過(guò)程從幾何上可以分為反轉(zhuǎn)、平移、相乘與積分四個(gè)步驟。卷積積分是LTI系統(tǒng)時(shí)域分析的基本手段，主要用于求
10、零狀態(tài)響應(yīng)。只要知道了系統(tǒng)在單位沖激信號(hào)5(t)作用下的零狀態(tài)響應(yīng)即系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)h⑴,就可以利用卷積積分求出系統(tǒng)在任何激勵(lì)x(f)作用下的零狀態(tài)響應(yīng)：yzs(Z)=x(f)
