信號(hào)與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、信號(hào)與系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐基礎(chǔ)類(lèi)（驗(yàn)證性）：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，旨在加強(qiáng)基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解和掌握。形式上以計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)為主。實(shí)驗(yàn)前先由指導(dǎo)教師講述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容等，然后學(xué)生根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)步驟, 完成實(shí)驗(yàn), 并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析, 達(dá)到在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握所學(xué)理論知識(shí)的目的。內(nèi)容上包括：信號(hào)的產(chǎn)生、表示與變換，信號(hào)的頻譜分析、系統(tǒng)的頻率響應(yīng)、卷積計(jì)算、信號(hào)的合成與分解等。1、 利用matlab表示各種不同信號(hào)及其信號(hào)變換：正弦信號(hào)、指數(shù)信號(hào)、指數(shù)正弦信號(hào)、不同頻率的聲音信號(hào)、灰度和彩色圖像信號(hào)。（ch1）2、 策劃銀行借貸問(wèn)題（ch2 課本2.63）3、 連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng)（ch2）4、 離散

2、系統(tǒng)的響應(yīng)和卷積計(jì)算（ch2）5、 利用傅立葉級(jí)數(shù)綜合的方法產(chǎn)生連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)，方波信號(hào)，三角波信號(hào)，分析Gibbs現(xiàn)象。（ch3）綜合類(lèi)（設(shè)計(jì)性）：綜合實(shí)驗(yàn)以學(xué)生自主設(shè)計(jì)為主，是指涉及若干知識(shí)點(diǎn)或幾種實(shí)驗(yàn)研究方法的非單一內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自主性,即給定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、寫(xiě)程序，擬訂實(shí)驗(yàn)步驟及過(guò)程，并加以實(shí)施。通常在理論課上老師會(huì)公布實(shí)驗(yàn)題目，學(xué)生可根據(jù)任務(wù)提前查閱資料，擬定方案，撰寫(xiě)報(bào)告，這種面向任務(wù)的教學(xué)方法給予學(xué)生發(fā)揮的空間, 培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可包括：系統(tǒng)的模擬、調(diào)制與解調(diào)、回波的產(chǎn)生與消除、模擬濾波器的設(shè)計(jì)、數(shù)字

3、濾波器的設(shè)計(jì)、信號(hào)的抽樣及重建和信號(hào)的去噪等。1、語(yǔ)音信號(hào)處理綜合實(shí)驗(yàn)(ch4，ch6，ch7，ch10)（ch8）2、濾波器設(shè)計(jì)在圖像處理中的應(yīng)用：邊緣檢測(cè)、銳化、平滑，去噪（ch6）3、回波系統(tǒng)的建立分析及回聲抵消系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) （ch2，ch3, ch9 ）4、汽車(chē)減震系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(ch6 ch9)探索類(lèi)（研究性）：探索實(shí)驗(yàn)以學(xué)生自主研究為主，其目的是提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)、運(yùn)用知識(shí)、自我設(shè)計(jì)的能力, 開(kāi)發(fā)他們的創(chuàng)新性思維。實(shí)驗(yàn)中不會(huì)給出設(shè)計(jì)的原理和步驟,只給學(xué)生提供選題和一些簡(jiǎn)單的提示, 學(xué)生不僅要根據(jù)“信號(hào)與系統(tǒng)”所學(xué)的知識(shí), 還要查閱相關(guān)文獻(xiàn), 設(shè)計(jì)出所需要的系統(tǒng)。學(xué)生最后要提交實(shí)

4、驗(yàn)報(bào)告, 說(shuō)明自己所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和結(jié)果。授課老師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 分析其原理和方法的對(duì)錯(cuò), 并對(duì)他們所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性進(jìn)行評(píng)估。1、 簡(jiǎn)易數(shù)字音樂(lè)合成器的設(shè)計(jì)(ch3)2、 簡(jiǎn)易語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（ch4）3、 取樣示波器的設(shè)計(jì)(ch7) 4、 多徑干擾信道均衡器的設(shè)計(jì)（ch8）5、 汽車(chē)速度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（ch9）實(shí)驗(yàn)一 信號(hào)的產(chǎn)生與表示1、設(shè)信號(hào)，用matlab求，及，并畫(huà)出信號(hào)的時(shí)域波形2、試用matlab分別畫(huà)出下列信號(hào)在的波形1），2）3）若采樣率為8000次/秒，利用matlab函數(shù)（sound）聽(tīng)上述信號(hào)，感覺(jué)有何不同？3、試用matlab產(chǎn)生一段6秒長(zhǎng)

5、的聲音信號(hào)，采樣率為8000次/秒，F(xiàn)依次取頻率494，440，392，440，494，494，且每種不同頻率的信號(hào)持續(xù)1秒，聽(tīng)該聲音信號(hào)，有何特點(diǎn)，可否區(qū)分各個(gè)音調(diào)4、試用matlab產(chǎn)生如下一幅200×200個(gè)象素的灰度圖片，其灰度在垂直方向按正弦信號(hào)規(guī)律變化另外，請(qǐng)用matlab產(chǎn)生灰度在水平方向按正弦信號(hào)規(guī)律變化的圖片，灰度在水平和垂直方向都按正弦信號(hào)規(guī)律變化的圖片。實(shí)驗(yàn)二 銀行借貸問(wèn)題考慮差分方程，其中是在時(shí)間n的還貸本金，r是還貸周期的利率，X是周期貸款還款額。1、 假定你想要買(mǎi)一幢房子，需要向銀行貸款50萬(wàn)人民幣，在個(gè)月，年利率分別為5，6，, 30，試用matlab求

6、得X對(duì)N的趨勢(shì)圖形，并計(jì)算在30年內(nèi)總共付給銀行的金額是多少？2、 假定你想要一筆與1中相同的貸款額，若打算在15年內(nèi)還清貸款，年利率為8，每月應(yīng)該還貸多少？總共付給銀行的金額是多少？實(shí)驗(yàn)三 連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng)已知某二階電路如圖所示：若令，以為輸入，電容電壓為輸出，列寫(xiě)該系統(tǒng)的微分方程。1、若，請(qǐng)用MATLAB中的impulse（）函數(shù)和step（）函數(shù)分別繪出該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的波形2、若，請(qǐng)用MATLAB中的impulse（）函數(shù)和step（）函數(shù)分別繪出該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)的波形3、若，請(qǐng)用MATLAB中的impulse（）函數(shù)和step（）函數(shù)分別繪出該系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響

7、應(yīng)的波形4、分析你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四 離散系統(tǒng)的響應(yīng)及卷積運(yùn)算1、 已知某LTI離散系統(tǒng)的單位序列響應(yīng)，試用MATLAB中的函數(shù)conv( )求解該系統(tǒng)在激勵(lì)時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)，繪出其時(shí)域波形圖，并說(shuō)明序列和的時(shí)域?qū)挾扰c的時(shí)域?qū)挾鹊年P(guān)系。2、 已知某LTI離散系統(tǒng)的差分方程如下：，試用MATLAB中的impz（）函數(shù)繪出該系統(tǒng)060時(shí)間范圍內(nèi)的單位序列響應(yīng)波形。3、 已知某離散系統(tǒng)的差分方程為，若輸入信號(hào)為，試用MATLAB中的filter( )和stem( )函數(shù)繪出該系統(tǒng)在時(shí)間間隔內(nèi)的零狀態(tài)響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)五 信號(hào)的合成與分解1、 如圖所示的周期矩形脈沖函數(shù)和周期三角波函數(shù) 請(qǐng)：1）利用定義分別確定

8、上述信號(hào)的復(fù)指數(shù)函數(shù)傅立葉展開(kāi)系數(shù)2）根據(jù)周期信號(hào)傅立葉展開(kāi)的定義，可以得到：，若用有限項(xiàng)復(fù)指數(shù)函數(shù)之和來(lái)近似，可以表示為：，試用MATLAB分別畫(huà)出當(dāng)M等于1，7，29，99時(shí)，函數(shù)和的波形。3）在時(shí)，的值為多少？這個(gè)值隨著M增加而變化嗎？4）在不求的情況下，對(duì)每個(gè)M值估計(jì)一下超量誤差值，這個(gè)誤差值隨著N增加而減小嗎？隨著M趨于無(wú)窮大，這個(gè)誤差值將如何變化？5）增大M，在t=0時(shí)，如何收斂？呈現(xiàn)的最大誤差隨著M增大而減小嗎？這與比較情況怎樣？語(yǔ)音信號(hào)處理綜合實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)利用matlab設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，理解如下知識(shí)點(diǎn)：1、 信號(hào)的采樣及混迭2、 信號(hào)的頻譜分析3、 信號(hào)的幅度調(diào)制解調(diào)

9、的方法4、 理想濾波器的時(shí)頻域特性5、 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 錄制一段個(gè)人自己的語(yǔ)音信號(hào)2、 采用合適的頻率，對(duì)錄制的信號(hào)進(jìn)行采樣，畫(huà)出采樣后語(yǔ)音信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜圖3、 給原始語(yǔ)音信號(hào)加噪聲，畫(huà)出加噪聲后的語(yǔ)音信號(hào)和頻譜圖4、 設(shè)計(jì)一個(gè)頻域的理想帶通信道5、 對(duì)這語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制，畫(huà)出調(diào)制后的語(yǔ)音信號(hào)和頻譜圖6、 利用理想帶通信道對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸7、 對(duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，畫(huà)出解調(diào)后的語(yǔ)音信號(hào)和頻譜圖8、 設(shè)計(jì)性能良好的濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波9、 對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行回放，并與濾波后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行對(duì)比三、實(shí)驗(yàn)要求 1、學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自主查找相關(guān)資料，設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 2、濾波器的

10、性能指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整 3、對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行獨(dú)立思考和分析 4、設(shè)計(jì)完成，提交相關(guān)資料（實(shí)驗(yàn)報(bào)告和可運(yùn)行源碼） 5、在基本要求的基礎(chǔ)上，學(xué)生可根據(jù)自己情況添加一些新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容四、實(shí)驗(yàn)思考1、如果有兩段語(yǔ)音信號(hào)，經(jīng)由上述過(guò)程進(jìn)行處理，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使得兩段語(yǔ)音信號(hào)在傳輸過(guò)程中不相互干擾？2、如果信道不是理想的，而是具有多徑干擾的通信信道，會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生怎樣的影響？回波產(chǎn)生與消除綜合實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模擬2、 系統(tǒng)特性的分析3、 可逆濾波器的設(shè)計(jì)二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 錄制一段個(gè)人自己的語(yǔ)音信號(hào)2、 設(shè)計(jì)回波產(chǎn)生器對(duì)原始語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理，使其產(chǎn)生回聲3、 根據(jù)現(xiàn)有的回波產(chǎn)生器的參數(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)回波消除系統(tǒng)，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理4、 對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行回放，并與處理后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行對(duì)比5、 調(diào)整參數(shù)，使回波消除效果達(dá)到最佳6、 如果回波產(chǎn)生系統(tǒng)的