信号与系统实验(建设中)


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0 引言

信号与系统课程的学科定位和用途

信号处理系统的设计迭代过程

本实验课程的教学思路

1 信号的合成与分析

学习信号与系统,首先需要从直观的角度感受信号,声音编辑软件Audition是一个很好的入门方式

生成简单信号并观察



生成基本音调信号面板


通过观察时域波形测量信号周期


观察频谱的峰值频率、频谱瀑布的频率位置 确定信号频率


改变信号的强度,观察频谱瀑布图亮度的变化规律


生成复杂信号并观察



合成频率阶跃信号


观察频率阶跃信号的频谱瀑布图


观察信号频率阶跃处的频谱曲线图


合成带有谐波成分的纯音信号

测量放大器的失真

非线性失真



利用不同幅度的单音信号测量谐波失真

线性失真

2 信号滤波

生成典型信号并滤波



多音谐波信号


线性扫频信号


多音扫频(警笛)信号

电报信号的合成与检波



单音电报信号 电文 CUC


全波整流后的电报信号 局部(左)和整体(右)


滤波后的电文键控信号和吉布斯现象


正弦信号经过全波整流后的频谱延拓


双路电报信号的波形、频谱瀑布图和频谱图


使用包络检波和滤波器分离频分复用的多路电报信号

调幅信号的合成与解调



用于AM调制的基带信号(被调制的信号)


AM调制后的单音信号(左)和话音信号(右)


全波整流后的单音信号(左)和话音信号(右)


整流后信号进行低通滤波得到的话音信号(左)和单音信号(右)

电传终端信号的合成与分析



使用MMTTY 终端软件,录制FSK电传打字信号


电传字符信号的译码表和信号格式


FSK电传字符信号的波形/频谱/频谱瀑布图


使用信号滤波器包络检波得到的Mark通道和Shift通道的电平信号

电话拨号音的合成与解调



DTMF 双频拨号频率分配表


10086 拨号音全局图


拨号音信号细节图


带通滤波器设定


经过带通滤波后的拨号音信号

3 信号相位的分析和处理

李萨如图形



立体声同相信号


立体声反相信号


立体声90度相差信号


立体声45度相差信号



延迟叠加滤波(选做)



延迟叠加系统的频响


右声道延时之后的立体声信号


左右通道合并至右通道之后的立体声信号

滤波器的群延时



左右声道不同频率、相位对齐的立体声信号


设置滤波器,观察其群时延和相频响应


从过零点的位置,观察滤波后左右通道的相位差

AM信号的SDR软件解调



添加了数据为0的虚部通道(Q分量)的 复数信号,实部通道为原始基带信号


使用SDR软件,在0Hz频率位置,以AM方式解调复数信号WAV文件


实部添加了直流分量的复信号


再次使用SDR软件,在0Hz频率位置,以AM方式解调信号


实部添加过直流,再乘以复数载波之后的信号,观察IQ通道信号的正交性


再次用SDR软件,在复数载波的频率位置,AM方式解调信号

FM信号的SDR软件解调(选做)



复数正弦信号,相位信号,解回绕后的相位信号


Matlab中观察单音调频信号的频谱,相位,以及IQ的X-Y视图


Audition中观察单音调频信号的IQ波形,频谱,以及IQ的X-Y视图


使用SDR软件解调收听 单音调制的 FM 信号

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