课程展示
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实验项目名称: 基于Matlab的信号处理虚拟仿真实验
项目介绍:         课程性质及背景:
        本课程是信号与系统、数字信号处理等课程的仿真实验,用于验证这些课程的理论,并在此基础上进行一定的扩展。针对信号类课程理论性强、知识点十分抽象不易理解的特点,开设本实验,加深学生对知识点的掌握程度,并提高学习兴趣。
        实验项目虚拟仿真的特点及必要性:
        利用虚拟环境,首先可以模拟出一些现实中无法直接获取的信号(如噪声信号、理想的阶跃信号等),而这些信号对于学习信号处理基本理论有重要的作用;其次可以模拟一些理想的滤波器(低通、高通等),使得学生能够更形象生动地学习这些滤波器的作用;最后可以实现一些复杂的运算(卷积、傅里叶变换等),让学生观察这些运算的效果。
项目目的:         给学生提供了一个在计算机里完成实验的虚拟环境,学生可以对声音、图片、图像进行数字信号处理实验,提高学生的学习兴趣;提供了自行开发环境,学生可以通过编写代码调整实验数据内容,从而提高学生的动手实践能力;应用Matlab软件,可以提高教学效率,增强学生对课程中学到的理论、概念和方法的理解掌握。
面向理论课程: 信号与系统、数字信号处理
面向专业: 测控、电气、机械
开设地点: 科学楼236室
仪器硬件设备
及软件环境:
计算机、Matlab软件
实验项目功能
及效果:
实验内容或任务:
实验一典型连续时间信号描述及运算
绘制典型信号的波形;绘制信号运算结果的波形;将信号分解成直流/交流分量,初步了解信号分解过程。
实验二线性系统时域分析
求解连续时间信号的卷积并绘图;求解LTI系统的冲激和阶跃响应。
实验三连续时间信号的傅里叶级数和傅里叶变换
实现周期信号傅立叶级数分解与综合;实现连续时间信号傅立叶变换;绘制连续时间信号的频谱图。
实验四连续系统的频域分析及连续信号的采样与重构
分析系统频率响应;实现连续信号采样与重构。
实验五拉普拉斯变换及其逆变换
绘制系统零极点图;利用MATLAB求解拉普拉斯逆变换。
实验六离散系统的Z域分析
利用MATALB实现离散系统频率特性分析;求解逆Z变换。
 实验效果:
下图(图2-6)为利用matlab对某连续时间系统进行求解,绘制出其激励和响应信号,有助于学生对系统及其零输入响应的理解,出自实验二。
下图(图5-6)为利用奈奎斯特采样频率对Sa(t)信号进行采样和重构的效果图,该图证了信号与系统课程中的采样定理。出自实验四,该任务中还有欠采样和过采样的效果图。
下图(图6-5)为利用Matlab绘制的拉普拉斯变换零极点曲面图,有助于学生理解零极点分布对曲面图的影响,出自实验五。