2011信号与系统实验指导(3)

试验四 连续系统的复频域分析

一、试验目的

1观察系统的零极点分布对系统稳定性的影响以及系统的串并联。 2练习建立Simulink模型。

二、试验内容及要求：

1编制Matlab程序，实现以下内容：

系统的串、并联及反馈：两个单入单出系统WA?10(0.5s?1)4、，W?B2s(s?1)5s?2s?1绘制出构成串联、并联及反馈系统后的零极点分布图，并判断稳定性。 2 试用Simulink建立上题两系统串联、并联的模型；

设输入信号为阶跃信号，用示波器观察输出。

三、实验步骤：

打开电脑，双击桌面Matlab程序图标，打开文件菜单，点击新建M文件，在M文件编辑器中编写程序，编写完毕后按F5键运行调试。

点击Simulink图标，运行仿真工具箱，在对话框中拖拽各模块建立系统模型，完成之后按F5键运行调试

四、实验原理：

根据系统函数极点的分布，可判别系统的稳定性（零点分布只影响原函数幅度和相位）。

系统极点为一阶极点时，极点位于s平面左侧，h(t)收敛，系统稳定；极点位于s平面右侧，h(t)发散，系统不稳定；极点位于s平面虚轴上，h(t)等幅振荡，系统处于临界稳定状态。

系统极点为二阶极点时，极点位于s平面左侧，h(t)收敛，系统稳定；极点位于s平面右侧或虚轴上，h(t)发散，系统不稳定。

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LTIS互联的系统函数：

LTI系统的并联：H(s)?H1(s)?H2(s) LTI系统的级联：H(s)?H1(s)?H2(s) LTI系统的反馈连接：H(s)?H1(s)

1?H1(s)H2(s)建立Simulink仿真框图参见下图例

传递函数 Scope1 s+1 Step 2 +1.3s+0.8 s Transfer Fcn Scope 示波器 信号源 （双击模块可更改参数）

五、试验报告要求：

试验报告应包含以下内容

试验目的、内容、步骤、原理、程序、图形（可打印）等。 附录

%实验四，内容1a %计算传递函数

fA=[5,10];gA=[5,2,1];fB=4;gB=[1,1,0]; %串联

fh1=conv(fA,fB); gh1=conv(gA,gB); disp('串联后传递函数')

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printsys(fh1,gh1,'s') %并联

fh2=polyadd(conv(fA,fB),conv(gA,gB)); gh2=conv(gA,gB); disp('并联后传递函数') printsys(fh2,gh2,'s') %反馈后传递函数 fh3=conv(fA,gB);

gh3=polyadd(conv(fA,fB),conv(gA,gB)); disp('反馈后传递函数') printsys(fh3,gh3,'s') %实验四，内容1b %画零极点图

num=input('输入分子系数 sum=[a1,a2,...]='); den=input('输入分母系数 den=[b1,b2,...]='); [z,p]=tf2zp(num,den); zplane(z,p),grid

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试验五 信号的调制与解调

一、试验目的：

1、了解用Matlab实现信号调制与解调的方法。 2、利用仿真工具箱实现调制与解调系统的框图。

二、试验内容：

1编制Matlab程序，实现信号的调制：

将一低频信号g(t)=cos5t进行调制， 载波频率?0＝100，并绘制频谱图。

g(t) 相乘 cos?0t f(t)=g(t)cos?0t

2利用Simulink建立内容1中所示框图的调制与解调模型（同步解调），并用示波器观察各点的时域波形，绘制频谱图。

三、实验步骤：

打开电脑，双击桌面Matlab程序图标，打开文件菜单，点击新建M文件，在M文件编辑器中编写程序，编写完毕后按F5键运行调试。

点击Simulink图标，运行仿真工具箱，在对话框中拖拽各模块建立系统模型，完成之后按F5键运行调试

四、实验原理：

在通信系统中，信号从发射端传输到接收端，为实现信号的传输，往往要进行调制和解调。

调制是将信号的频谱搬移到任何所需的较高频段上的过程。调制有很多种比如调幅分为振幅调制（AM）、抑制载波振幅调制（AM－SC）、单边带调制（SSB）、残留边带调制（VSB）等，按控制载波的其他参数也有调频（FM）与调相（PM）等。

1、调制：

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我们这里介绍抑制载波振幅调制（AM－SC），将调制信号g(t)与载波信号cosω0t（ω0）相乘，如图所示，得到已调信号f(t)＝g(t)cosω0t。 g(t) 根据傅氏变换性质知时域相乘，频域

f(t)=g(t)cos?0t

相乘 cos?0t 卷积可求出已调信号f(t)的频谱

1F(?)??G(???0)?G(???0)?，这

2样就将调制信号g(t)的频谱G(ω)搬移到了

比较高的一个频段上，搬移过程见下图。

2、解调： 0 t g(t)cos?0t 1/2 0 t 0 cos?0t t F[cos?0t] 0 ?m ? ?m ? ? ? (π ) ? ?0

0 ? ) F ( 1/2 0 ?0? m ?0 ?0? ? ? m ? (π ) ? ? 0

g(t) 1 G(ω) ? ?0 解调是将已调信号恢复成原始信号的过程，与调制相反，如下图所示（同步解调）

f(t)=g(t)cos?0t 相乘 g0(t) g(t) 低通 cos?0t 这种解调方式要求接收段的本地载波与发送端的载波同频同相，所以成为同步解调，已调信号经乘法器输出g0(t)

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