基于MATLAB的《信号与系统》课程实验设计.docx

基于MATLAB的《信号与系统》课程实验设计
本文将探讨MATLAB在《信号与系统》课程实验中的应用和设计。
1、实验简介
为了更好地理解《信号与系统》课程的内容，学生需要在课堂中进行实验设计，感受信号与系统的实际应用。实验通常要求学生使用MATLAB软件来编程，并使用一些工具箱来完成信号与系统的分析和处理。
2、实验流程
通常，学生需要进行以下步骤：
(1)设计一个信号以及滤波器FIR/IIR滤波器。
(2)计算这个信号与滤波器的卷积。
(3)通过信号处理工具箱（如信号处理工具箱、控制工具箱、多媒体工具箱等）对卷积结果进行分析。
(4)在图形用户界面（GUI）上绘制信号与滤波器的波形、频谱等。
3、实验设计
以设计一个从1~1023的矩形信号为例，滤波器为FIRlow-passfilter。
(1)信号的生成：
在MATLAB中，我们可使用rectpuls来产生矩形脉冲。而其生成代码则为：
Fs=1024;
t=0:(1/Fs):1;
rect=rectpuls(t,0.1);
(2)FIRlow-passfilter：
在MATLAB中，FIR滤波器通过使用fir1可自动生成滤波器系数。而freqz的使用则用来分析滤波器系数的频率响应。
b=fir1(32,0.3,'low');H=freqz(b,1,1024,1024);
magH=abs(H);angleH=angle(H);
subplot(211);plot(magH);title('Magnituderesponse');
subplot(212);plot(angleH);title('Phaseresponse');
(3)卷积运算以及结果可视化：
conout=conv(rect,b);figure(2)
subplot(211);plot(conout);title('Convolutionoutput');
subplot(212);plot(abs(fft(conout)));title('Convolutionoutputfrequency');
(4)实验结论：
从结果中我们可以看出，FIRlow-passfilter对矩形信号进行了有效地频率过滤，并得到了完整的矩形信号。
4、实验总结
本文通过一个简单的实验来说明MATLAB在《信号与系统》课程实验中的应用。通过使用MATLAB软件来完成信号与系统的分析和处理，学生可以更好地理解课程中的概念和技术，并将其应用到实际场景中。同时，MATLAB也提供了许多工具箱，以帮助学生更轻松地完成实验设计。