信號(hào)與系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

前言

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程是一門實(shí)用性較強(qiáng)、涉及面較廣的專業(yè)基礎(chǔ)課，是電子、通信、信息等專業(yè)本?？茖W(xué)生的必修課程，也是這些專業(yè)碩士研究生入學(xué)必考課程。該課程是將學(xué)生從電路分析的知識(shí)領(lǐng)域引入信號(hào)處理與傳輸領(lǐng)域的關(guān)鍵課程，對(duì)后續(xù)專業(yè)課起著承上啟下的作用。該課程的概念和方法，在無(wú)線電技術(shù)、通信、自動(dòng)控制、雷達(dá)技術(shù)、圖像處理、遙感技術(shù)、地震學(xué)、海洋學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。由于該課程核心的基本概念、基本理論和分析方法都非常重要，而且系統(tǒng)性、理論性很強(qiáng)，為此在學(xué)習(xí)本課程時(shí)，開(kāi)設(shè)必要的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生加深理解深入掌握基本理論和分析方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及使抽象的概念和理論形象化、具體化，對(duì)增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣有極大的好處，做好本課程的實(shí)驗(yàn)，是學(xué)好本課程的重要教學(xué)輔助環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上，可以做下面幾個(gè)改革與嘗試：第一階段，依托實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備完成一些基本的常規(guī)性實(shí)驗(yàn)；第二階段，大力應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，如通過(guò)Fina Pro、MATIAB軟件，可以對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、計(jì)算及調(diào)試，可以得到系統(tǒng)特性的可視化測(cè)試結(jié)果；第三階段，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真和最優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，進(jìn)行一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)或校正，開(kāi)發(fā)一些信號(hào)處理的系統(tǒng)，讓學(xué)生對(duì)本課程的主要內(nèi)容有深刻理解，同時(shí)為學(xué)習(xí)《通信技術(shù)》、《數(shù)字信號(hào)處理》等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。本書最大特點(diǎn)是引入MATLAB兩種仿真軟件，通過(guò)仿真軟件將信號(hào)與系統(tǒng)的基本理論和分析方法進(jìn)行介紹，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以強(qiáng)化。實(shí)驗(yàn)層次上分為三種：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目合理，內(nèi)容層次豐富，能夠軟、硬件結(jié)合地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)的效率，加快實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，保證實(shí)驗(yàn)的可行性和科學(xué)性。與同類書相比較是實(shí)驗(yàn)方法多一些，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完整、層次分明，具備創(chuàng)新性和先進(jìn)性。相信會(huì)受到廣大讀者的歡迎，同時(shí)，希望大家能夠提出寶貴意見(jiàn)，使本書能夠繼續(xù)完善。本書由廣州大學(xué)資助出版。在此特別鳴謝廣州大學(xué)禹奇才副校長(zhǎng)、廣州大學(xué)教務(wù)處趙建華副處長(zhǎng)、學(xué)校實(shí)驗(yàn)中心唐連章主任，本書從寫作到出版始終得到他們的支持和鼓勵(lì)。本書的出版得到了北京理工大學(xué)出版社的關(guān)懷和幫助，還得到出版社唐爽編輯的細(xì)心加工，作者對(duì)他們的辛勤工作表示深深謝意。由于作者本人水平有限，書中難免有錯(cuò)漏，歡迎讀者批評(píng)指教。

內(nèi)容概要

　　本書是根據(jù)電子信息類專業(yè)的“信號(hào)與系統(tǒng)”及“信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”兩門課程的教學(xué)大綱和基本要求編寫的。全書分為“信號(hào)與系統(tǒng)仿真分析”和“信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)”兩大篇，共六章。本書依托Tina Pro和MATLAB兩種軟件，介紹了基于Tina Pro的電路仿真分析、基于Tina Pro的信號(hào)與系統(tǒng)仿真分析、基于MATLAB的信號(hào)與系統(tǒng)仿真和處理以及信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。書中內(nèi)容由淺入深，配有步驟翔實(shí)的例子加以驗(yàn)證和學(xué)習(xí)，還配有習(xí)題或思考題?！　”緯梢宰鳛楦叩仍盒Ｍㄐ藕碗娮宇悓I(yè)的教材，也可作為一般讀者學(xué)習(xí)和掌握Tina Pro和MATLAB兩種軟件的參考書，還可以供有關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第一篇　信號(hào)與系統(tǒng)仿真分析第一章　基于Tina Pro的電路仿真分析1.1　Tina Pro概述1.2　Tina Pro的界面1.3　應(yīng)用Tina Pro繪制電路圖的基本方法和步驟1.4　基于Tina Pro的直流分析1.5　基于Tina Pro的正弦穩(wěn)態(tài)電路分析1.6　基于Tina Pro的動(dòng)態(tài)電路分析1.7　Tina Pro在模擬電子線路中的應(yīng)用1.8　Tina Pro在數(shù)字電子線路中的應(yīng)用習(xí)題一第二章　基于Tina Pro的信號(hào)與系統(tǒng)仿真分析2.1　常用信號(hào)的觀察與測(cè)量2.2　信號(hào)的簡(jiǎn)單時(shí)域運(yùn)算2.3　典型周期信號(hào)的頻譜分析（傅里葉分析）2.4　信號(hào)的采樣與恢復(fù)2.5　信號(hào)的分解與合成2.6　連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析2.7　連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域和復(fù)頻域分析2.8　模擬濾波器的頻率特性觀測(cè)及其設(shè)計(jì)2.9　調(diào)制與解調(diào)電路的仿真習(xí)題二第三章　基于MATLAB的信號(hào)與系統(tǒng)仿真分析3.1　MATLAB軟件的簡(jiǎn)介3.2　MATLAB在數(shù)據(jù)分析與處理中的應(yīng)用3.3　基于MATLAB的信號(hào)時(shí)域運(yùn)算和時(shí)域變換3.4　基于MATLAB的信號(hào)頻域分析3.5　基于MATLAB的聲音信號(hào)處理初步3.6　基于MATLAB的圖像信號(hào)處理初步3.7　基于MATLAB的系統(tǒng)建模和時(shí)域分析3.8　基于MATLAB的連續(xù)LTI系統(tǒng)的頻域和s域分析3.9　基于MATLAB的離散LTI系統(tǒng)的頻域和z域分析3.10　基于Simulink的信號(hào)與系統(tǒng)仿真習(xí)題三第二篇　信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)第四章　基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器及常用電信號(hào)的觀察與測(cè)量實(shí)驗(yàn)二：?jiǎn)纹瑱C(jī)低頻信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)三：掃頻源實(shí)驗(yàn)四：零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)五：電路諧振特性的研究第五章　綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六：濾波器的頻響特性測(cè)定實(shí)驗(yàn)七：信號(hào)的分解與合成實(shí)驗(yàn)八：無(wú)失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)實(shí)驗(yàn)九：信號(hào)的抽樣與恢復(fù)實(shí)驗(yàn)十：二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的分析實(shí)驗(yàn)十一：AM振幅調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)十二：FDM頻分復(fù)用傳輸系統(tǒng)第六章　設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十三：選頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究實(shí)驗(yàn)十四：用沃爾什函數(shù)合成信號(hào)實(shí)驗(yàn)十五：?jiǎn)芜呎{(diào)制信號(hào)的實(shí)現(xiàn)與解調(diào)附錄1：實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的介紹附錄2：綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本格式參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.5　基于Tina Pro的正弦穩(wěn)態(tài)電路分析當(dāng)電路中的激勵(lì)信號(hào)為正弦電源，且電路已經(jīng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)時(shí)，這時(shí)的電路響應(yīng)也是正弦的，若對(duì)這樣的電路進(jìn)行分析，則稱為正弦穩(wěn)態(tài)電路分析。正弦穩(wěn)態(tài)電路分析的主要方法是相量法。例1.5.1正弦穩(wěn)態(tài)電路的電壓和電流求取。步驟1：繪制如圖1-1-14所示的電路圖。圖1-1-14中的電壓指針、電流表和電壓表均在元件條的儀表類元件庫(kù)中。雙擊圖1-l-14中的電壓發(fā)生器“Usin”圖標(biāo)，打開(kāi)電壓發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置表，如圖1-1-15所示。在電壓發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置表中，點(diǎn)擊“信號(hào)”菜單，將信號(hào)模式選為正弦信號(hào)，幅度為IOV，頻率為50Hz。步驟2：按“功能菜單1視圖1選項(xiàng)”，可以得到如圖1-1-16所示的選項(xiàng)對(duì)話框。將選項(xiàng)對(duì)話框的“AC用的基本函數(shù)”選為“余弦”，則函數(shù)cos所對(duì)應(yīng)的相量為步驟3：按“功能菜單分析AC分析計(jì)算節(jié)點(diǎn)電壓”，將探針移動(dòng)至所要測(cè)試的節(jié)點(diǎn)并單擊鼠標(biāo)左鍵，這個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓的計(jì)算結(jié)果就會(huì)顯示在界面上，可以得到如圖1-1-17所示結(jié)果。

編輯推薦

《信號(hào)與系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》可以作為高等院校通信和電子類專業(yè)的教材，也可作為一般讀者學(xué)習(xí)和掌握Tina Pro和MATLAB兩種軟件的參考書，還可以供有關(guān)技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

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