信號(hào)系統(tǒng)課設(shè)報(bào)告方波序列與單邊指數(shù)序列卷積

1、成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)專 業(yè)通信工程課程設(shè)計(jì)題目方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示評(píng)語組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?2016 年 7 月 9 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院信息科學(xué)與工程專 業(yè)通信工程學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程設(shè)計(jì)題目方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù):1、 學(xué)習(xí)Matlab軟件及應(yīng)用；2、 學(xué)習(xí)并研究信號(hào)分析與處理課題方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示有關(guān)理論；3、利用Matlab編程，完成相應(yīng)的信號(hào)分析與處理（方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示）（方波序列和方波序列的卷積及卷積過程演示）課題；4、寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告，打印程序，給出運(yùn)行結(jié)果

2、。工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:第1-2天： 1、學(xué)習(xí)使用Matlab軟件、上機(jī)練習(xí)2、明確課題內(nèi)容，初步編程 第3-5天： 1、上機(jī)編程、調(diào)試2、撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書3、檢查編程、運(yùn)行結(jié)果、答辯4、上交課程設(shè)計(jì)報(bào)告指導(dǎo)教師：2016年7月9日專業(yè)負(fù)責(zé)人：2016年7月9日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)：2016年7月9日目錄1 引 言42 Matlab8.3 入門52.1 Mtlab8.3介紹53.利用Matlabu8.3實(shí)現(xiàn)方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示的設(shè)計(jì)63.1方波和方波信號(hào)的卷積及卷積過程演示的基本原理：63.2方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示的編程設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)63.3運(yùn)行結(jié)果及分析8結(jié)

3、論9參考文獻(xiàn).101 引 言信號(hào)的卷積是針對(duì)時(shí)域信號(hào)處理的一種分析方法。信號(hào)的卷積一般用于求取信號(hào)通過某系統(tǒng)后的響應(yīng)。在信號(hào)與系統(tǒng)中，我們通常求取某系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)，所求得的 h(k) 可作為系統(tǒng)的時(shí)域表征。任意系統(tǒng)的系統(tǒng)響應(yīng)可用卷積的方法求得。離散時(shí)間信號(hào)是時(shí)間上不連續(xù)的“序列”，因此，激勵(lì)信號(hào)分解為脈沖序列的工作就很容易完成，對(duì)應(yīng)每個(gè)樣值激勵(lì)，系統(tǒng)得到對(duì)應(yīng)的樣值響應(yīng)，每一響應(yīng)也是一個(gè)離散時(shí)間序列，把這些序列疊加便得零狀態(tài)響應(yīng)。因?yàn)殡x散量的疊加無需進(jìn)行積分，因此，疊加過程表現(xiàn)為求“卷積和”。不同的a值及N值產(chǎn)生的卷積不同且只有兩個(gè)序列有重疊的部分才有卷積。當(dāng)矩形脈沖寬度值N=1時(shí)卷積和就是

4、單邊指數(shù)序列且a值的大小只影響卷積和的大小而不會(huì)影響卷積和的寬度，N值的大小就影響卷積序列相交部分的范圍寬度即卷積的寬度。離散序列卷積即為對(duì)應(yīng)相交序列對(duì)應(yīng)N值的乘積之和。一個(gè)離散線性系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系可以用差分方程來描述,又可以用里卷積來描述,所不同的在于后者的即時(shí)輸出僅表示為輸入序列的加權(quán)和。換句話說,輸入與輸出之間存在著非遞歸的關(guān)系。即時(shí)輸出沒有明顯的表示出與過去的輸出有關(guān)。顯然,如果已知系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)和輸入序列,通過求卷積和就可直接求得任一時(shí)刻的輸出值。離散卷積不僅適用于離散系統(tǒng),也可作為連續(xù)系統(tǒng)卷積積分的近似計(jì)算。用卷積和的數(shù)值計(jì)算來近似計(jì)算卷積積分,其近似程度取決于樣點(diǎn)間隔T

5、,通常選取較小的T可以獲得較好的近似。應(yīng)該指出卷積和運(yùn)算由于引入表征系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的h(n),所以有著明顯的物理意義,它使疊加原理的表達(dá)式大為簡(jiǎn)化。2 Matlab8.3 入門2.1 Mtlab8.3介紹MATLAB作為一種功能強(qiáng)大的工程軟件，其重要功能包括數(shù)值處理、程序設(shè)計(jì)、可視化顯示、圖形用戶界面和與外部軟件的融合應(yīng)用等方面。MATLAB軟件由美國Math Works公司于1984年推出，經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，如今己成為覆蓋多個(gè)學(xué)科的國際公認(rèn)的最優(yōu)秀的數(shù)值計(jì)算仿真軟件。MATLAB具備強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力，許多復(fù)雜的計(jì)算問題只需短短幾行代碼就可在MATLAB中實(shí)現(xiàn)。作為一個(gè)跨平臺(tái)的軟件，MAT

6、LAB已推出Unix、Windows、Linux和Mac等十多種操作系統(tǒng)下的版本，大大方便了在不同操作系統(tǒng)平臺(tái)下的研究工作。MATLAB軟件具有很強(qiáng)的開放性和適應(yīng)性。在保持內(nèi)核不變的情況下，MATLAB可以針對(duì)不同的應(yīng)用學(xué)科推出相應(yīng)的工具箱(toolbox)，目前己經(jīng)推出了圖象處理工具箱、信號(hào)處理工具箱、小波工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱以及通信工具箱等多個(gè)學(xué)科的專用工具箱，極大地方便了不同學(xué)科的研究工作。國內(nèi)已有越來越多的科研和技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到MATLAB的強(qiáng)大作用，并在不同的領(lǐng)域內(nèi)使用MATLAB來快速實(shí)現(xiàn)科研構(gòu)想和提高工作效率。MATLAB提供了20類圖像處理函數(shù),涵蓋了圖像處理的包括近期研究成果

7、在內(nèi)的幾乎所有的技術(shù)方法,是學(xué)習(xí)和研究圖像處理的人員難得的寶貴資料和加工工具箱。這些函數(shù)按其功能可分為:圖像顯示;圖像文件I/O;圖像算術(shù)運(yùn)算;幾何變換;圖像登記;像素值與統(tǒng)計(jì);圖像分析;圖像增強(qiáng);線性濾波;線性二元濾波設(shè)計(jì);圖像去模糊;圖像變換;鄰域與塊處理;灰度與二值圖像的形態(tài)學(xué)運(yùn)算;結(jié)構(gòu)元素創(chuàng)建與處理;基于邊緣的處理;色彩映射表操作;色彩空間變換;圖像類型與類型轉(zhuǎn)換。Matlab8.3是其公司在2014年3月6日出的一款功能更齊全的軟件。3.利用Matlabu8.3實(shí)現(xiàn)方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示的設(shè)計(jì)3.1方波和方波信號(hào)的卷積及卷積過程演示的基本原理：連續(xù)時(shí)間信號(hào)的卷積定

8、理即對(duì)于任意兩個(gè)信號(hào)f1(t)和f2(t)做卷積運(yùn)算，定義為卷積定理滿足交換率在求連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的現(xiàn)代解法中就用到卷積定理：設(shè)系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)為e(t),沖激響應(yīng)為h(t),則系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)為對(duì)信號(hào)做卷積積分運(yùn)算的五個(gè)步驟：改換圖形中的橫坐標(biāo)，由t改為，變成函數(shù)的自變量；把其中的一個(gè)信號(hào)反褶；把反褶的信號(hào)做位移，移位量是t,這樣t是一個(gè)參變量。在坐標(biāo)系中，t0圖形右移；t0圖形左移；兩信號(hào)重疊部分相乘e()h(t-)；完成相乘后圖形的積分。3.2方波序列和單邊指數(shù)序列的卷積及卷積過程演示的編程設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思路：用（a）.n表示出單邊指數(shù)序列。 用ones()信號(hào)表示出方波序列。 用conv（）

9、進(jìn)行兩信號(hào)的卷積運(yùn)算。stem()畫出圖形，subplot（）排列所有圖形在一個(gè)界面中。grid on打開參考用的網(wǎng)格。title標(biāo)注表格的輸出波形。程序：Nx=20;Nh=20;n=0:Nx-1;x=(0.9).n;nh=0:Nx-1;h=ones(1,Nh);y=conv(x,h);L=length(y);M=L-1;m=0:1:M;subplot(3,1,1);stem(n,x,fill);grid on;title(輸入單邊指數(shù)序列)subplot(3,1,2);stem(nh,h,fill);grid on;title(輸入方波序列)subplot(3,1,3);stem(m,y,f

10、ill);grid on;title(輸入卷積結(jié)果)3.3運(yùn)行結(jié)果及分析結(jié) 論通過本次課程設(shè)計(jì)我對(duì)卷積的原理及運(yùn)算過程有了更深入的認(rèn)識(shí)，信號(hào)的卷積是針對(duì)時(shí)域信號(hào)處理的一種分析方法。通過本次綜合實(shí)踐讓我在學(xué)習(xí)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的同時(shí)，掌握MATLAB的應(yīng)用，對(duì)MATLAB 語言在實(shí)踐中的推廣應(yīng)用起到促進(jìn)作用。從而將更多的時(shí)間留于對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的基本分析方法和應(yīng)用的理解與思考學(xué)會(huì)應(yīng)用 MATLAB的數(shù)值計(jì)算功能，將學(xué)生從繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算中解脫出來，從而將更多的時(shí)間留于對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的基本分析方法和應(yīng)用的理解與思考。讓我們將課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)及部分課后練習(xí)用 MATLAB 進(jìn)行形象、直觀的可視化計(jì)算機(jī)模擬與仿真實(shí)現(xiàn)，從而加深對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)基本原理、方法及應(yīng)用的理解，以培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)和獨(dú)立解決問題的能力，為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計(jì)使我能更靈活的運(yùn)用Matlabu并進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)；試驗(yàn)中大量查閱資料培養(yǎng)自己的自學(xué)能力，發(fā)現(xiàn)了很多問題，同學(xué)間相互協(xié)作討論攻克難關(guān)培養(yǎng)了合作精神和解