【正文】 系的難題，國內(nèi)外教育人士目光不約而同的投向一款優(yōu)秀的計算機軟 — Matlab。 指導(dǎo)教師（簽名）： 2021 年 5 月 12 日 目 錄 第 1章 緒論 課題研究背景及意義 ............................................................................................ 第 2章 Matlab 軟件 簡介 Matlab 環(huán)境 …………………………………………………………………… …… . 代碼開發(fā) …………………………………………………………………… .. 數(shù)值處理 …………………………………………………………………… .. 數(shù)據(jù)可視化 …… …………………………………………………………… .. 文件 I/O 和外部應(yīng)用程序接口 …………………………………………… .. MATLAB 組件 …………………………………………………………………… ... Simulink 組件 ……………………………………………………………… ... Simulink 的動態(tài)仿真演示 ………………………………………………… ... 第 3章 MATLAB 在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 yuanxinqi 第 3 頁 共 38 頁 2021/1/8 時域里的分析應(yīng)用 ..................................................................................... MATLAB 中的信號表示及可視化 ....................................................................... 連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析 ................................................................................. 零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng) ............................................................................. 沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng) ..................................................................................... 卷積 ................................................................................................................. 在頻域中的應(yīng)用 ......................................................................................... ………………………………………………… .. ………………………………… …………… .. 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù) …………………………………………………… 典型周期信號的傅里葉級數(shù) ………………………………………………… 傅里葉變換 …………………………………………………………………… 沖激函數(shù)和階躍函數(shù)的傅里葉變換 ………………………………………… 和 傅里葉逆變換 ………………………………………………… .. 階躍函數(shù)的傅里葉變換 ………………………………………………… .... 周期信號的傅里葉變換 ……………………………………………… …… .... 一般周期信號的傅里葉變換 ……………………………………………… …………………………………………………… .. ……………………………………………………………………… .. “抽樣”（采樣 ） 定理 ………………………………………………… 頻域抽樣定理 ……………………………………………………………… 第 4章 傅里葉變換應(yīng)用于通信 系統(tǒng) 理想低通濾波器 ………………………………………………………………… 從采樣信號恢復(fù)連續(xù)時間信號 ………………………………………………… 脈沖編碼調(diào)制 (PCM)…………………………………………………………… .. 非均勻量化 …………………………………………………………………… PCM 編碼器與解碼器的電路設(shè)計 …………………………………………… PCM 編碼器的電路設(shè)計 ………………………………… ………………… PCM 編碼器的電路設(shè)計 …… ……………………………………………… 無干擾信號的 PCM編碼與解碼 有干擾信號的 PCM編碼與解碼 …… ... MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 摘要 ： 隨著當(dāng)代計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機逐漸融入了社會生活的各個方面。 yuanxinqi 第 1 頁 共 38 頁 2021/1/8 學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計） Bachelor’s Thesis 論文題目 MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 作者 姓名 學(xué)號 所 在 院 系 物理與電子科學(xué) 學(xué)院 學(xué)科 專業(yè)名稱 電子信息科學(xué)與技術(shù) 導(dǎo) 師 及 職 稱 論文答辯 時間 2021 年 5 月 12 日 中文題目： MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用 外文題目： The application of Matlab in Signals and Systems 學(xué)生姓名 學(xué) 號 2021112020342 院系專業(yè) 物理與電子科學(xué)學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級 0803 編號 2021120342 研究類型 應(yīng)用 研究 分類號 TN219 yuanxinqi 第 2 頁 共 38 頁 2021/1/8 學(xué) 生 承 諾 我承諾在畢業(yè)論文（設(shè)計）活動中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，本人畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容除特別注明和引用外，均為本人觀點，不存在剽竊、抄襲他人學(xué)術(shù)成果，偽造、篡改實驗數(shù)據(jù)的情況。計算機的使用已經(jīng)成為當(dāng)代大學(xué)生不可或缺的基本技能。 yuanxinqi 第 4 頁 共 38 頁 2021/1/8 通過它可用計算機仿真，闡述信號與系統(tǒng)理論與應(yīng)用相聯(lián)系的內(nèi)容，以此激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，變被動接受為主動探知，從而提升學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)主動思維、學(xué)以致用的思維習(xí)慣 。 從本課程的教與學(xué)的角度上來講，由于信號與系統(tǒng)課程是概念抽象，與數(shù)學(xué)聯(lián)系緊密，復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)及其數(shù)學(xué)結(jié)果常常使學(xué)生難于理解，再加上長期以來，由于信號與系統(tǒng)課程本身的特點導(dǎo)致數(shù)學(xué)方法和手段的單一，使信號與系統(tǒng)這門課程一直處于教學(xué)的困難境況中。（ 1） 20世紀(jì) 60年代中期以后高速數(shù)字計算機的發(fā)展已頗具規(guī) 模，它可以處理較多的數(shù)據(jù)，從而推動著數(shù)字信號處理技術(shù)的前進(jìn)； (2)快速傅里葉變換（ FFT）的提出，在大多數(shù)問題中能使離散傅里葉變換（ DFT）的計算時間大大縮短，此外，若干高效的數(shù)字濾波算法的提出也促進(jìn)了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展；（ 3）大規(guī)模集成電路的發(fā)展，是數(shù)字信號處理不僅可以在通用計算機上實現(xiàn)還可以用數(shù)字部件組成的專用硬件來實現(xiàn)。 另外信號與信息處理專業(yè)的應(yīng)用主要領(lǐng)域有：信息管理與集成、實時信號處理與應(yīng)用、 DSP 應(yīng)用、圖像傳輸與處理、光纖傳感與微弱信號檢測 、電力系統(tǒng)中特殊信號處理等。最初版本的 MATLAB 出現(xiàn)在 20世紀(jì) 70年代，用 FORTRAN 語言編寫，其主要功能是實現(xiàn)程序庫的接口功能。 代碼開發(fā) 支持函數(shù)嵌套、有條件中斷點，可以使用匿名函數(shù)定義單行函數(shù)。 MATLAB 組件 Simulink 組件 Simulink 組件包括 Signal Processing Toolbox、 SimMechanics、SimPowerSystems、 Simulink Accelerator、 Simulink Contorl Design、 Stateflow、RealTime Workshop、 Virtual 、 Reality Toolbox 等。 Simulink 組件中工具包很多，包括通信、控制、信號、電力等各個領(lǐng)域。它既可繪制出信號的圖形，也可描繪出整個系統(tǒng)的圖形，可以讓你直觀體驗到你學(xué)的內(nèi)容到底是些什么，一些參數(shù)的變化到底會引起怎樣的影響，這些對于這門課程 學(xué)習(xí)來說將會有很大的幫助。 圖 5 基本信號編程指令 5 0 502468tf(t)課本 圖 1 4 指數(shù)信號0 5 10 1542024tf(t)課本 圖 1 7 指數(shù)衰減的正弦信號 2 0 1 0 0 10 20 0 . 500 . 51課本 圖 1 8 S a ( t ) 函數(shù) 圖 6 基本信號的圖形 圖 7 常用的信號編程指令 4 2 0 2 41 0 . 500 . 51單位階躍信號tu(t)4 2 0 2 41 0 . 500 . 51符號函數(shù)tsign(t)4 2 0 2 41 0 . 500 . 51單位沖激函數(shù)tcj(t)0 1 2 3 401234單位斜邊函數(shù)tf(t) 圖 8 常見信號的圖形 系統(tǒng)時域分析法包含兩方面的內(nèi)容，一是微分方程的求解，另一是系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)，將沖激響應(yīng)與輸入激勵信號進(jìn)行卷積積分，求出系統(tǒng) 輸出響應(yīng)。 特征方程有重根：則特征方程如下： ? 121011n10 )()(... ???? ??????? kn i iknnn CCCCC ??????? 齊次解為： ?? ???? ?????kitikitkkkk etAeAtAttA112211 11 )()...A ??（ ， 其中每一項都滿足齊次方程。R= 39。Dv+1/(R*C)*v=039。t39。Dv+1/(R*C