信号与系统实验：连续与离散时间分析教程

本教程旨在提供深入的信号与系统实验实践指导，帮助学生理解和掌握信号在连续时间和离散时间下的基本概念与分析方法。通过两个关键实验，实验一聚焦于连续时间信号与系统的时域分析，而实验二则着重于连续时间信号的频域分析。 实验一：连续时间信号与系统的时域分析 该部分首先明确了实验目的，包括理解信号的时域表示，如波形和其数学描述，并通过MATLAB软件进行模拟，让学生亲身体验如何构建和处理连续时间信号。实验的核心理论包括： 1. 信号的时域表示方法：介绍了不同类型的信号（如阶跃函数、冲激函数和正弦波）在时域的表示，以及它们的性质和特性。 2. MATLAB仿真：通过编程实例，演示如何使用MATLAB对连续时间信号进行可视化和分析，如绘制信号波形、计算其傅里叶变换等。 3. LTI系统的时域描述：探讨了线性时不变系统（LTI）的输入输出关系，以及它们如何在时域中表现，如零输入响应和零状态响应。 实验步骤及内容 包括理论预习、信号设计、系统模型建立、MATLAB实现以及结果解读，每个步骤都要求学生独立操作并记录实验数据。 实验报告要求：除了实验过程的详细记录，还包括对实验结果的分析和解释，以及对所学理论知识的运用和思考。 实验二：连续时间信号的频域分析 这部分实验旨在探索周期信号的频域表示，通过傅里叶级数（Continuous-Time Fourier Series, CTFS）来分解和理解信号的频率成分。接着，介绍连续时间信号的傅里叶变换（Continuous-Time Fourier Transform, CTFT），它对于理解信号的频域特性至关重要，如信号的频谱和滤波器的设计。 连续时间周期信号的傅里叶级数：讲解级数展开的基本原理，以及如何通过周期性条件求解信号的频率分量。 连续时间信号的傅里叶变换：介绍如何使用傅里叶变换分析非周期信号，理解时域和频域之间的互换性，以及如何通过变换进行信号处理和分析。 实验报告在这个阶段可能涉及对连续时间傅里叶变换的计算、应用实例以及对实验结果的频谱分析。 这个教程不仅要求学生掌握信号与系统的基本理论，还要通过实际操作深化理解，提高运用MATLAB进行信号分析的能力，培养实验报告撰写和理论与实践相结合的能力。通过这两个实验，学生将建立起信号与系统分析的基础，为进一步的专业课程学习打下坚实基础。