MATLAB在《信号与系统》课程中的应用探索

"该文档是《信号与系统》课程的研究性学习手册，旨在帮助学生通过实践操作和理论探究深入理解信号的时域分析和系统响应的时域求解。手册包含了MATLAB软件的初步使用指导，以及一系列与信号处理相关的实验题目，以增强学生的理解和应用能力。" 《信号与系统》是一门关键的工程学科，主要研究信号的表示、处理和系统对信号的影响。本手册针对两个核心主题进行了探讨：信号的时域分析和系统的时域分析。 **信号的时域分析专题研讨** 研讨目的在于让学生掌握基本信号类型及其特性，例如正弦波、方波等，并了解如何用MATLAB生成这些信号。同时，通过对不同参数的调整，如角频率和初始相位，学生可以直观感受信号的变化并理解其与声音之间的关系。此外，通过读取和播放音频文件，学生将学习到如何处理实际的语音信号，包括男声和女声的时域波形比较，从而探索区分两性的声音特征。 **系统时域分析专题研讨** 这部分重点在于理解系统响应的时域求解方法，特别是连续系统的零状态响应（卷积积分）。学生将学习如何使用MATLAB来计算和模拟RLC电路的响应，这涉及到对微分方程的解决，以得到系统的时域表达式。通过这样的实践，学生能够提升在理论与实际应用间转换的能力。 **MATLAB的初步使用** 手册中提到了MATLAB作为工具，用于信号的表示、运算以及系统响应的计算。例如，使用`wavread`函数读取音频文件，`sound`函数播放信号，以及在信号处理中的其他功能。通过实际操作，学生可以熟悉MATLAB的环境，增强其在信号与系统领域的计算技能。 **自主学习和问题探究** 除了指定的研讨内容，手册鼓励学生进行自主学习，阅读相关文献，发现并探究问题。例如，针对男声和女声的区别，学生可能需要研究声音的频率特性，如基频和谐波结构，以理解区分男女声音的关键特征。 这个研究性学习手册提供了一个全面的框架，引导学生通过实践和理论结合的方式，深入理解和应用《信号与系统》中的核心概念，从而提高他们的分析和解决问题的能力。