《信号与系统课程设计》开设方案
信号与系统课程设计是一门实践环节必修课。其目的是培养学生正确的设计思想，理论联系实际的科学态度，严肃认真、实事的科学态度和勇于探索的创新精神。培养学生综合运用所学信号与系统及数字信号处理的知识、分析和解决工程技术问题的能力，为毕业设计打下基础。
一、课程基本要求
课程设计对象：电子信息工程专业本科班
课程设计学时：24
二、时间安排
开设时间
任务目标
第8周星期日
指导老师给学生布置课程设计的任务及要求。
学生完成组队，选题工作。
第9周星期日
学生根据设计任务及要求，查阅资料，熟悉相关的理论知识。
第10周星期日
学生设计并确定方案
第11周星期日
学生编写并调试程序
第12周星期日
学生撰写课程设计报告
第13周星期日
课程设计答辩，评分
三、设计题目、任务及要求
课程设计可参考以下6个题目，学生可在此围选择。
设计题目一、连续信号卷积积分的MATLAB实现
设计题目二、连续信号频域分析的MATLAB实现
设计题目三、基于MATLAB的系统零极点及频率响应分析
设计题目四、LTI系统零状态响应的MATLAB仿真
设计题目五、在MATLAB环境下实现连续信号复频域分析
设计题目六、基于MATLAB的离散信号与系统的Z域分析
设计题目七　信号的产生与时域运算
设计题目八 信号频谱分析
设计题目九 线性连续时间系统的分析
设计题目十 离散时间信号与系统
（详见：课程设计指导书）
四、设计报告及书写容要求
课程设计任务完成后，每位同学必须独立书写一份课程设计报告，注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。课程设计报告的容应包括以下四个部分：
（1）设计题目，要求。
（2）软件设计调试过程及仿真结果。
（3）总结：包括课程设计过程中的学习体会与收获。
五、考核方式
指导老师负责验收设计结果，并结合学生的工作态度、实际动手能力、创新精神和设计报
告等进行综合考评，并按优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级给出每位同学的课程设计成绩。具体考核标准包含以下几个部分：
（1）平时出勤（占10%）。
（2）程序设计调试（占30%）。
（3）设计报告（占30%）。
（4）答辩效果（占30%）。
课程设计指导书
设计题目一  连续信号卷积积分的MATLAB实现
一、设计目的
1．  熟悉卷积积分的定义和性质
2．  了解卷积积分在系统分析中的应用
3．  熟悉用MATLAB实现卷积的方法
二、基本原理
信号的卷积是数学上的一种积分运算，两个信号的卷积定义为：
信号的卷积运算在系统分析中主要用于求解系统的零状态响应。一般情况，卷积积分的运算比较困难，但在MATLAB中则变得十分简单，MATLAB中是利用conv函数来实现卷积的。
conv
功能：实现二个函数和的卷积。
格式：
说明：     表示二个函数，
      表示两个函数的卷积结果。
例题：已知两信号
                             
      求卷积
               
MATLAB程序如下：
t1=1:0.01:2;
f1=ones(size(t1));              %高度为一的门函数，时间从t=1到t=2
t2=2:0.01:3;
f2=ones(size(t2));              %高度为一的门函数，时间从t=2到t=3
g=conv(f1,f2);                  %对f1和f2进行卷积
t3=3:0.01:5;
subplot(3,1,1);plot(t1,f1);grid;  %画f1的波形
subplot(3,1,2),plot(t2,f2);grid  %画f2的波形
subplot(3,1,3),plot(t3,g);grid   %画g的波形
三、设计容
1．  已知两信号
                       
求卷积    比较此题与例题。
2．已知两信号
                           
      求卷积         
四、设计报告要求
1．  简述设计目的和原理。
2．  理论上计算信号的卷积积分。
3．  matlab求傅里叶变换记录程序运行结果。
4．  收获与建议。
设计题目二  连续信号频域分析的MATLAB实现
一、设计目的
1．  熟悉傅里叶变换的性质
2．  熟悉常见信号的傅里叶变换
3．  了解傅里叶变换的MATLAB实现方法
二、基本原理
傅里叶变换是信号分析的最重要的容之一。从已知信号f (t)求出相应的频谱函数F(jω)的数学表示为：
f (t)的傅里叶变换存在的充分条件是f (t)在无限区间绝对可积，即f (t)满足下式：
    但上式并非傅里叶变换存在的必要条件。在引入广义函数概念之后，使一些不满足绝对可积条件的函数也能进行傅里叶变换。
    傅里叶反变换的定义为：
      在这一部分的学习中，大家都体会到了这种数学运算的麻烦。在MATLAB语言中有专门对信号进行正反傅里叶变换的语句，使得傅里叶变换很容易在MATLAB中实现。
在MATLAB中实现傅里叶变换的方法有两种，一种是利用MATLAB中的Symbolic Math Toolbox提供的专用函数直接求解函数的傅里叶变换和傅里叶反变换，另一种是傅里叶变换的数值计算实现法。下面分别介绍这两种实现方法的原理。
1、直接调用专用函数法
  ①在MATLAB中实现傅里叶变换的函数为：
●        F=fourier( f )    对f(t)进行傅里叶变换，其结果为F(w)
●        F=fourier(f,v)  对f(t)进行傅里叶变换，其结果为F(v)
●        F=fourier( f,u,v )  对f(u)进行傅里叶变换，其结果为F(v)
②傅里叶反变换
●        f=ifourier( F )    对F(w)进行傅里叶反变换，其结果为f(x)
●        f=ifourier(F,U)  对F(w)进行傅里叶反变换，其结果为f(u)
●        f=ifourier( F,v,u )  对F(v)进行傅里叶反变换，其结果为f(u)
    由于MATLAB中函数类型非常丰富，要想了解函数的意义和用法，可以用mhelp命令。如在命令窗口键入：mhelpfourier回车，则会得到fourier的意义和用法。
 注意：
 ⑴．在调用函数fourier( )及ifourier( )之前，要用syms命令对所有需要用到的变量（如t,u,v,w）等进行说明，即要将这些变量说明成符号变量。对fourier( )中的f及ifourier( )中的F也要用符号定义符sym将其说明为符号表达式。具体方法参见第一部分第四章第三节
⑵．采用fourier( )及fourier( )得到的返回函数，仍然为符号表达式。在对其作图时要用ezplot( )函数，而不能用plot()函数。
⑶．fourier( )及fourier( )函数的应用有很多局限性，如果在返回函数中含有δ(ω)等函数，则ezplot( )函数也无法作出图来。另外，在用fourier( )函数对某些信号进行变换时，其返回函数如果包含一些不能直接表达的式子，则此时当然也就无法作图了。这是fourier( )函数的一个局限。另一个局限是在很多场合，尽管原时间信号f(t)是连续的，但却不能表示成符号表达式，此时只能应用下面介绍的数值计算法来进行傅氏变换了，当然，大多数情况下，用数值计算法所求的频谱函数只是一种近似值。
例①：求门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的傅里叶变换，并画出幅度频谱图
MATLAB程序如下：
syms t w                               %定义两个符号变量t,w
Gt=sym('Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1)');    %产生门宽为2的门函数
Fw=fourier(Gt,t,w);                      %对门函数作傅氏变换求

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