信号与系统实验四

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    conda activate xxx
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    conda install numpypip install numpy

Anaconda环境管理-CSDN博客

实验四

  1. 实验目的
    (1)深入理解和掌握离散时间非周期信号的傅里叶变换及计算方法;
    (2)熟悉离散时间傅里叶变换的性质;
    (3)理解离散时间 LTI 系统的频域分析原理和方法,掌握离散时间 LTI 系统的频率响应求解方法,并能编程绘制相应的幅频、相频响应曲线。

  2. 实验原理

python提供的 scipy.signal.freqz()函数可以近似求解离散时间傅里叶变换。
无穷级数求和:SymPy符号函数求和方法: sum() summation() gosper_sum()等函数都可以用于级数求和操作。
SymPy符号函数积分的方法:integrate()
通过numpy库和scipy库可以产生基本的信号,如阶跃信号、指数信号、脉冲信号等等,其中scipy.signal可用于计算信号的卷积
Signal processing (scipy.signal) — SciPy v1.15.2 Manual

  1. 性质


  2. 实验任务
    (1)编程计算双边指数衰减信号$𝑥[𝑛] = e^{−2|𝑛|}$的离散时间傅里叶变换,并验证其时域内插,即
    $$
    \begin{cases}
    \begin{split}
    x[n/k],n为k的整数倍\
    0, 其他n
    \end{split}
    \end{cases}
    $$
    的离散时间傅里叶变换,取𝑘 = 3。请分别绘制$𝑥[𝑛]$和$𝑥_{k}[𝑛]$的幅频曲线和相频曲线。


(2)考虑差分方程$𝑦[𝑛] − 𝑎𝑦[𝑛 − 1] = 𝑥[𝑛]$,其中|𝑎| < 1。取𝑎 =0.2,编程求解该方程所描述系统的频率响应,并:
(a)画出系统的幅频和相频特性曲线;
(b)求解系统的单位脉冲响应并绘制出图形


(3)设离散时间双边指数衰减信号$𝑥[𝑛] = e^{−2|𝑛|}, 𝑦[𝑛] = 𝑥[𝑛] ∗ 𝑥[𝑛]$,请
(a)编程用卷积性质求解$𝑌(e^{j𝜔})$与$𝑦[𝑛]$,并绘制$𝑥[𝑛]$、$|𝑌(e^{j𝜔})|$和$𝑦[𝑛]$的图像;
(b)编程用时域卷积求解$𝑦[𝑛]$,绘制$𝑦[𝑛]$的图像,并与(a)的结果比较


信号与系统实验四
https://pqcu77.github.io/2025/03/12/信号与系统实验四/
作者
linqt
发布于
2025年3月12日
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