基于MATLAB的信号与系统实验仿真系统的设计-连续信号分析模块

基于MATLAB的信号与系统实验仿真系统设计-连续信号分析模块

[摘要]

本文利用MATLAB可视化编程语言开发了一套“信号与系统”实验仿真系统，对实验系统的开发背景、开发平台软件作了简要介绍。该系统界面友好，操作简单，参数设置方便，输出结果准确直观，为“信号与系统”实验提供了一种新的实现手段。软件虚拟实验必将成为该课程实验教学的发展方向。 信号与系统是电子信息类专业的专业基础课程，由于信号与系统是一门很抽象，理论和实践结合较紧密的学科，因此实验教学在课程教学中占有十分重要的地位，本文基于MATLAB设计并实现了一套信号与系统试验系统。 引言

《信号与系统》课程是一门实用性较强、涉及面较广的专业基础课，是高等学校电子信息、计算机技术、自动控制等专业的一门重要的必修基础课，在许多学校都被列为重点课程，具有十分重要的地位和作用。该课程是将学生从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键性课程，对后续专业课起着承上启下的作用。该课程的基本方法和理论大量应用于计算机信息处理的各个领域，特别是在通信、数字语音处理、数字图像处理、数字信号分析领域的应用更为广泛。因此，让学生掌握对信号与系统进行分析的基本方法和理论，无论是今后专业课的教学，还是学生毕业后从事专业工作的能力，都具有重要的意义。

在目前的教学工作中，《信号与系统》的教学主要是考虑课堂上重点讲授基本理论知识要点，但是《信号与系统》是一门以数学推导为核心的理论性很强的学科，其概念比较抽象，数学计算又比较繁琐并且较少开设实验。长期以来《信号与系统》一直采用“教师——黑板——学生”的单一教学模式，学生仅依靠做课后习题来巩固和理解教学内容，对课程中大量的应用性较强

的内容不能实际动手设计、调试、分析，使学生的课后实践受到相当大的 限制，严重影响和制约了教学效果。为了帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及培养学生综合应用所学知识解决实际问题的能力，特引入功能强大的Matlab仿真语言， 在此基础上设计了基于Matlab软件平台仿真环境的课程实验系统。该系统对于帮助学生完成数值计算、信号与系统分析的可视化建模 及仿真调试起到了积极的推动作用。

“信号与系统”课程的特点是概念抽象，数学运算量大、公式和理论 推导相对较多，因此“信号与系统”一直处于教难、学更难的境况中，这 就更加需要通过实验来帮助学生理解这些抽象概念。由于信号与系统 实验所需的设备价格较高，实验难度较大，许多学校都因不具备实验条 件而放弃了实验课程的开设，极大地影响了教学效果。 近年来，随着计算机硬件性能的不断提升和计算机软件技术的飞 速发展，利用计算机进行实验系统仿真成为一种趋势。用软件来对实验 系统进行仿真有以下几个优点：

(1)实验成本低，且实验器材的选择余地大； (2)易于实现较为复杂的实验过程； (3)实验所需时间较少，实验效率高； (4)便于记录和分析实验过程和实验结果。 【关键词]

关键词：数字信号处理；教学实验系统；MATLAB；GUI

Abstract

With the continuous development of information technology,digital signal processing has become a very important subject and technology field。It has widely applicated in the communication, audio and image, remote sensing, biological engineering. The core content of digital signal processing, mainly is the signal transmission and processing, identification and so on. When the signal system is a carrier of information, information processing. Therefore, in order to better research signal and system of basic theory and method, help students better understand and master of digital signal processing theory knowledge, in the experimental process by MATLAB, the platform for computer-aided design.

MATLAB algorithm is used to develop, data visualization, data analysis and numerical calculation of the advanced technology and the interactive language environment. As a powerful scientific computing platforms, it almost to satisfy all computing requirements. As for simulation and program design and visualization of generality demand has increased, emphatically improve the MATLAB graphical user interface, greatly satisfy the needs of the users.

GUIDE of matlab is a quick development enviroment.A graphics user interface for a teaching experiment software of digital signal process has been designed and implemented.Integrating DSP experiments,a new computer aided instruction mode is derived throught this system which combing matlab and multimedia.Being active and this interface is friendly and open,this system is beneficial for the students to comprehend DSP theory and improves the teaching effect and efficiency.

Key words: digital signal process; teaching experiment; Matlab; graphics user interface