通信与信号系统实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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罗中华，吴振庚 著

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• 高等教育

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出版社： 重庆大学出版社

ISBN：9787562441793

商品编码：29763091390

包装：平装

出版时间：2007-07-01

基本信息

书名：通信与信号系统实验教程

定价：24.00元

作者：罗中华,吴振庚

出版社：重庆大学出版社

出版日期：2007-07-01

ISBN：9787562441793

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书分三部分，部分为信号与系统实验，第二部分为通信原理实验，第三部分为移动通信实验，实验内容非常丰富，实验较为独立，由浅人深，具有很强的层次感和时代性，是一本很适合大专院校在校生学习和相关人员参考的实验指导书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《通信与信号系统实验教程》图书简介 引言 在飞速发展的现代社会，通信技术已成为连接世界的基石，而信号系统则是通信系统的核心驱动力。理解和掌握通信与信号系统的基本原理，对于学习相关专业知识、投身科技创新至关重要。本书《通信与信号系统实验教程》正是为此而生，旨在通过丰富详实的实验内容，帮助读者深入理解通信与信号系统的理论知识，培养实践动手能力，为未来的学习和工作奠定坚实基础。 本书特色与定位 本书并非一本理论教科书，而是侧重于实验实践。它将抽象的理论概念转化为可操作的实验项目，通过亲手搭建电路、设计系统、分析数据，让读者在实践中体会信号的生成、传输、处理和接收过程，从而深刻理解通信与信号系统的内在规律。 本书的定位是辅助理解与技能培养。我们力求将枯燥的理论知识变得生动形象，让读者在动手操作中获得成就感。通过完成书中提供的实验项目，读者不仅能巩固课堂所学，更能掌握一系列重要的实验技能，包括但不限于： 电路设计与搭建： 掌握基本电子元器件（电阻、电容、电感、二极管、三极管、运算放大器等）的应用，理解其工作原理，并能根据实验需求设计和搭建模拟电路。 信号发生与测量： 熟悉各种信号发生器（函数发生器、任意波形发生器等）的使用方法，学会精确测量信号的幅度、频率、相位、失真度等关键参数。 数字信号处理： 理解数字信号的采样、量化、编码过程，并能在实验环境中实现基本的数字滤波、变换等操作。 通信系统搭建与分析： 学习搭建简单的模拟通信系统（如调幅、调频系统）和数字通信系统（如基带传输、带通传输系统），并对其性能进行评估。 软件工具的应用： 掌握使用常用的EDA（Electronic Design Automation）工具进行电路仿真（如Multisim、Proteus）、信号分析（如MATLAB、Python SciPy）以及硬件描述语言（如Verilog、VHDL）进行数字系统设计。 数据分析与报告撰写： 学会从实验数据中提取有效信息，进行统计分析，并能清晰、准确地撰写实验报告。 本书的读者对象主要包括： 高等院校通信工程、电子信息工程、自动化、计算机科学与技术等相关专业的本科生和研究生。 从事通信、电子、自动化等相关行业的工程师和技术人员，作为知识更新和技能提升的参考。 对通信与信号系统感兴趣的爱好者，希望通过实践深入了解该领域。 实验内容概览 本书的实验内容覆盖了通信与信号系统的核心模块，从基础的信号分析到复杂的通信系统实现，循序渐进，力求全面。具体而言，实验内容主要分为以下几个部分： 第一部分：信号分析与处理基础 这一部分将带领读者从最基本的信号入手，了解其特性并掌握对其进行分析和处理的方法。 1. 信号的产生与识别： 实验目的： 学习使用函数发生器产生不同类型的信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等，并了解这些信号的基本参数（幅度、频率、周期、占空比）。 实验内容： 使用函数发生器产生不同频率和幅度的正弦波信号，观察其波形，并使用示波器进行测量。 生成方波信号，改变其占空比，观察波形变化，并与理论值对比。 探索脉冲信号的特性，理解其在通信中的应用。 学习使用示波器进行基本的测量操作，如测量电压、时间间隔、频率等。 理论联系： 傅里叶级数与傅里叶变换（理解周期信号和非周期信号的频谱特性），信号的瞬时值、峰值、均方根值等。 2. 信号的频谱分析： 实验目的： 深入理解信号的频谱特性，学习使用频谱分析仪或利用软件工具（如MATLAB/Python）进行信号的频谱分析。 实验内容： 对不同信号（如正弦波、方波、三角波）进行频谱分析，观察其谐波成分，并与理论推导的频谱图进行对比。 研究信号频谱与信号参数（如频率、幅度、占空比）之间的关系。 学习分析通信系统中可能出现的噪声信号的频谱特性。 理论联系： 傅里叶变换，功率谱密度，能量谱密度。 3. 线性时不变（LTI）系统的基本性质： 实验目的： 理解LTI系统的输入-输出关系，掌握冲激响应和频率响应的概念。 实验内容： 搭建简单的RC、RL、RLC电路，将其作为LTI系统。 输入冲激信号（或近似冲激信号），测量并记录系统的冲激响应。 输入不同频率的正弦信号，测量其幅度和相位的变化，绘制系统的频率响应曲线。 观察滤波器的低通、高通、带通特性，并分析其频率响应。 理论联系： 卷积定理，系统的传递函数，幅频特性，相频特性。 4. 数字信号处理基础（一）：采样与量化： 实验目的： 理解数字信号处理的前提——采样和量化的过程，并观察其对信号的影响。 实验内容： 使用软件工具（如MATLAB/Python）对模拟信号进行不同采样率的采样，观察奈奎斯特采样定理的验证。 演示欠采样和过采样现象，分析其对信号恢复的影响。 对采样后的信号进行不同比特数的量化，观察量化误差，并分析量化位数对信号精度的影响。 理论联系： 采样定理，量化误差，信噪比。 5. 数字信号处理基础（二）：数字滤波： 实验目的： 学习设计和实现数字滤波器，用于去除信号中的噪声或提取特定频率成分。 实验内容： 在软件环境中（如MATLAB/Python）设计FIR（有限脉冲响应）和IIR（无限脉冲响应）滤波器。 使用设计好的数字滤波器对含噪声的信号进行滤波处理，观察滤波效果。 对比不同类型数字滤波器的性能特点（如线性相位、设计复杂度）。 理论联系： FIR滤波器设计（窗函数法、凯撒窗法），IIR滤波器设计（巴特沃斯、切比雪夫），滤波器的阶数，通带和阻带。 第二部分：模拟通信系统实验 本部分将聚焦于模拟通信系统的基本原理和实现，让读者亲身体验信号的调制、解调过程。 1. 幅度调制（AM）与解调： 实验目的： 理解AM信号的产生原理，掌握AM信号的解调方法，并分析AM系统的性能。 实验内容： 使用模拟电路或仿真软件搭建AM调制器，生成调幅信号。 通过观察示波器和频谱分析仪，验证调幅信号的波形和频谱特性。 搭建包络检波器、同步检波器等AM解调电路，对调幅信号进行解调。 分析不同调制深度对AM信号质量的影响。 引入噪声，观察AM信号的抗噪声能力。 理论联系： AM、DSB-SC、SSB的调制原理，调制指数，包络检波、同步检波的原理，带宽高。 2. 角度调制（FM/PM）与解调： 实验目的： 理解FM（调频）和PM（调相）信号的产生原理，掌握其解调方法，并比较其与AM系统的优缺点。 实验内容： 使用仿真软件或特定集成电路实现FM/PM调制。 观察FM/PM信号的波形和频谱特性，理解载波频率的偏移。 搭建FM解调器（如斜率鉴频器、锁相环鉴频器）或PM解调器，对信号进行解调。 分析FM/PM信号的抗噪声能力，以及其所需的带宽。 理论联系： FM/PM的调制原理，调制指数，鉴频器原理，FM/PM的抗噪声性能，信息带宽，调制带宽。 3. 脉冲编码调制（PCM）实验： 实验目的： 理解PCM的量化、编码过程，并能实现简单的PCM信号的生成与恢复。 实验内容： 使用数字逻辑电路或FPGA实现模拟信号的采样、量化和编码。 观察PCM编码码组的生成过程。 实现PCM信号的解码和数模转换，恢复原始模拟信号。 分析量化位数对PCM信号传输质量的影响。 理论联系： 采样、量化、编码、解码、数模转换，量化误差，信噪比。 第三部分：数字通信系统实验 本部分将深入到数字通信的领域，探索更高效、更可靠的通信方式。 1. 基带数字信号传输： 实验目的： 理解基带信号的成形、匹配滤波以及发送端和接收端的互相关检测原理。 实验内容： 在软件环境中，设计基带信号的发送滤波器（如升余弦滤波器），实现信号的成形。 搭建接收端的匹配滤波器，并分析其对提高信噪比的作用。 实现基于互相关检测的接收端模型，理解其判决判决逻辑。 通过仿真，分析不同信噪比下，基带信号的误码率（BER）性能。 理论联系： 信号成形，升余弦滤波器，匹配滤波器，维特比算法（简要介绍），误码率（BER）。 2. 带通数字信号传输（ASK/FSK/PSK）： 实验目的： 掌握ASK（幅度键控）、FSK（频率键控）、PSK（相位键控）等基本数字调制方式的原理和实现，并分析其性能。 实验内容： 使用软件工具实现ASK、FSK、PSK调制解调器。 观察调制后信号的波形和频谱，理解载波的变化。 分析不同调制方式的功率谱密度特性和带宽需求。 仿真比较ASK、FSK、PSK在相同信噪比下的误码率性能。 （可选）实现QPSK（正交相移键控）的仿真。 理论联系： ASK、FSK、PSK、QPSK的调制原理，相干解调与非相干解调，功率效率，带宽效率。 3. 数字信道编码与解码： 实验目的： 理解信道编码在提高通信可靠性方面的作用，学习简单的纠错码（如汉明码）和卷积码的设计与应用。 实验内容： 在软件环境中实现汉明码的编码和解码过程，学习其纠错能力。 实现卷积码的编码和维特比解码算法，观察其在噪声环境下的性能提升。 通过仿真，分析加入信道编码后，通信系统的误码率性能改善情况。 理论联系： 汉明距离，最小汉明距离，卷积码的生成多项式，维特比算法。 4. 多路复用技术（TDM/FDM）基础： 实验目的： 理解多路复用技术如何实现多用户共享信道，提高信道利用率。 实验内容： TDM（时分复用）： 在软件中模拟时分复用过程，为不同用户分配不同的时隙。 FDM（频分复用）： 在软件中模拟频分复用过程，为不同用户分配不同的频段。 观察复用信号的产生和解复用过程。 理论联系： 时分复用，频分复用，同步，信道隔离。 第四部分：通信系统综合实验与仿真 这一部分将引导读者将前面学到的知识融会贯通，设计和分析一个完整的通信系统。 1. 通信系统仿真平台搭建： 实验目的： 掌握使用MATLAB/Python等工具构建端到端的通信系统仿真平台。 实验内容： 将前面学到的调制、编码、信道模型、解调、解码等模块组合起来，构建一个完整的通信链路。 设定不同的仿真参数（如噪声强度、衰落模型），观察系统性能的变化。 进行误码率、误符号率等性能指标的仿真测试。 理论联系： 系统级仿真，参数优化，性能评估。 2. 无线通信信道模型仿真： 实验目的： 理解无线信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）对信号传输的影响，并进行仿真。 实验内容： 在仿真平台中加入不同的无线信道模型。 观察衰落现象对接收信号幅度和相位的随机影响。 分析信道特性对通信系统误码率性能的影响。 理论联系： 瑞利衰落，莱斯衰落，多径传播，衰落深度。 3. （选做）软件定义无线电（SDR）初步： 实验目的： 了解SDR的概念，并通过实际操作体验SDR平台的功能。 实验内容： 介绍SDR的基本原理和硬件构成（如USRP、SDRplay等）。 （若条件允许）使用SDR硬件和相应的软件（如GNU Radio）实现简单的信号接收和分析（如接收FM广播）。 （若条件允许）实现简单的ASK/FSK信号的发送。 理论联系： 软件无线电，数字信号处理在无线电中的应用，软件无线电框架。 实验方法与要求 本书提供的实验项目，既可以依托于硬件实验平台（如搭建模拟电路、使用示波器、信号发生器、逻辑分析仪等），也可以通过软件仿真（如MATLAB/Simulink、Python SciPy、Proteus、Multisim等）来完成。对于具体的实验项目，我们会明确指出推荐的实验方式。 实验报告要求： 每完成一个实验项目，读者都需要撰写一份详细的实验报告。报告内容应包括但不限于： 实验题目与目的： 清晰说明本次实验的主题和要达到的目标。 实验原理： 简要阐述实验涉及的理论知识和基本原理。 实验仪器与材料/仿真环境： 列出所使用的硬件设备型号或软件工具版本。 实验电路图/系统框图： 绘制清晰、规范的电路图或系统框图。 实验步骤： 详细描述实验的操作过程，关键参数的设置。 实验数据与结果： 呈现实验过程中记录的原始数据、测量结果，并以表格、图示等形式展示。 数据分析与讨论： 对实验结果进行分析，与理论值进行比较，分析误差产生的原因，讨论实验现象，总结实验体会。 结论： 总结本次实验的主要发现和结论。 思考题/扩展实验： 针对实验内容提出延伸思考或改进建议。 结语 通信与信号系统是现代科技发展的双引擎，其知识和技能的应用无处不在。本书《通信与信号系统实验教程》希望成为读者在探索这一领域的得力助手。我们鼓励读者积极动手，勇于尝试，在实践中不断学习和成长。相信通过认真完成本书的实验项目，读者将能够建立起对通信与信号系统更深刻的理解，为迎接未来的挑战做好充分准备。 祝愿各位读者在实验的道路上，学有所成，探索无限！

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习体验来看，这本书最让我感到惊艳的是它所蕴含的“实践精神”。虽然很多教材偏重理论的阐述，但这本书显然是为动手能力培养而生的。书中的每一个理论介绍后，似乎都能立刻感受到它在实际工程中的“影子”。我记得有一章讲到滤波器的设计，它没有停留在理论设计指标的罗列上，而是详细描述了不同参数设置对实际性能的影响，甚至暗示了在不同硬件平台上的实现注意事项。这种将理论与工程实践紧密结合的叙述方式，极大地激发了我想要立刻动手验证和调试的欲望。对于我们这些未来想进入研发领域的人来说，光知道“是什么”远远不够，更重要的是理解“为什么会这样”以及“如何让它在真实世界中工作”。这本书恰恰在这方面提供了无与伦比的指导，它不仅仅是知识的传授者，更是实践的引路人。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的学术深度和广度感到由衷的敬佩。它绝非一本简单的入门导论性质的读物，而是深入到了很多核心技术领域的细微之处。在探讨某些经典算法的优化策略时，作者展现出了对前沿研究动态的敏锐洞察力，书中引用和对比的参考文献质量非常高，显示出作者在学术界的深厚积累。尤其是对于某些历史遗留问题的辨析，作者提供了非常中立且深入的分析，澄清了许多长期存在的误解。这表明作者不仅仅是知识的搬运工，更是批判性思维的践行者。对于有志于继续深造或者从事前沿研发工作的读者来说，这本书提供的知识深度是极其宝贵的“精神食粮”，它不仅教会了我们如何解决已知的问题，更引导我们去思考那些尚未被完美解决的挑战，为后续的自主探索铺平了道路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版设计真是让人眼前一亮，装帧的质感也相当不错，一看就是下了不少功夫的。我特别喜欢它封面那种简洁而富有科技感的风格，拿到手里感觉分量十足，充满了专业气息。内页的纸张选择也十分讲究，印刷清晰度极高，即便是长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。章节的布局逻辑性很强，从基础理论到高级应用层层递进，让人很容易抓住重点。而且，很多关键概念的图示都做得非常精美和直观，对我这种偏爱视觉学习的人来说，简直是福音。比如，那些复杂的电路图和波形图，用不同颜色和线条区分得井井有条，即便是初学者也能迅速理解其中的脉络。书中的目录设计也非常人性化，查找特定内容时非常便捷，这对于经常需要回溯查阅资料的读者来说，无疑大大提高了效率。总的来说，从物理呈现上来看，这本书绝对是一件高质量的“作品”，而非仅仅是一本普通的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格实在是太“接地气”了，完全没有传统学术著作那种拒人于千里之外的冷峻感。作者在行文过程中，时不时会穿插一些非常生动且贴近现实生活的比喻来解释那些抽象的概念。比如，用来解释采样定理的那个比喻，我至今印象深刻，它一下子就把原本晦涩难懂的数学描述变得画面感十足，甚至让我在和非专业的朋友交流时也能大致描述清楚核心思想。这种亲和力使得阅读过程变得非常轻松愉快，极大地降低了学习的心理门槛。它没有刻意卖弄复杂的术语，而是在必须使用专业名词时，给予了清晰、明确的定义。这使得那些刚接触该领域的读者，在面对大量新概念时，不会感到被术语的洪流所淹没，而是能稳健地建立起自己的知识体系。可以说，这本书的“人情味”非常浓厚，阅读体验堪称一流。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织结构简直是教科书级别的典范，清晰、严谨，逻辑链条完美无瑕。我以前接触过几本类似的入门读物，但总感觉在某些关键的数学推导环节处理得有些含糊带过，导致我在试图深入理解时总是卡壳。然而，这本书在这方面做得非常出色，它没有直接跳到结果，而是耐心地一步步展示了公式是如何从基本原理推导出来的，每一步的假设和变换都有明确的注释，这极大地增强了知识的“可溯源性”。特别是关于傅里叶变换在离散时间信号处理中的应用那几章，作者似乎洞察到了读者可能遇到的所有困惑点，提前进行了细致的铺垫和解释。读起来，我感觉不像是在被动接收知识，更像是在一位经验丰富、极有耐心的导师的指导下进行一次深入的学术漫步，每走一步都走得踏实、自信。这种由浅入深、步步为营的编排方式，真正体现了作者深厚的学术功底和高度的教学热情。