本书为“十三五”普通高等教育规划教材。

全书共六个部分21个实验，第一至第五部分包含了基础实验和设计型实验，可根据学生的专业要求选择不同深度的内容，第六部分是综合型实验，可作为开放性实验、课程设计等内容。六个部分分别是信号的MATLAB表示和运算、信号与系统的时域分析、系统的频率域分析、系统的复频域分析、状态方程及信号处理综合实验。本书每一个实验均给出了例题的MATLAB程序及LabVIEW的VI，并附有思考题，部分实验可通过扫描二维码观看视频讲解。

全书以信号处理的基本理论和应用技术为主线，将“离散时间信号与系统分析”和“连续时间信号与信号分析”融为一体，注重知识结构的对称性和统一性；同时补充有关信号处理系统实现和工程应用内容，包括语音信号处理和心电信号处理等领域的应用方法与实例，增强理论与实际的有机结合。

“信号与系统”课程是高等学校电子信息类专业本科重要的一门专业基础课。目前已进入信息化时代，智能技术的飞速发展，使得信号分析与处理方法广泛应用于通信系统、人工智能系统、大数据处理等诸多领域。而信号与系统的分析方法正是为信号的数字处理奠定了理论基础。通过实验可以使学生巩固所学基本理论，掌握基本的信号与系统分析的理论及方法，综合运用所学知识，为后续课程打下坚实的基础。同时提高学生分析归纳能力、编程计算能力和解决各种实际问题的能力，培养科学精神和创新能力。

全书以信号处理的基本理论和应用技术为主线，将“离散时间信号与系统分析”和“连续时间信号与信号分析”融为一体，注重知识结构的对称性和统一性；同时补充有关信号处理系统实现和工程应用内容，包括语音信号处理和心电信号处理等领域的应用方法与实例，增强理论与实际的有机结合。

全书共六部分，第一部分是信号的MATLAB表示和运算（包括基本连续和离散信号的表示、连续时间信号和离散时间信号的基本运算），第二部分是信号与系统的时域分析（包括连续时间信号的卷积积分、连续LTI系统的时域分析、离散信号的卷积、离散LTI系统的时域分析），第三部分是系统的频率域分析（包括周期信号和非周期信号的频谱、信号的时域采样与恢复及采样系统的仿真实现），第四部分是系统的复频域分析（包括连续系统的S域分析和离散系统的Z域分析），第五部分是系统状态方程的建立与求解，第六部分是信号处理综合实验（包括语音信号滤波器设计、语音信号采集与恢复、基于数字滤波器的心电信号滤波设计、基于小波变换的心电信号滤波算法设计、基于LabVIEW的QRS波检测系统设计、基于LabVIEW的心电信号采集系统设计和基于LabVIEW的HRV分析系统设计），该部分介绍了心电信号的基本知识、巴特沃斯与切比雪夫两种滤波器的设计方法、小波变换基本理论、LabVIEW软件的使用方法及如何用LabVIEW实现心电信号的采集与分析。每一个实验均给出了例题的MATLAB程序和LabVIEW的VI，并附有思考题。

本书内容丰富、全面，富有代表性及先进性；编排按先易后难、先基本后综合的顺序，具有层次化、模块化的结构，读者可根据学时要求自行选择。

本书由西安工业大学信息工程学院编写，第一部分由尚宇编写，第二部分由潘海仙编写，第三部分由杨红丽、朱婷婷编写，第四、五部分由张艳玲编写，第六部分由尚宇编写，全书由尚宇主编定稿。感谢研究生杨妮、张甜、马晓婷等同学，验证了本书的所有实验。

由于编者水平有限，书中难免有不足之处，欢迎广大读者批评指正，使本书进一步完善。

尚宇，女，硕士研究生导师。西安工业大学电信学院副院长，1994年7月毕业于于西安工业学院电子工程系应用电子技术专业，获学士学位；2003年4月毕业于西安工业学院控制理论与控制工程方向，获硕士学位。2004-2016年任西安工业大学电子信息工程学院副院长，主管教学工作。2009年赴美国犹太州立大学访学。2015年任中国电子教育学会高等教育分会理事。多次获校级优秀教师、共产党员称号。

多年来从事信号处理领域的教学与研究工作，获陕西省教学成果奖二等奖2项（第一完成人）。负责多项省级以上教学质量工程项目的申报与建设工作：主持获批省级精品资源共享课1门（信号与系统），第二完成人获批国家卓越工程师计划1项（自动化专业），国家特色专业1项（自动化专业）。主持完成校级教学研究项目5项，其中重点项目1项。发表教学论文近20篇，获校级优秀论文一等奖1篇，三等奖1篇。获软件著作权1项，获专利1项，获陕西高等学校科学技术奖二等奖1项，获校科学技术奖二等奖1项。发表学术论文20余篇，第一作者被三大检索收录3篇。

前言

第一部分　信号的MATLAB表示和运算 1

实验一　基本连续和离散信号的表示 1

实验二　连续时间信号的基本运算 8

实验三　离散时间信号的基本运算 15

第二部分　信号与系统的时域分析 21

实验四　连续时间信号的卷积积分 21

实验五　连续LTI系统的时域分析 24

实验六　离散信号的卷积和 26

实验七　离散LTI系统的时域分析 28

第三部分　系统的频率域分析 31

实验八　周期信号的频谱 31

实验九　非周期信号的频谱 35

实验十　信号的时域采样与恢复 41

实验十一　采样系统的仿真实现 45

第四部分　系统的复频域分析 47

实验十二　连续系统的S域分析 47

实验十三　离散系统的Z域分析 51

第五部分　状态方程 56

实验十四　系统状态方程的建立与求解 56

第六部分　信号处理综合实验 64

实验十五　语音信号滤波器设计 64

实验十六　语音信号采集与恢复 66

实验十七　基于数字滤波器的心电信号滤波设计 68

实验十八　基于小波变换的心电信号滤波算法设计 71

实验十九　基于LabVIEW的QRS波检测系统设计 73

实验二十　基于LabVIEW的心电信号采集系统设计 76

实验二十一　基于LabVIEW的HRV分析系统设计 83