信号抽样与恢复.docx
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实验一 信号抽样与恢复一、实验目的学会用MATLAB实现连续信号的采样和重建二、实验原理 1.抽样定理若是带限信号,带宽为, 经采样后的频谱就是将的频谱 在频率轴上以采样频率为间隔进行周期延拓。因此,当2时,不会发生频率混叠;而当 2 时将发生频率混叠。2.信号重建经采样后得到信号经理想低通则可得到重建信号,即:=*其中:==所以:=*=* =上式表明,连续信号可以展开成抽样函数的无穷级数。利用MATLAB中的来表示,有 ,所以可以得到在MATLAB中信号由重建的表达式如下:=我们选取信号=作为被采样信号,当采样频率=2时,称为临界采样。我们取理想低通的截止频率=。下面程序实现对信号=的采样及由该采样信号恢复重建:三、上机实验内容1.验证实验原理中所述的相关程序;2.设f(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi)-u(t-pi)) ,由于不是严格的频带有限信号,但其频谱大部分集中在[0,2]之间,带宽可根据一定的精度要求做一些近似。试根据以下两种情况用 MATLAB实现由f(t)的抽样信号fs(t)重建f(t) 并求两者误差,分析两种情况下的结果。(1) =2 , wc=1.2 , Ts=1;(2) =2 , wc=2 , Ts=2.53.对以下simulink ch6example1_He7.mdl低通采样定理以程序实现,具体参数参考框图内参数。实验结果:验证试验现象 二、(1) wm=2 , wc=1.2wm , Ts=1;wm=2;wc=1.2*wm; Ts=1;ws=2*pi/Ts;n=-100:100;nTs=n*Ts;f=0.5*(1+cos(nTs)).*rectpuls(n,2*pi);Dt=0.005;t=-15:Dt:15;fa=f*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs*ones(1,length(t))));error=abs(fa-(0.5*(1+cos(t)).*rectpuls(t,2*pi))); %重构信号与原信号误差t1=-15:0.5:15;f1=0.5*(1+cos(t1)).*rectpuls(t1,2*pi);subplot(311);stem(t1,f1);xlabel(kTs);ylabel(f(kTs));title(sa(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi)-u(t-pi)) 的采样信号);subplot(312);plot(t,fa)xlabel(t);ylabel(fa(t));title(由sa(t)=0.5*(1+cost)*(u(t+pi)-u(t-pi))的过采样信号重构sa(t));grid;subplot(313);plot(t,error);xlabel(t);ylabel(error(t));title(过采样信号与原信号的误差error(t));(2) wm=2 , wc=2 , Ts=2.5将频率在上述程序改为:wm=2;wc=wm; Ts=2.5即可;三、将模块改变为程序% Specify the random number streamt=linspace(0,1,4000);input = rand(1,4000);figure(1)plot(t,input);%设计50th巴特沃斯模拟低通滤波器Norder=50;fn=150;[b,a]=butter(Norder, fn, s); % 计算H(s)figure(2);freqs(b,a); % 也可用指令freqs直接画出H(s)的频率响应曲线。xlabel(频率 Hz);ylabel(相角 rad);%滤波Hs=tf(b,a);yout1 = lsim(Hs,input,t);figure(3);plot(t,yout1);figure(4)ts=1/4000;[Xk,f]=fftseq(yout1,ts);plot(f,20*log10(fftshift(abs(Xk))));title(The original signal spectrum);xlabel(Frequency/Hz);ylabel(PSD/w);%pulse genneratef0=200;yout2=0.5*square(2*pi*f0*t,10)+0.5; figure(5) plot(t,yout2); title(Duty 10%); axis auto;%product yout3=yout1.*yout2;figure(6)plot(t,yout3);%filterfigure(7)yout4 = lsim(Hs,yout3,t);plot(t,yout4)%fft yout4f
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