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连续信号的采样和恢复.doc

发布:2016-12-19约1.68千字共6页下载文档
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电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名:彭淼 学 号:2903101008 指导教师:魏芳伟 一、实验室名称:信号与系统实验室 二、实验项目名称:连续信号的采样和恢复 三、实验原理: 际采样和恢复系统如图3.4-1所示。可以证明,奈奎斯特采样定理仍然成立。 图3.4-1 实际采样和恢复系统 采样脉冲: 其中,,,。 采样后的信号: 当采样频率大于信号最高频率两倍,可以用低通滤波器由采样后的信号恢复原始信号。 四、实验目的: 1、使学生通过采样保持电路理解采样原理。 2、使学生理解采样信号的恢复。 实验内容: 实验内容(一)、采样定理验证 实验内容(二)、采样产生频谱交迭的验证 实验器材(设备、元器件):数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的低通滤波器模块U11和U22、采样保持器模块U43、PC机端信号与系统实验软件、+5V电源 连接线、计算机串口连接线 实验步骤: (一)、采样定理验证 1、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号” 2、信号选择:按“3”选择“正弦波”,再按“+”或“-”设置正弦 波频率为“2.6kHz”。 按“F4”键把采样脉冲设为10kHz。 3、点击SSP软件界面上的“原始波形”按钮,观察原始正弦波 图1 原始2.6kHz正弦波 4、按《指导书》图3.4-4的模块连线示意图连接各模块 5、点击SSP软件界面上的“采样后波形”按钮,观察采样后的波形 图2 10kHz采样后的波形 6、用截止频率为3kHz的低通滤波器U11恢复采样后的信号。 按《指导书》图3.4-6的模块连线示意图连接各模块。 7、点击SSP软件界面上的“恢复波形”按钮,观察恢复后的波形 图3 3kHz的低通滤波器恢复后的波形 (二)、采样产生频谱交迭的验证 重复实验内容(一)的实验步骤1~7;注意在第2步中正弦波的频率仍设为“2.6kHz”后,按“F4”键把采样脉冲频率设为“5kHz”;在第6步中用3kHz的恢复滤波器(U11)。可以观察到如图3.4-8~3.4-10所示的波形。 图4 原始2.6kHz正弦波 图5 5kHz采样后的波形 图6 3kHz的恢复滤波器恢复后的波形 实验数据及结果分析: (1)画出实验内容(一)的原理方框图和各信号频谱,说明为什么实验内容(一)的输出信号恢复了输入信号? 答:根据奈奎斯特采样定理,当采样频率fsmax大于信号最高频率fmax的2倍时,即fsmax=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,实验一中原始信号为2.6kHz,采样频率为10kHz,所以能恢复输入信号。 (2)画出实验内容(二)的方框图,解释与实验内容(一)有何不同之处? 答: 与实验一的不同在于前者采样频率为10kHz2*2.6kHz,后者5kHz2*2.6kHz. (3)如果改变实验内容(二)的3kHz恢复低通滤波器为截止频率为5kHz的低通滤波器(U22),系统的输出信号有何变化? 答:换成5kHz的U22后,则能恢复原始输入信号。 实验结论: 在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max=2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。 报告评分: 指导教师签字: U11恢复信号 5kHz 采样 输入信号2.6kHz
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