信号与系统实验报告模板6概要.doc

武汉大学教学实验报告 电子信息学院 电子信息工程 专业 2015 年 9 月 25 日 实验名称 信号的抽样与内插 姓名 年级 2013级 学号 成绩 预习部分 实验目的 实验基本原理 主要仪器设备（含必要的元器件、工具） 实验目的 观察欠采样与过采样时信号频谱的变化 3. 掌握采样频率的确定方法 二、实验基本原理 f (t)的最高角频率为Wm ，信号 f (t)可以用等间隔的抽样值唯一表示，且抽样间隔 T s 必须不大于1/2 f m , 或者说抽样频率 ωs ≥ 2ωm 。 下图所示为信号抽样与恢复示意图，其中(a)中为抽样前带限信号f (t)，其频谱F(ω)为图(b)所示，最高频率为 ωm 。当该信号被抽样间隔为T s 的冲激序列抽样时，若s T 大于1/2 f m（过采样），则抽样后信号 f (t) s 的频谱为图(f)所示，频谱没有产生混迭现象。将抽样后信号 f s (t) 通过一个低通滤波器，能恢复原信号 f (t)。若 T s 小于1/2 f m（欠采样），则抽样后信号 f (t) s 的频谱将产生混迭现象，不能从抽样后信号 f (t) s 中恢复原信号 f (t). 三、用到的matlab函数及工具箱 1. Simulink 仿真 利用Simulink 完成信号的抽样与内插实验仿真设计。 2. fft 函数 功能：离散傅里叶变换。 调用格式：y = fft(x, n) 3. abs 函数 功能：求绝对值和复数的模。 调用格式：y = abs(x) 实验操作部分 实验数据、表格及数据处理 实验操作过程（可用图表示） 实验结论 实验数据、表格及数据处理 方波的抽样与） 频率Hz，振幅为低通截止频率Hz 抽样信号为Hz,占空比为%的矩形波 方波信号源的波形图=1Hz amplitude=1） 方波抽样后波形 恢复的方波波形 方波频谱图 2、 三角波的抽样与）频率Hz，为滤波器截止频率为25Hz，抽样信号为频率Hz，占空比为%的矩形波。 三角波源信号 抽样后信号 恢复的信号 三角波各信号频谱 实验操作过程 Hz的方波与三角波f = 1Hz的抽样与恢复的实验，实验步骤如下: 1. 在 MATLAB 命令窗口中输入“simulink”，启动Simulink Library Browser； 2. 在 Simulink Library Browser 中，新建一个模型文件，编辑模型文件， 建立抽样与内插的仿真模型，并保存为sample.mdl； 3. 分别在方波过采样与三角波欠采样条件下，配置各模块的参数（如信号源的频率，抽样脉冲的间隔，低通滤波器的截止频率等）。 4. 在模型文件的菜单中选择 Simulation－Start，运行在欠采样、与过采 样条件下的仿真模型； 5. 仿真结束后，打开示波器，观察在欠采样与过采样条件下的仿真结果。 6. 利用matlab的fft函数过程信号的频谱图 实验结论 ）信号抽样实验 信号的频率为Hz，其实际频谱是非常宽广的，我把它通过第一个低通滤波器的作为它的，最高频率为Hz，所以当抽样频率低于f m，即Hz时欠抽样大于该值时为过抽样只有频率时，才会不把信号恢复出来。我的程序中，我将抽样频率设置为Hz，因而最后可以不失真的把信号进行恢复。 2）信号抽样实验 信号的频率为Hz，其实际频谱是非常宽广的，我把它通过第一个低通滤波器的作为它的，最高频率为Hz，所以当抽样频率低于f m，即50Hz时欠抽样大于该值时为过抽样把抽样频率设置为Hz，是低于频率，因而出现了波形的失真，无法把原信号恢复出来。 实验效果分析（包括仪器设备等使用效果） 1、说明采样频率变化对信号时域和频域特性的影响。 在时域上采样频率越高，时域波形的细节变化越明显，时域的波形图上也就更容易看出时域变化的特征。 ，的频带范围上限fm采样频率小于fm时为欠抽样，抽样后的信号频域会发生混叠，改变了原来的频域特征，这样一来再恢复的话，就无法把混叠部分进行分离，从而导致信号失真。 2. 分析采样与内插仿真模型中两个低通滤波器的作用。 对于第一个低通滤波器输入信号为正弦波时，别的频率分量的噪声存在，低通滤波器可以只让指定频率的正弦波通过，滤除噪声；对于方波和三角波，其频带很宽，通过低通滤波器后可以将其频率限定在一个范围中，然后可以把这个频率作为信号的最高频率fm,抽样频率大于fm时，就可以对信号进行失真地恢复。 3、实验心得 让我又一次对于matlab的神奇功能有了更深入的认识，他可以对系统进行仿真，然后通过可