《信号与系统标准实验报告-连续信号的采样和恢复》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统标准实验报告-连续信号的采样和恢复（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子科技大学通信与信息工程学院标 准 实 验 报 告（实验）课程名称： 信号与系统 电子科技大学教务处制表电子科技大学教务处制表电电 子子 科科 技技 大大 学学实实 验验 报报 告告学生姓名：楼秋文学生姓名：楼秋文 学号：学号：2903102008 指导教师：张鹰指导教师：张鹰1、实验室名称：信号与系统实验室实验室名称：信号与系统实验室2、实验项目名称：实验项目名称：连续信号的采样和恢复连续信号的采样和恢复3、实验原理：实验原理：采样和恢复系统如下图所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。采样和恢复系统如下图所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。( )sx tt( )x t)(tPT(
2、 )Sx tt( )x t0.)(tPTtT1)(jHr)(ty采样和恢复系统图示采样和恢复系统图示采样脉冲：采样脉冲：其中，其中，。Ts22/)2/sin( ss kkk Ta T采样后的信号：采样后的信号：( )()2()F TTks kp tPjak ksSF SkjXTjXtx)(1)()(当采样频率大于信号最高频率两倍，可以用低通滤波器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由采样后的)(jHr信号信号恢复原始信号恢复原始信号。)(txS)(tx4 4、实验目的：实验目的：1 1、通过采样保持电路理解采样原理。、通过采样保持电路理解采样原理。2 2、理解采样信号的恢
3、复。、理解采样信号的恢复。5 5、实验内容：实验内容：1 1、采样定理验证：、采样定理验证：2 2、采样产生频谱交迭的验证、采样产生频谱交迭的验证6 6、实验器材（设备、元器件）：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 U11U11 和和 U22U22、采样保持器模块采样保持器模块 U43U43、PCPC 机端信号与系统实验软件、机端信号与系统实验软件、5V5V 电源电源 、连接线、计、连接线、计算机串口连接线。算机串口连接线。 7、实验步骤：实验步骤：（一）（一） 、采样定理验证：实验步骤：、采样定理
4、验证：实验步骤：1、连接接口区的、连接接口区的“输入信号输入信号 1”和和“输出信号输出信号” ，如下图所示。，如下图所示。接 口 区输入信号1 输入信号2输出信号 采样信号 备用备用观察原始信号的连线示意图观察原始信号的连线示意图2 2、信号选择：按、信号选择：按“3”“3”选择选择“正弦波正弦波” ，再按，再按“”或或“”设置正弦波频设置正弦波频率为率为“2.6kHz”“2.6kHz” 。 按按“F4”“F4”键把采样脉冲设为键把采样脉冲设为 10kHz10kHz。3、点击、点击 SSP 软件界面上的软件界面上的按钮，观察原始正弦波。按钮，观察原始正弦波。4、按下图所示的模块连线示意图连接
5、各模块。、按下图所示的模块连线示意图连接各模块。接 口 区输入信号1 输入信号2输出信号 采样信号 备用备用采样保持器U43 输 入S111输 出 S112采样脉冲 S113观察采样波形的模块连线示意图观察采样波形的模块连线示意图5、点击点击 SSP 软件界面上的软件界面上的按钮，观察采样后的波形。按钮，观察采样后的波形。6、用截止频率为用截止频率为 3kHz 的低通滤波器的低通滤波器 U11 恢复采样后的信号。按下图所示恢复采样后的信号。按下图所示 的模块连线示意图连接各模块。的模块连线示意图连接各模块。接 口 区输入信号1 输入信号2输出信号 采样信号 备用备用采样保持器U43输 入S11
6、1输 出 S112采样脉冲 S113低通滤波器U11输 入S11输 出 S12观察恢复波形的模块连线示意图观察恢复波形的模块连线示意图7、点击、点击 SSP 软件界面上的软件界面上的按钮，观察恢复后的波形。按钮，观察恢复后的波形。（2） 、采样产生频谱交迭的验证：实验步骤：、采样产生频谱交迭的验证：实验步骤：重复上述（一）的实验步骤重复上述（一）的实验步骤 17，在第，在第 2 步中正弦波的频率仍设为步中正弦波的频率仍设为“2.6kHz”后，按后，按“F4”键把采样脉冲频率设为键把采样脉冲频率设为“5kHz” ；在第；在第 6 步中用步中用 3kHz 的恢复滤波器（的恢复滤波器（U11） 。8
7、、实验数据及结果分析：实验数据及结果分析：（一）（一） 、采样定理验证：、采样定理验证：输入信号频率为输入信号频率为 2.6kHZ，采样频率，采样频率 10kHZ，恢复频率，恢复频率3kHZ：（二）（二） 、采样产生频谱交迭的验证：输入信号频率为、采样产生频谱交迭的验证：输入信号频率为 2.6kHZ，采样频率，采样频率5kHZ，恢复频率，恢复频率 3kHZ：实验结果分析：实验结果分析：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、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？（一）的输出信号恢复了输入信号？原理方框图在实验原
8、理中已经画出，各信号频谱在上面截图中也已经给出。原理方框图在实验原理中已经画出，各信号频谱在上面截图中也已经给出。实验一中的输出信号恢复到了输入信号，是因为采样频率约为输入信号频率的实验一中的输出信号恢复到了输入信号，是因为采样频率约为输入信号频率的4 倍，完全满足采样定理的要求。倍，完全满足采样定理的要求。 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？、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？实验二中实用的采样频率约为输入信号的实验二中实用的采样频率约为输入信号的 1.92 倍，不满足采样定理中要求倍，不满足采样定理中要求的的 2 倍，以至于无法将
9、输出信号完全恢复到输入信号。倍，以至于无法将输出信号完全恢复到输入信号。3、如果改变实验内容（二）的、如果改变实验内容（二）的 3kHz 恢复低通滤波器为截止频率为恢复低通滤波器为截止频率为 5kHz的低通滤波器（的低通滤波器（U22） ，系统的输出信号有何变化？，系统的输出信号有何变化？ 如果实验二中将截止频率为如果实验二中将截止频率为 3kHz 的恢复低通滤波器改为截止频率为的恢复低通滤波器改为截止频率为 5kHz的低通滤波器，则系统的输出信号同样无法恢复到原输入信号，因为用于恢复的低通滤波器，则系统的输出信号同样无法恢复到原输入信号，因为用于恢复信号的低通滤波器的截止频率必须小于采样频率
10、减去输入信号频率，而信号的低通滤波器的截止频率必须小于采样频率减去输入信号频率，而 5kHZ大于这个差值。大于这个差值。9、实验结论：实验结论：该实验通过两个采样和两个恢复验证了采样定理。即只有当采样频率大于该实验通过两个采样和两个恢复验证了采样定理。即只有当采样频率大于输入信号频率的两倍以上，得到的输出信号才能通过一个截止频率大于输入信输入信号频率的两倍以上，得到的输出信号才能通过一个截止频率大于输入信号频率，而小于采样频率减去输入信号频率的理想低通滤波器恢复到原输入信号频率，而小于采样频率减去输入信号频率的理想低通滤波器恢复到原输入信号。号。10、总结及心得体会：总结及心得体会：通过该实验
11、，对采样定理我有了更深入的了解。实验中通过用两个不同的通过该实验，对采样定理我有了更深入的了解。实验中通过用两个不同的频率对同一信号进行采样后进行恢复，更加形象化的解释了采样定理的要求。频率对同一信号进行采样后进行恢复，更加形象化的解释了采样定理的要求。11、对本实验过程及方法、手段的改进建议：对本实验过程及方法、手段的改进建议：由于实验中为实验板供电的电源线是与实验板分离的，使得每一次做实由于实验中为实验板供电的电源线是与实验板分离的，使得每一次做实验都要讲电源线重新与实验板相连，时间一长，导致电源线接口接触不良，实验都要讲电源线重新与实验板相连，时间一长，导致电源线接口接触不良，实验中常会因电源连接不稳定而需要重复做，浪费了很多时间。我认为应该将电验中常会因电源连接不稳定而需要重复做，浪费了很多时间。我认为应该将电源线与实验板集成到一块儿，每次实验时，只需打开电源开关即可开始实验，源线与实验板集成到一块儿，每次实验时，只需打开电源开关即可开始实验，避免因电源连接不稳定而耽搁实验进程。避免因电源连接不稳定而耽搁实验进程。报告评分：报告评分：指导教师签字：指导教师签字：
