信号抽样实验报告材料

1、实用标准文案精彩文档大连理工大学实验报告学院（系）： 专业： 班级：姓 名：学号 ：组： _实验时间： 实验室： 实验台： 指导教师签字： 成绩：实验三 信号抽样一、实验目的1 学会运用 MATLAB 完成信号抽样及对抽样信号的频谱进行分析；2 学会运用 MATLAB 改变抽样间隔，观察抽样后信号的频谱变化；3 学会运用 MATLAB 对抽样后的信号进行重建。二、习题f3 3800Hz 。命令画出各抽1. 设有三个不同频率的正弦信号，频率分别为f1 100Hz, f2 200Hz,现在用抽样频率 f3 3800 Hz 对这三个正弦信号进行抽样，用 MATLAB 样信号的波形及频谱，并分析频率混

2、叠现象。解：分别写出三个频率正弦波的代码与图形：（f1=100HZ 的正弦信号）代码如下：Ts=1/3800;dt=0.0001;t1= -0.008:dt:0.008;ft=sin(2*pi*100*t1).*(uCT(t1+0.005)-uCT(t1-0.005); subplot(221);plot(t1,ft), grid on;axis(-0.006 0.006 -1.1 1.1); xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)') title(' 正弦信号波形 ');N=5000;k = -N:N;W = 2*pi

3、*k/(2*N+1)*dt);Fw= dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222);plot(W,abs(Fw);grid on;axis(-30000 30000 0 0.006); xlabel('omega'),ylabel('F(w)');title(' 正弦信号的频谱 ');t2=-0.008:Ts:0.008;fst=sin(2*pi*100*t2).*(uCT(t2+0.005)-uCT(t2-0.005); subplot(223);plot(t1,ft,':'),hold on;ste

4、m(t2,fst),grid on;axis(-0.005 0.005 -1.1 1.1); xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)'); title(' 抽样后的信号 '),hold off;Fsw= Ts*fst*exp(-j*t2'*W); subplot(224); plot(W,abs(Fsw), grid on; axis(-30000 30000 0 0.006); xlabel('omega'),ylabel('Fs(w)'); title(' 抽样信号的

5、频谱 ');matlab 波形如下：100HZ 正 弦 信 号 波 形100HZ抽 样后 的信 号其中单个正弦信号（未经抽样）的频谱放大后如下：（200HZ 的正弦信号）代码如下：Ts=1/3800;dt=0.0001;t1= -0.003:dt:0.003;ft=sin(2*pi*200*t1).*(uCT(t1+0.0025)-uCT(t1-0.0025);subplot(221);plot(t1,ft), grid on;axis(-0.003 0.003 -1.1 1.1);xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)')ti

6、tle('200HZ 正弦信号波形 ');N=5000;k = -N:N;W = 2*pi*k/(2*N+1)*dt);Fw= dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222);plot(W,abs(Fw);grid on;axis(-30000 30000 0 0.003); xlabel('omega'),ylabel('F(w)');title('200HZ 正弦信号的频谱 '); t2=-0.003:Ts:0.003;fst=sin(2*pi*200*t2).*(uCT(t2+0.0025)-uCT

7、(t2-0.0025); subplot(223);plot(t1,ft,':'),hold on;stem(t2,fst),grid on;axis(-0.003 0.003 -1.1 1.1); xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('200HZ 抽样后的信号 '),hold off;Fsw= Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224);plot(W,abs(Fsw), grid on;axis(-30000 30000 0 0.003); xlab

8、el('omega'),ylabel('Fs(w)');title('200HZ 抽样信号的频谱 ');matlab 波形如下：200HZ 正 弦 信 号 波 形200HZ抽 样后 的信 号2x 10 -3 200HZ 抽 样 信 号 的 频 谱-34x 10(3800HZ 正弦信号)代码如下：Ts=1/3800;dt=0.00001;t1= -1/7600:dt:1/7600;ft=sin(2*pi*3800*t1).*(uCT(t1+1/7600)-uCT(t1-1/7600);subplot(221);plot(t1,ft), grid o

9、n;axis(-1/7600 1/7600 -1.1 1.1);xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)')title('3800HZ 正弦信号波形 ');N=10000;k = -N:N;W = 2*pi*k/(2*N+1)*dt);Fw= dt*ft*exp(-j*t1'*W);subplot(222);plot(W,abs(Fw);grid on;axis(-200000 200000 0 0.00015); xlabel('omega'),ylabel('F(w)');tit

10、le('3800HZ 正弦信号的频谱 '); t2=-1/7600:Ts:1/7600;fst=sin(2*pi*3800*t2).*(uCT(t2+1/7600)-uCT(t2-1/7600); subplot(223);plot(t1,ft,':'),hold on;stem(t2,fst),grid on;axis(-1/7600 1/7600 -1.1 1.1); xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('3800HZ 抽样后的信号 '),hold off;Fsw

11、= Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224);plot(W,abs(Fsw), grid on;axis(-200000 200000 0 0.00015);xlabel('omega'),ylabel('Fs(w)');title('3800HZ 抽样信号的频谱 ');matlab 波形如下：3800HZ正弦信号波形Time(sec) x 10 -43800HZ抽样后的信号Time(sec) x 10 -4可知 f=3800Hz 的频谱直接混叠在一起，出不了明显的频谱图2. 结合抽样定理，用 MATLAB 编程

12、实现 Sa(t) 信号经冲激脉冲抽样后得到的抽样信号 fs(t) 及其频谱，并利用 fs(t) 重构 Sa(t) 信号。解：认为原 Sa(t) 的信号带宽为 wm=2 ，取 wc=1.2wm 代码如下：wm=2;wc=1.2*wm;Ts=1;dt=0.1;t1= -10:dt:10;ft=sinc(t1/pi).*(uCT(t1+10)-uCT(t1-10);N=5000;k = -N:N;W = 2*pi*k/(2*N+1)*dt);n=-100:100;nTs=n*Ts;fst=sinc(nTs/pi).*(uCT(nTs+10)-uCT(nTs-10);subplot(221);plot

13、(t1,ft,':'),hold on;stem(nTs,fst),grid on;axis(-10 10 -0.4 1.1);xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('Sa(t) 抽样后的信号 '),hold off;Fsw= Ts*fst*exp(-j*nTs'*W);subplot(222);plot(W,abs(Fsw), grid on;axis(-20 20 0 4);xlabel('omega'),ylabel('Fs(w)');ti

14、tle('Sa(t) 抽样信号的频谱 ');t=-10:dt:10;f=fst*Ts*wc/pi*sinc(wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t);subplot(223);plot(t,f),grid on;axis(-10 10 -0.4 1.1);xlabel('t'),ylabel('f(t)');title(' 由 f(nTs)信号重建得到 Sa(t)信号 ');error = abs(f-ft);subplot(224)plot(t,error),

15、grid onxlabel('t'),ylabel('error(t)');title(' 重建信号与原 Sa(t) 信号的绝对误差 ');matlab 的波形如下：Sa(t) 抽 样 后 的 信 号Sa(t)抽样信号的频谱由 f(nTs)信号 重 建得 到Sa(t)信号t0.050.04t)( 0.03 rroe e 0.020.01重建 信 号与原 Sa(t)信号 的 绝对 误 差-10 -5 0 5 10t三、实验体会本次实验遇到的问题：第一题： 用书上的例子的代码解题， 但是发现抽样信号的频谱与未抽样信号的频谱除了周期 延拓外并没有幅度减

16、去应有的倍数(变为 1/T) ，后来发现算未经抽样的频谱公式为： Fw=dt*ft*exp(-j*t1'*W); ，而经过抽样后的频谱的公式： Fsw= Ts*fst*exp(-j*t2'*W); 两者没有 实质的差别， 唯一的区别是两者时间的单元分别为： dt 和 Ts，这样并不能引起幅度的变化， 虽然解释了图形幅度没变，但是不知道理论上图形幅度缩减一定的倍数 (1/T) 的原因。第二题： 解本题时本来也想先作出未经抽样时 Sa(t) 的频谱的，但是最终 matlab 没有通过 编译，提示错误 Error using => mtimes Out of memory. Type HELP MEMORY for your o