信号的抽样与内插

1、武汉大学教学实验报告电子信息学院 电子信息工程专业2016年*月*日实验名称信号的抽样与内插指导教师学姓名*年级大三学号 姓143012*成绩一、预习部分1 .实验目的2 .实验基本原理3 .主要仪器设备(含必要的元器件、工具)(1)实验目的：1、熟悉信号的抽样与恢复过程；2、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。(2)实验的基本原理：由时域抽样定理可知，若有限带宽的连续时间信号f(t)的最高角频率为 心”，则信号可以用等间隔的抽样值唯一表示，且抽样间隔7；必须不大于 ；，或者说抽样频率做2叫”.图6T所示为信号抽样与恢复示意图，其中图6-1 (a)中为抽样前带限信

2、号f(t),其频谱F(w)为图6T (b)所示，最高频率为叱”，当该信号被抽 样间隔为7；的冲激序列抽样时，若Ts<3 (过采样)，则抽样后信号的频谱 为图1(f)所示，频谱没有产生混迭现象。将抽样后信号通过一个低通滤波 器，能恢复原信号。若?;>/-(欠采样)，“m则抽样后信号的频谱将产生混迭现象，不能从抽样后信号中恢复原信号。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）二、实验操作部分1 .实验数据、表格及数据处理2 .实验操作过程（可用图表示）3 .实验结论（1）实验内容及方法：1、MATLAB 命令窗口 中

3、输入 Usimulink0 ,启动 Simulink Library Browser；2、Simulink Library Browser中，新建一个模型文件，编辑模型文件，建立如 下图所示的抽样与内插的仿真模型，并保存为sample. mdl；3、分别在欠采样与过采样条件下，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、画出各信号的频谱图(2)实验现象及数据记录：1、信号为正弦波：x(t

4、) = sin(27r/t), f = 1Hz:信号源的波形欠采样的情况下:抽样后的波形恢复后的波形欠采样的情况下的各个频谱图:过采样的情况下:抽样后的波形恢复后的波形过采样的情况下的各个频谱图:1、信号为方波：f = lHz-.信号源波形欠采样的情况下：抽样后的波形恢复后的波形欠采样的情况下的各个频谱图:过采样的情况下:抽样后的波形恢复后的波形过采样的情况下的各个频谱图:-U0EFAfl Ukn 心切 «ZiW 9Mu wesiz- a os 口归后电£第籍便保住，刈6020Jiow 15a200 如 0500筑簟（MK3、信号为三角波：f=lHz:信号源的波形欠采样的情

5、况下:O臼I卫50目回y£ n可二目; Q5sMrKNsSS卜/wo卜.#. # 4#飞卜J% q卜'+、*.抽样后的波形恢复后的波形欠采样的情况下的各个频谱图:I gn 。句 nxai ukn eccw) f 叩|3d A X S Z a E3 控件后房号的CH母性抽样后的波形恢复后的波形过采样的情况下的各个频谱图:«一IJ.®Mk? WfV) .g MD 90j一 ) * 二、针* vq oa 他宣后信号的福朽tt（3）实验现象分析及结论：1、在信号的抽样过程中，不同的抽样频率将影响信号的还原。2、信号在时域被冲激函数抽样后，其频谱是原信号的频谱以抽样频率为间隔周 期重复而得到的。3、当抽样频率为过抽样或临界抽样时，经过抽样之后，频谱图不会发生混叠， 抽样信号通过低通滤波器可以恢复，且基本无失真。4、当抽样频率为欠抽样时，经过抽样之后，频谱图发生混叠，抽样信号通过低 通滤波器不能恢复。三、实验效果分析（包括仪器设备等使用效果）1、通过实验进一步理解了抽样定理，同时熟练掌握了运用MATLAB工具对数据抽 样分析。2、遇到的问题：频谱分析时程序报错，产生不了预期结果：问题是To workspace中的save format参数应设置成array,否则产生错误，无法计算频谱。3、采样频率应大于原始信号最大频率的两倍，这样才