信号抽样实验报告

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、实验目的学会运用MATLAB完成信号抽样及对抽样信号的频谱进行分析；学会运用MATLAB改变抽样间隔，观察抽样后信号的频谱变化；学会运用MATLAB对抽样后的信号进行重建。二、习题设有三个不同频率的正弦信号，频率分别为。现在用抽样频率对这三个正弦信号进行抽样，用MATLAB命令画出各抽样信号的波形及频谱，并分析频率混叠现象。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),gridon;axis([-0.0060.006-1.11.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)')title('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));gridon;axis([-300003000000.006]);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,':'),holdon;stem(t2,fst),gridon;axis([-0.0050.005-1.11.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('抽样后的信号'),holdoff;Fsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224);plot(W,abs(Fsw)),gridon;axis([-300003000000.006]);xlabel('\omega'),ylabel('Fs(w)');title('抽样信号的频谱');matlab波形如下：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),gridon;axis([-0.0030.003-1.11.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('f(t)')title('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));gridon;axis([-300003000000.003]);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(t2-0.0025));subplot(223);plot(t1,ft,':'),holdon;stem(t2,fst),gridon;axis([-0.0030.003-1.11.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('200HZ抽样后的信号'),holdoff;Fsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224);plot(W,abs(Fsw)),gridon;axis([-300003000000.003]);xlabel('\omega'),ylabel('Fs(w)');title('200HZ抽样信号的频谱');matlab波形如下：（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),gridon;axis([-1/76001/7600-1.11.1]);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));gridon;axis([-20000020000000.00015]);xlabel('\omega'),ylabel('F(w)');title('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,':'),holdon;stem(t2,fst),gridon;axis([-1/76001/7600-1.11.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('3800HZ抽样后的信号'),holdoff;Fsw=Ts*fst*exp(-j*t2'*W);subplot(224);plot(W,abs(Fsw)),gridon;axis([-20000020000000.00015]);xlabel('\omega'),ylabel('Fs(w)');title('3800HZ抽样信号的频谱');matlab波形如下：可知f=3800Hz的频谱直接混叠在一起，出不了明显的频谱图结合抽样定理，用MATLAB编程实现信号经冲激脉冲抽样后得到的抽样信号及其频谱，并利用重构信号。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(t1,ft,':'),holdon;stem(nTs,fst),gridon;axis([-1010-0.41.1]);xlabel('Time(sec)'),ylabel('fs(t)');title('Sa(t)抽样后的信号'),holdoff;Fsw=Ts*fst*exp(-j*nTs'*W);subplot(222);plot(W,abs(Fsw)),gridon;axis([-202004]);xlabel('\omega'),ylabel('Fs(w)');title('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),gridon;axis([-1010-0.41.1]);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),gridonxlabel('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：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Errorusing==>mtimesOutofmemory.TypeHELPMEMORYforyour