实验2：连续信号的采样和恢复

电子科技大学实验报告〔二〕学生姓名：学号：指导教师：实验室名称：信号与系统实验室实验工程名称：连续信号的采样和恢复三、实验原理：实际采样和恢复系统如图3.4-1所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。图3.4-1实际采样和恢复系统采样脉冲：其中，，，。采样后的信号：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信号恢复原始信号。四、实验目的与任务：目的：1、使学生通过采样保持电路理解采样原理。使学生理解采样信号的恢复。任务：记录观察到的波形与频谱；从理论上分析实验中信号的采样保持与恢复的波形与频谱，并与观察结果比拟。五、实验内容：1、采样定理验证2、采样产生频谱交迭的验证六、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U11和U22、采样保持器模块U43、PC机端信号与系统实验软件、＋5V电源，连接线、计算机串口连接线等。七、实验步骤：翻开PC机端软件SSP.EXE，在下拉菜单“实验选择〞中选择“实验六〞；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，翻开实验箱电源。【1.采样定理验证】1、连接接口区的“输入信号1〞和“输出信号〞，如图1所示。图1观察原始信号的连线示意图2、信号选择：按“3〞选择“正弦波〞，再按“＋〞或“－〞设置正弦波频率为“〞。按“F4〞键把采样脉冲设为10kHz。3、点击SSP软件界面上的按钮，观察原始正弦波。4、按图2的模块连线示意图连接各模块。图2观察采样波形的模块连线示意图5、点击SSP软件界面上的按钮，观察采样后的波形。6、用截止频率为3kHz的低通滤波器U11恢复采样后的信号。按图3的模块连线示意图连接各模块。图3观察恢复波形的模块连线示意图7、点击SSP软件界面上的按钮，观察恢复后的波形。【2.采样产生频谱交迭的验证】重复实验内容〔一〕的实验步骤1～7；注意在第2步中正弦波的频率仍设为“〞后，按“F4〞键把采样脉冲频率设为“5kHz〞；在第6步中用3kHz的恢复滤波器〔U11〕。【思考问题】〔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〔一〕的输出信号恢复了输入信号？〔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？〔3〕如果改变实验内容〔二〕的3kHz恢复低通滤波器为截止频率为5kHz的低通滤波器〔U22〕，系统的输出信号有何变化？八、实验数据及结果分析：【1.采样定理验证】2.62.6kHz正弦波〔原始波形〕10kHz采样的输出信号〔10kHz采样的输出信号〔采样后的波形〕用3kHz低通滤波器恢复波形〔恢复后的波形〕用3kHz低通滤波器恢复波形〔恢复后的波形〕【2．采样产生频谱交迭的验证】2.62.6KHz正弦波〔原始波形〕5KHz采样的输出信号5KHz采样的输出信号〔采样后的波形〕用3kHz低通滤波器恢复波形〔恢复后的波形〕用3kHz低通滤波器恢复波形〔恢复后的波形〕【3.结果分析】时2、时时九、实验结论：1．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信号恢复原始信号。2.当采样频率介于信号最高频率一倍与两倍之间，用低通滤波器将采样后的信号恢复，会使原始信号产生频谱交迭。十、总结及心得体会：1.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信号恢复原始信号。当采样频率介于信号最高频率一倍与两倍之间，用低通滤波器对信号恢复时，会产生频谱交迭。2.实际问题中，合理选择采样频率很重要。3.通过对信号的采样与恢复加深了对采样定理的理解，验证了采样定理的正确性4.实际电路实验对理论课的学习有很大帮助。十一、对本实验过程及方法、手段的改良建议：1、产生一个5KHz的原始正弦波，并用5