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1、实验报告课程名称:数字信号处理院系部:电气与电子工程学院专业班级：信息1002学生姓名：王萌学号:1101200219同组人:实验台号:指导教师：范杰清成绩：华北电力大学（北京）实验二时域抽样与频域抽样一、实验目的加深理解连续时间信号的离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握时域抽样定理的基本内容。掌握由抽样序列重建原连续信号的基本原理与实现方法，理解其工程概念。加深理解频谱离散化过程中的数学概念和物理概念，掌握频域抽样定理的基本内容。二、实验原理时域抽样定理给出了连续信号抽样过程中信号不失真的约束条件：对于基带信号，信号抽样频率fsam大于等于2倍的信号最高频率fm，即fsa
2、m³2fm。时域抽样是把连续信号x(t)变成适于数字系统处理的离散信号x[k]；信号重建是将离散信号x[k]转换为连续时间信号x(t)。非周期离散信号的频谱是连续的周期谱。计算机在分析离散信号的频谱时，必须将其连续频谱离散化。频域抽样定理给出了连续频谱抽样过程中信号不失真的约束条件。三、实验内容：1、利用MATLAB实现对的抽样程序代码：自己设计：w0=2*pi*20;t=0:0.0001:0.1;x=cos(w0*t);plot(t,x);holdon;t=0:0.01:0.1;x=cos(w0*t);stem(t,x);holdoff;所给代码：t0=0:0.001:0.
3、1;x0=cos(2*pi*20*t0);plot(t0,x0,'r')holdon%信号最高频率fm为20Hz,%按100Hz抽样得到序列。Fs=100;t=0:1/Fs:0.1;x=cos(2*pi*20*t);stem(t,x);holdofftitle('连续信号及其抽样信号')自己设计的程序结果截图：实际截图：频谱搬移：x=[1,1,1];P=256;omega=[0:P-1]*2*pi/P;2、已知序列对其频谱X(ejW)进行抽样。分别取N=2，3，10，观察频域抽样造成的混叠现象。X0=1+exp(-j*omega)+exp(-2*j*omega);傅立叶变换公
4、式N=input('TypeinN=');omegam=[0:N-1]*2*pi/N;键入抽取个数Xm=1+exp(-j*omegam)+exp(-2*j*omegam);subplot(2,1,1);plot(omega./pi,abs(X0));xlabel('Omega/PI');holdonstem(omegam./pi,abs(Xm),'r','o');holdoff画出频谱图x1=[zeros(1,2*N)xzeros(1,2*N)];x2=[zeros(1,N)xzeros(1,3*N)];找出对应的时序图，看是否混叠x3=[xzeros(1,4*N)];x4=
5、[zeros(1,3*N)xzeros(1,N)];x5=[zeros(1,4*N)x];xx=x1+x2+x3+x4+x5;k=-2*N:2*N+length(x)-1;subplot(2,1,2);stem(k,x1);holdonsubplot(2,1,2);stem(k,xx,'r','*');holdoffN=2时：可以看出发生混叠N=3：N=10：不发生混叠2.实验思考1.将语音信号转换为数字信号时，抽样频率一般应是多少？答：由抽样频率公式可知：一般应选取2倍左右，约为44.1K2.在时域抽样过程中，会出现哪些误差？如何克服或改善？答：由于取样器固有噪声及时基抖动
6、等因素的影响,取样信号在不同程度上会被嗓声污染。对含嗓声的取样信号进行时频变换时,必然引起频谱误差,影响频谱估计的精度。3.在实际应用中，为何一般选取抽样频率fsam³(3~5)fm？答：一般实际信号带有噪声，且不存在理想的低通滤波器，抽样频率会比2倍大些1.简述带通信号抽样和欠抽样的原理？答：一个连续带通信号受限于，其信号带宽为，且有其中，，k为不超过的最大正整数，由此可知，必有。则最低不失真取样频率为当抽样频率大于fsmin时，抽样不失真，当抽样频率小于fsmin时样值序列的频谱各个谱块重叠产生失真。2.如何选取被分析的连续信号的长度?答：一般周期型号选取一个周期或两个周
7、期的信号进行分析，而非周期信号则选取占据函数大部分功的部分进行分析。3.增加抽样序列x[k]的长度，能否改善重建信号的质量？答：不能，增加抽样频率才能改善质量。4.简述构造内插函数的基本原则和方法？答：抽样频率必须大于奈科斯特率，内插阶数根据需要选择，如果简单对信号保真度要求不高，可以用零阶保持和一阶保持进行抽样，如果要求高，则要用高阶保持。8.抽样内插函数、阶梯内插函数、线性内插函数、升余弦内插函数各有什么特性？实验三窗函数的特性分析一.实验目的分析常用窗函数的时域和频域特性，灵活运用窗函数分析信号频
