连续信号采样和恢复

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1、电子科技大学实验报告学生姓名：彭淼学号：2903101008指导教师：魏芳伟一、实验室名称：信号与系统实验室二、实验项目名称：连续信号的采样和恢复三、实验原理：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：1、使学生通过采样保持电路理解采样原理。2、使学生理解采样信号的恢复。五、实验内容：实验内容（一）、采样定理验证实验内容（二）、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

2、、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、计算机串口连接线七、实验步骤：（一）、采样定理验证1、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”2、信号选择：按“3”选择“正弦波”，再按“＋”或“－”设置正弦波频率为“2.6kHz”。按“F4”键把采样脉冲设为10kHz。3、点击SSP软件界面上的“原始波形”按钮，观察原始正弦波图1原始2.6kHz正弦波4、按《指导书》图3.4-4的模块连线示意图连接各模块5、点击SSP软件界面上的“采样后波形”按钮，观察采样后的波形图210kHz采样后的波形6、用截止频率为3k

3、Hz的低通滤波器U11恢复采样后的信号。按《指导书》图3.4-6的模块连线示意图连接各模块。7、点击SSP软件界面上的“恢复波形”按钮，观察恢复后的波形图33kHz的低通滤波器恢复后的波形（二）、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“2.6kHz”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）。可以观察到如图3.4-8～3.4-10所示的波形。图4原始2.6kHz正弦波图55kHz采样后的波形图63kHz的恢复滤波器恢复后的波形五、实验数据及结果分析：（1）画出实验内容（一）的原理方

4、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？答：根据奈奎斯特采样定理，当采样频率fsmax大于信号最高频率fmax的2倍时，即fsmax>=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，实验一中原始信号为2.6kHz,采样频率为10kHz,所以能恢复输入信号。U11恢复信号5kHz采样（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？输入信号2.6kHz答：与实验一的不同在于前者采样频率为10kHz>2*2.6kHz,后者5kHz<2*2.6kHz.（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

5、低通滤波器（U22），系统的输出信号有何变化？答：换成5kHz的U22后，则能恢复原始输入信号。六、实验结论：在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max>=2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。报告评分：指导教师签字：