电子科大连续信号的采样和恢复信号与系统实验报告

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1、电孑斜大实验报告学生姓名：氺氺氺学号：指导教师：氺氺氺氺一、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：实际采样和恢复系统如图3.6-1所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。巧，（/）▲PT⑴图3.6-1实际采样和恢复系统采样脉冲:pT{t)〈厂>PT(jco)=27rakS(co-kcos)k=-^其中，r«To2^rsin(ka)r/2)%-7’=fkcosr/2采样后的信号:oo人'=一00a(z)Xs(jeo)=^Yx(•八仍-M)当采样频率大于信号最高频率两倍，可以用低通滤波器夂^^由采样后的信号&W恢复原始

2、信号x(r)。四、实验目的：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。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，并与观察结果比较。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)：实验仪器名称：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电源元器件及耗材：连接线、计算机串口连接线七、实验步骤：(1)采样定理验证步骤：①打开PC机端软件SSP.EXE，在“实验选择”中选择“实验

3、/、O②根据实验书的指导，接通实验箱电源，连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”。③按实验箱键盘“3”选择好“正弦波”，按“+”将正弦波频率为“2.6kHz”，按“F4”键把采样脉冲设为lOkHzo点击SSP软件界面上的按钮。④观察到，波形密集混论无法观察。调节X轴分辨率，将其调到最小，同时将Y轴分辨率调到最大，从而观察到稳定波形。⑤将图像截屏后，更改实验箱电路连接方式，按照实验指导书上连接方式连接：⑥点击SSP软件界面上的.采祥后波形1按钮,观察采样后的波形，同时将Y轴分辨率减小，顺利观察到完整的采样后波形图，截屏保存图像。①立刻点击，」按键，发现信号混

4、论，没有回复成原始信号状态；多次点击，均不可以实现原始信号还原。②认真对着指导书操作步骤，进行实验操作。发现恢复信号时过急，为连接低通滤波器。③改变电路连接方式，将采样保持器的输出信号通过低通滤波器U11，滤波器输出信号接入接口区的输出信号端口。④点击SSP软件界面上的按钮，观察恢复后的波形，并截屏，得到恢复后信号图像。(2)采样产生频谱交迭的验证操作：11重复②〜⑩的操作，在③操作中，按“F4”键把采样脉冲频率设为“5kHz”，其他操作行为不变。12由②〜⑩操作的经验，因此使得接下來的操作很顺利。实验内容（-1.原始波形Wfcctl)5S鱔禱t軸分肩摩＜V

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8、刈教尺度实验内容（.1.原始波形、采样产生频谱交迭的验证（原始

9、信号2.6KHZ，采样信号5kHz）2.采样后波形餅I壤沖捕車Om/DIV）I15鶴邋鳎車（Mb）3.恢复后的信号49T軸分瓣本（l/DP）O.€“今側X鵝分捕車（k麓z/MV）ZttUUEflEOlB-2-多Itis繚形1011H•什xcapT«「鳞纒鳍摩(kKi)!对敵R攻！•—;V202o.o.S3-6T.53103HACbs)波汝选择g触形

10、灰g波31-0.»卒（咖）I。05^^02分析：两次实验测量的波形图像，均有理论分析图像差不多相似，因此在一定误差范围内，两次实验操作步骤是正确的，得到的实验结果有效。九、实验结论：由“采样定理验证”和“采样产生

11、频谱交迭的验证”两个实验得到六张实验图像，可以看出：采样信号的频率M应大于等于原始信号频率1的2倍，只有满足此条件，经低通滤波器恢复的信号才不会失真。十、总结及心得体会：总结：通过两个关于采样定理验证的实验，能够直观且真实感受到，采样信号的频率M应大于等于原始信号频率W,,,的2倍，这一条件的必要性。心得体会：实验操作过程，一定要严谨细致，急躁可能会导致实验出很大错误，心态一定放平；少走弯路。十一、对本实验过程及方法、手段的改进建议：意见：在取样定理验证操作中，是否可以考虑增加测电压峰峰值的步骤，观察实验信号电压变化关系，同理论值比较更加准确验证取样定理。十

12、二、思考问题：（1）画出实验内容（一）的原理方框图和