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《信号与系统实验报告——信号采样与重构声音及延时与混响》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、《信号与系统》——课程设计9实验一信号的采样与重构一、实验内容:1.应用MATLAB实现连续信号的采样与重构仿真,了解MATLAB软件,学习应用MATLAB软件的仿真技术。2.加深理解采样与重构的概念,掌握利用MATLAB分析系统频率响应的方法和掌握利用MATLAB实现连续信号采用与重构的方法。计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下重构信号的误差。3.加深对采样定理的理解和掌握,以及对信号恢复的必要性;掌握对连续信号在时域的采样与重构的方法。二、实验原理(1)连续时间信号连续信号是指自变量的取值范围是连续的,且对于一切自变量的取值,除了有若干个不连续点以外,信号都有确定的值
2、与之对应。严格来说,MATLAB并不能处理连续信号,而是用等时间间隔点的样值来近似表示连续信号。当取样时间间隔足够小时,这些离散的样值就能较好地近似连续信号。(2)采样定理模拟信号经过(A/D)变换转换为数字信号的过程称为采样,信号采样后其频谱产生了周期延拓,每隔一个采样频率fs,重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真,采样频率必须大于信号中最高频率成分的两倍,这称之为采样定理。时域采样定理从采样信号恢复原信号必需满足两个条件:a、必须是带限信号,其频谱函数在>各处为零;(对信号的要求,即只有带限信号才能适用采样定理。)9b、取样频率不能过低,必须>2(或>2)。一个理想
3、采样器可以看成是一个载波为理想单位脉冲序列的幅值调制器。图2信号的采样(4)信号重构设信号被采样后形成的采样信号为,信号的重构是指由经过内插处理后,恢复出原来信号的过程,又称为信号恢复。三、实验步骤及代码(一).%%%%%%%%%%%产生一个连续sin()信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%f=100;t=(1:50)/2000;%时间轴步距x=sin(2*pi*t*f);figuresubplot(211);plot(x);%绘制x(t)的图形图片号加底框xlabel('t');ylabel('x(t)');title('连续时间信号sin()的波形');%图片命名grid
4、;n=0:255;%长度N=256;%设采样点的N值Xk=abs(fft(x,N));subplot(212);%频域波形plot(n,Xk);axis([0N1.2*min(Xk)1.2*max(Xk)]);%可用axis函数来调整图轴的范围xlabel('时域频谱波形图');9ylabel('
5、Xk
6、');title('信号sin()的频谱波形');(二)%%%%%%%%%%%%对原始信号进行采样并滤波重构%%%%%%%%%%%%t1=3*t;f1=sin(2*pi*t1*f);figuresubplot(211);stem(t1,f1);xlabel('kTs');ylab
7、el('f(kTs)');title('欠采样的信号波形');[B,A]=butter(2,450/500);%设置低通滤波器参数[H,w]=freqz(B,A,512,2000);fa=filter(B,A,f1);subplot(212);plot(fa)xlabel('t');ylabel('fa(t)');title('欠采样信号重构后的波形');9t2=0.5*t;f2=sin(2*pi*t2*f);Figure,subplot(211);stem(t2,f2);xlabel('kTs');ylabel('f(kTs)');title('临界采样的信号波形');[B,A
8、]=butter(2,450/500);%设置低通滤波器参数[H,w]=freqz(B,A,512,2000);fb=filter(B,A,f2);subplot(212);plot(fb),xlabel('t'),ylabel('fb(t)');title('临界采样信号重构后的波形');t3=0.2*t;f3=sin(2*pi*t3*f);figuresubplot(211);stem(t3,f3);xlabel('kTs');ylabel('f(kTs)');title('过采样的信号波形');9[B,A]=butter(2,450/500);[H,w]=freqz(B,A
9、,512,2000);fc=filter(B,A,f3);subplot(212);plot(fc)xlabel('t');ylabel('fc(t)');title('过采样信号重构后波形');四、实验总结经过此次MATLAB课程设计我学到了很多知识和学习方法。仅凭我在信号与系统课上所学的那点知识是不够的。所以为了做好这次的课程设计,我上网搜索了许多与此有关的知识,这个过程中我也学会了好多。在这次设计中,我学到了对信号的采样定理的应用,以及信号的重构,并通过观察MATLAB所生