抽样定理实验马启成20151060051.doc

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1、课程名称通信原理实验实验项目信源编码技术—抽样定理实验成绩_____________学院信息学院专业通信工程（国防）学号20151060051姓名马启成实验时间2017.10.11实验室信息学院3301指导老师黎鹏一、实验目的1、了解抽样定理在通信系统中的重要性。2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。3、理解低通采样定理的原理。4、理解实际的抽样系统。5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。7、理解带通采样定理的原理。二、实验器材1、主控&信号源、3号模块各一块2、双踪示波器一台

2、3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图抽样定理实验框图2、实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过S1切换输出的。抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。四、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通过

3、不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。1、关电，按表格所示进行连线。源端口目标端口连线说明信号源：MUSIC模块3：TH1(被抽样信号)将被抽样信号送入抽样单元信号源：A-OUT模块3：TH2(抽样脉冲)提供抽样时钟模块3：TH3（输出）模块3：TH13(编码输入)将PAM信号送入滤波恢复2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理综合实验系统】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出幅度为3V。3、此时实验系统初

4、始状态为：抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。4、实验操作及波形观测。（1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器分别观测MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。（2）观测并记录平顶抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“平顶抽样”档位，用示波器分别观测MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。（3）观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器观测MUSIC主控&信号源和译码输出3#，以100Hz的步进减小A-OUT主控&信号源的频率

5、，比较观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况下恢复信号有失真。发现在抽样脉冲频率为7.5KHZ时信号有失真。实验项目二滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响概述：该项目是通过改变不同抽样时钟频率，分别观测和绘制抗混叠低通滤波和fir数字滤波的幅频特性曲线，并比较抽样信号经这两种滤波器后的恢复效果，从而了解和探讨不同滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响。1、测试抗混叠低通滤波器的幅频特性曲线。（1）关电，按表格所示进行连线。源端口目标端口连线说明信号源：A-OUT模块3：TH5(LPF-IN)将信号送入模拟滤波器（2）开电，设置主控模块，选择【信号源

6、】→【输出波形】和【输出频率】，通过调节相应旋钮，使A-OUT主控&信号源输出频率5KHz、幅度3V的正弦波。（3）此时实验系统初始状态为：抗混叠低通滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V的正弦波。（4）实验操作及波形观测。用示波器观测LPF-OUT3#。以100Hz步进减小A-OUT主控&信号源输出频率，观测并记录LPF-OUT3#的频谱。记入如下表格：A—OUT频率/KHZ基频幅度/V50.2764.90.3204.80.3644.70.4204.64.50.4880.5504.40.6404.30.7204.20.8204.10.

7、9204.01.023.91.123.81.213.71.283.61.343.51.383.41.443.31.483.21.483.11.483.01.482.91.482.81.482.71.482.61.482.51.48由上述表格数据，画出模拟低通滤波器幅频特性曲线。思考：对于3.4KHz低通滤波器，为了更好的画出幅频特性曲线，我们可以如何调整信号源输入频率的步进值大小？答：低通滤波器的截止频率为3.4kHz，则如果选取0.68kHz的整数倍测幅频得到的曲线会更接近理论，可将信号源输入频率的步进值调整为680Hz。