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1、实验七抽样定理实验一、实验目得1、了解抽样定理在通信系统中得重要性.2、掌握自然抽样及平顶抽样得实现方法。3、理解低通采样定理得原理。4、理解实际得抽样系统.5、理解低通滤波器得幅频特性对抽样信号恢复得影响。6、理解低通滤波器得相频特性对抽样信号恢复得影响。7、理解带通采样定理得原理。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3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图平顶抽样保持music被抽样电路S1信号源信号抽样LPF-INLPF-OUT自然抽样输出LPF抗混叠滤波器A-out抽样抽样电路脉冲编码输入译码输出3#信源编译码模块FIR/IIRFPGA数字滤波图
2、1－1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.将输入得被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号,自然抽样得信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样与自然抽样信号就是通过开关S1切换输出得。抽样信号得恢复就是将抽样信号经过低通滤波器,即可得到恢复得信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器(8阶３、4kＨz得巴特沃斯低通滤波器）或ＦPGA数字滤波器（有FIＲ、IIR两种).反sinc滤波器不就是用来恢复抽样信号得，而就是用来应对孔径失真现象.要注意，这里得数字滤波器就是借用得信源编译码部分得端口。在做本实验时与信源编译码得内容没有联系。四、实验步骤实验项目一抽样信号
3、观测及抽样定理验证概述:通过不同频率得抽样时钟,从时域与频域两方面观测自然抽样与平顶抽样得输出波形，以及信号恢复得混叠情况，从而了解不同抽样方式得输出差异与联系,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(抽样输出）模块3：ＴH5（LＰF－IN）送入模拟低通滤波器2、开电,设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】.调节主控模块得W1使A－out输出峰峰值为３V.3、此时实验系统初始状态为:被抽样信号MUS
4、IC为幅度4Ｖ、频率3K＋1K正弦合成波.抽样脉冲A—OUT为幅度３Ｖ、频率9ＫHｚ、占空比20％得方波。4、实验操作及波形观测.（1)观测并记录自然抽样前后得信号波形：设置开关S13#为“自然抽样"档位,用示波器主控＆信号源3#分别观测MUSＩC与抽样输出。主控&信号源3＃ＭUSIC抽样输出3#（2）观测并记录平顶抽样前后得信号波形：设置开关S1为“平顶抽样”档位,用示主控＆信号源3#波器分别观测ＭUSIC与抽样输出.主控＆信号源3＃ＭUSＩＣ抽样输出3＃（3）观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号得波形:设置开关S1为“自然抽样”主控&信号源3#主控＆档位,用示波器观测MUSIC
5、与ＬPＦ—OUT,以100Ｈｚ得步进减小A—ＯUＴ信号源得频率,比较观测并思考在抽样脉冲频率多小得情况下恢复信号有失真。（4）用频谱得角度验证抽样定理（选做)：用示波器频谱功能观测并记录被抽样信号ＭUSIC与抽样输出频谱。以１0０Hz得步进减小抽样脉冲得频率,观测抽样输出以及恢复信号得频谱。（注意：示波器需要用250kSａ／s采样率（即每秒采样点为2５0K）,ＦFT缩放调节为×１0)。注：通过观测频谱可以瞧到当抽样脉冲小于２倍被抽样信号频率时，信号会产生混叠。实验项目二滤波器幅频特性对抽样信号恢复得影响概述：该项目就是通过改变不同抽样时钟频率，分别观测与绘制抗混叠低通滤波与fir数
6、字滤波得幅频特性曲线，并比较抽样信号经这两种滤波器后得恢复效果，从而了解与探讨不同滤波器幅频特性对抽样信号恢复得影响.1、测试抗混叠低通滤波器得幅频特性曲线.（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-OU模块３：TH５（LPF将信号送入模拟滤波器Ｔ－IＮ）(２）开电，设置主控模块，选择【信号源】→【输出波形】与【输出频率】,通过调主控＆信号源节相应旋钮,使Ａ—OＵT输出频率5ＫＨz、峰峰值为３Ｖ得正弦波。(3)此时实验系统初始状态为:抗混叠低通滤波器得输入信号为频率５KＨz、幅度3V得正弦波.(4)实验操作及波形观测。3＃主控＆信号源用示波器观测ＬPF—OU
7、T.以1００Hz步进减小Ａ—OＵT输出频率，观测并3#记录ＬPＦ—ＯUＴ得频谱。记入如下表格:A-OUT频率/Hz基频幅度／V5K⋯4、５K⋯3、４K⋯3、0K⋯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,为了更好得画出幅频特性曲线，我们可以如何调整信号源输入频率得步进值大小？２、测试ｆir数字滤波器得幅频特性曲线。（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—模块3：TH13（编码输入）将信号送入数字滤波器O
