中南大学数字信号实验报告采样混叠
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窄脉冲采样的 SIGEx 模型 设置如下: 函数发生器:选择方波;频率 >=2*500=1000Hz;1Vpp,偏移 0.50V,占空比 = 50% 示波器:时基 20ms;CH0 上升沿触发;触发电平 = 0V 模拟输出(DAC-1):4Vpp 正弦波,频率为 100Hz
然后调节不同的函数发生器频率,观察 CH0 的乘法器正弦波输入,以及 CH1 的乘法器采样 信号。确认与预期相符并做好记录
实验原理: 1、离散时间信号可以从离散信号源获得,也可以从连续时间信号经采样而获得。采样
信号 fs(t)可以看成连续信号 f(t)和一组开关函数 S(t)的乘积。S(t)是一组周期性窄 脉冲。由对采样信号进行傅立叶级数分析可知,采样信号的频谱包括了原连续信号以及无限 多个经过平移的原信号频谱。平移的频率等于采样频率 fs 及其谐波频率 2fs、3fs· · · 。 当采样后的信号是周期性窄脉冲时,平移后的信号频率的幅度按(sinx)/x 规律衰减。采样信 号的频谱是原信号频谱的周期性延拓,它占有的频带要比原信号频谱宽得多。
采样信号在一定条件下可以恢复原来的信号,只要用一截止频率等于原信号频谱中 最高频率 fn 的低通滤波器,滤去信号中所有的高频分量,就得到只包含原信号频谱的全 部内容,即低通滤波器的输出为恢复后的原信号。对连续信号的采样和对采样信号的恢 复过程时,除选用足够高的采样频率外,还常采用前置低通滤波器来防止信号频谱的过 宽而造成采样后信号频谱的混迭。
2、窄脉冲恢复:在上个电路的基础上将输出端按如下线路接好
模拟信号恢复方块图 然后调节不同的函数发生器恢复频率,观察脉冲采样恢复的图形并做好记录
3、全宽度脉冲采样:按照如下图在 EMONA SIGEx 板卡上接好线路。
全宽度脉冲采样的 SIGEx 模型(使用采样/保持) 设置如下: 函数发生器:选择方波;频率 >=2*500=1000Hz;1Vpp,偏移 0.50V,占空比 = 50% 示波器:时基 20ms;CH0 上升沿触发;触发电平 = 0V 模拟输出(DAC-1):4Vpp 正弦波,频率为 100Hz 然后调节不同的函数发生器频率,观察脉冲采样的图形并做好记录
10、全宽度脉冲采样恢复 频率:9000 赫兹
实验结果及分析:
在进行模拟/数字信号的转换过程中,对于时域采样,当采样频率 fs 大于信号中最高 频率 fmax 的 2 倍时(fs>=2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一 般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的 5~10 倍,由于原信号频率显示为 500 赫兹, 故实验时采样频率分别选取了 3000、5000;甚至更高,得到上图所示,且由图可得窄脉冲 和全宽度脉冲的区别在与窄脉冲采样是对半个周期的采样,而全宽度脉冲是整个周期的 采样。
《信号与系统》实验报告
学院 实验名称
实验日期:2013 信息科学与工 专业、班级
程学院
年月日
通信
姓名
采样混叠
指导 教师
张金焕
教师评语
教师签名: 年月日
实验目的:
通过两种不同的采样方式(窄脉冲采样和全宽度脉冲采样)对正弦波的采样进行观察。 最后并对信号进行恢复。
实验内容与步骤: 1、窄脉冲采样:按照如下图在 EMONA SIGEx 板卡上接好线路。
2、窄脉冲采样 频率:5000 赫兹
3、全宽度脉冲采样 频率:3000 赫兹
4、全宽度脉冲采样 频率:5000 赫兹 5、窄脉冲采样恢复 频率:5000 赫兹
6、窄脉冲采样恢复 频率:9000 赫兹 7、窄脉冲采样恢复 频率:10000 赫兹
8、全宽度脉冲采样恢复 频率:5000 赫兹 9、全宽度脉冲采样恢复 频率:8000 赫兹
4、全宽度脉冲恢复:在上个电路的基础上将输出端按如下线路接好
模拟信号恢复方块图 然后调节不同的函数发生器频率,观察 CH0 的乘法器正弦波输入,以及 CH1 的乘法器采样 信号确认与预期相符。并做好记录,对实验结果进行分析。
实验器材:NI ELVIS II/SIGEx 套件、EMONA SIGEx 板卡、同步电脑设备。
2、采样信号在一定条件下可以恢复原来的信号,只要用一截止频率等于原信号频谱中 最高频率 fn 的低通滤波器,滤去信号中所有的高频分量,就得到只包含原信号频谱的全部 内容,即低通滤波器的输出为恢复后的原信号。
实验过程原始记录(数据、图表、波形等): 实验记录图表如下: 1、窄脉冲采样 频率:3000 赫兹