实验六抽样定理的MATLAB仿真
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
综合性、设计性实验报告
姓名贺鹤学号2
专业通信工程班级2013级1班
实验课程名称抽样定理的MATLAB仿真
指导教师及职称李玲香讲师
开课学期2014 至2015 学年第二学期
上课时间2015年6 月17、27日
湖南科技学院教务处编印
(2) 编程步骤(仿真实验)
①确定f(t)的最高频率fm。对于无限带宽信号,确定最高频率fm的方法:设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm。
②确定Nyquist抽样间隔T N。选定两个抽样时间:T S
③滤波器的截止频率确定:ωm <ωC <ωS -ωm 。
④采样信号f(nTs )根据MATLAB计算表达式的向量表示。
⑤重建信号f(t) 的MATLAB中的计算机公式向量表示。
根据原理和公式,MATLAB计算为:
ft=fs*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t))));
(3)电路连接原理(硬件实验)
5.实验数据处理方法
①自定义输入信号:f1=cos(2*pi*80*t)+2*sin(2*pi*30*t)+cos(2*pi*40*t-pi/3)
②改变抽样频率,实现欠抽样、临界抽样和过抽样,调试结果分析:
(1)频率sf 图1.fs=140Hz恢复后信号波形及频谱 (2)频率sf=max2fm时,为原信号的临界采样信号和恢复,从下图2恢复后信号和原信号先对比可知,只恢复了低频信号,高频信号未能恢复。如图2所示 图2.fs=160Hz恢复后信号波形及频谱 (3)频率sf>max2fm时,此时的采样是成功的,它能够恢复原信号,从时域波形可看出,比上面采样所得的冲激脉冲串包含的细节要多,在频域中也没出现频谱的交叠,这样我们可以利用低通滤波器得到无失真的重建。如图3所示 图3.fs=200Hz恢复后信号波形及频谱 综合以上欠采样、临界采样、过采样三种情况的分析,可以看出要使采样信号可以恢复到原信号,采样频率必须满足时域采样定理,从而验证了时域采样定理。 6. 实现 (1)电路连接图及验证结果 原信号采样信号采样后恢复信号 (2)程序代码及运行结果 1.采样程序: function fz=caiyang(fy,fs) fs0=10000; tp=0.1; t=[-tp:1/fs0:tp]; k1=0:999; k2=-999:-1; m1=length(k1); m2=length(k2); f=[fs0*k2/m2,fs0*k1/m1]; w=[-2*pi*k2/m2,2*pi*k1/m1]; fx1=eval(fy); FX1=fx1*exp(-j*[1:length(fx1)]'*w); figure subplot(2,1,1),plot(t,fx1,'r') 图4.1 fs=140Hz原信号波形及频谱图4.2 fs=140Hz取样信号波形及频谱 图4.3 fs=140Hz恢复后信号波形及频谱 ②临界采样:f1='cos(2*pi*80*t)+2*sin(2*pi*30*t)+cos(2*pi*40*t-pi/3)'; fs2=caiyang(f1,160); fr2=huifu(fs2,160); 图5.1 fs=160Hz原信号波形及频谱图5.1 fs=160H取样信号波形及频谱 图5.1 fs=160Hz恢复后波形及频谱 ③过采样:f1='cos(2*pi*80*t)+2*sin(2*pi*30*t)+cos(2*pi*40*t-pi/3)'; fs2=caiyang(f1,200); fr2=huifu(fs2,200); 图6.1 fs=200Hz原信号波形及频谱图6.1 fs=200Hz取样信号波形及频谱 图6.1 fs=200Hz恢复后信号波形及频谱 7.实验总结 一开始接触这个实验的时候有点迷茫,不知所措。通过老师的讲解还是有点不知从何下手。但经过不断地摸索和老师的帮助终于有所头绪。通过这次数字信号处理课程设计,让我了解了关于MATLAB软件在数字信号处理方面的应用,又一次学习了MATLAB软件的使用和程序的设计,MATLAB的仿真使我更加深入的了解了数字处理的过程,对我对数字信号处理的理解加深了一步——MATLAB拥有强大的数据仿真能力。 MATLAB软件使得困难、枯燥的数字处理过程变得非常简单,不仅能够非常迅速的计算出幅频相频、卷积、等,而且还能自动画出连续、离散的波形曲线。使我们能非常直观的了解数字信号的处理结果。 在这过程中我遇到了所多的难题,通过与老师和同学的交流和学习,让我学会了很多在课堂上没有理解的难点。同时也进一步加深了对Matlab的理解和认识。 9 / 11