DSP抽样定理实验

+ 实验原理
抽样定理: + 在应用DSP进行信号处理过程中，经常需要对信 号进行采集，而采集工作一般通过AD转换器件完成， AD器件在工作时不可能取得连续的值，只能间隔一 段时问进行一次转换，得到转换结果后再进行下一 次转换。这样，对连续变换的信号只能在离散时问 点上进行取样，这也叫抽样过程。抽样是在离散时 问问隔对连续时问信号(例如模拟信号)的采集，它 是实时信号处理中的基本概念。模拟信号由一些离 散时问的值来代表，这些抽样的值等于原始的模拟 信号在离散时问点的取价。
+ 实验中需要用示波器测试采样频率，所测
频率为AD采样频率的一半，然后打开观察 窗口进行设臵。 + 观察示波器的频率统计，对照FFT窗口的尖 峰指示，看是否相近。
+ 当“频率选择”旋钮切换到“10kHz-20kHz”
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档 + ，“FFT”窗口峰值频率不随频率值的微调增 大，反而有减小(向左移动)的现象，这就是 信号频率超越了奈奎斯特(Nyquist)频率(也 就是采样频率的1/2)后发生的频率混叠现象。 这时“FFT”窗口的频率计算值已经无法正确 得到实际信号的频率值。
+ 因此，如果模拟信号中的最大频率分量为
4kHz，那么，为了保留或捕捉信号中的所 有信息，应该以8kHz或者更高的抽样率进 行抽样。小于抽样定理规定的抽样率进行 抽样将导致频谱折叠，或者相频混叠进入 到希望的频带内，以至于我们在把抽样的 数据转回到模拟信号时不能恢复出原始信 号。
+ 信号有很多能量常常在感兴趣的最高频率之
外或者包含噪声，信号的能量在很宽的频率范 围内是不变的。例如，在电话中感兴趣的最高 频率是大约3.4kHz，而语音信号可能超10kHz. 因此，如果我们没有将感兴趣的带宽之外的信 号和噪声移去，那么将违反抽样定理。在实际 应用中，让信号通过一个模拟抗混叠滤波器， 可以达到移去感兴趣频带之外信号的目的。
+ DSP器件只能通过抽样的方法得到离散的信号，
我们如何对信号进行采样才能获得原有信号所 具备所有频率特征，这是采样定理所涉及的问 题。采样定理规定对模拟信号应该以多大的速 率抽样，以保证能够捕捉到包含在信号中的相 关信息或者经过抽样后能够保留相关的信息。 抽样定理:如果信号的最高频率分量是f max，为 了使抽样值能够完整地描述信号，那么至少应 该以2f max、的速率进行抽样。即Fs远大于max， 其中F是抽样频率或抽样率·