基于MATLAB信号与系统中抽样定理的仿真 (最终版)

分类号编号

烟台大学文经学院毕业论文（设计）

基于MATLAB信号与系统中抽样定理的仿

真

Signal and System Based on MATLAB simulation sampling

theorem

系别：电子信息与计算机科学系

专业：通信技术

班级：

姓名：

学号：

指导老师：（讲师）

2013年 6 月 1 日

烟台大学文经学院

基于MATLAB信号与系统中抽样定理的仿

真

姓名：

导师：

2013年 6 月 1 日烟台大学文经学院

烟台大学文经学院毕业论文（设计）任务书系（部）：电子信息与计算机科学系

[摘要] 与连续时间信号相比，离散时间信号的处理更加灵活、方便，应用更加广泛。在实际应用中，通常先将连续时间信号转换成离散时间信号，前提是抽样过程必须满足抽样定理。抽样定理在连续时间信号与离散时间信号之间架起了一座桥梁。本文利用MATLAB对抽样过程进行仿真，并对抽样定理的条件与结论进行验证和讨论，通过研究可以得到符合实际应用的结论，同时加深对抽样定理的理解和把握。

[关键词] MATLAB; 抽样定理；仿真

Abstract: The processing for discrete—time signal is more flexible，convenient，and more widely used，compared with continuous—time signa1．In practice，continuous—time signal is usually changed into discrete-time signal firstly，provided that the sampling process meets the sampling theorem．Sampling theorem sets up a bridge between continuous-time signal and discrete—time signa1．But must the restrictions and conclusion of the sampling theorem coincide with the actual application? In this paper，sampling process is simulated by using MATLAB ,and the conditions and conclusion of sampling

theorem is validated and discussion，through which shows that the restrictions and the conclusion of sampling theorem agrees with the practice；meanwhile，understanding and grasp of sampling theorem is deepened．

Key words：MATLAB；sample theory; simulation

目录

第1章绪论 (1)

1.1 MATLAB语言的特点 (1)

1.2 MATLAB产品主要的应用领域 (1)

1.3 抽样定理简介 (1)

第2章抽样信号 (4)

2.1 抽样信号原理 (4)

2.2 模拟信号算法 (5)

2.2.1 模拟信号频率计算. (5)

2.2.2 采样信号频率计算. (5)

2.2.3 模拟信号实现 (5)

2.3 本章小结 (8)

第3章MATLAB程序仿真 (9)

3.1仿真目的 (9)

3.2仿真原理说明及设计内容 (9)

3.3设计内容 (10)

3.4仿真设计实现：信号的产生和频域分析 (10)

结论 (17)

致谢 (18)

参考文献 (17)

附录A (18)

附录B (28)

第1章绪论

MATLAB（Matrix Laboratory）是1984年美国Math Works公司产品，MATLAB的推出得到了各个领域专家学者的广泛关注，并越来越多的应用到我们的学习生活中来，是目前通信工程上最广泛应用的软件之一。Matrix Laboratory意为“矩阵实验室”，最初的MATLAB只是一个数学计算工具。但现在的MATLAB已经远不仅仅是一个“矩阵实验室”，它已经成为一个集概念设计、算法开发、建模仿真，实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生子集工具。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完全相同的事情简捷得多.在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,c++ ,JAVA的支持.可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。

1.1MATLAB语言的特点

（1）语言简洁紧凑, 语法限制不严，程序设计自由度大，可移植性好。

（2）运算符、库函数丰富。

（3）强大的数值（矩阵）运算功能。

（4）界面友好、编程效率高。

（5）图形功能强大。

1.2MATLAB产品主要的应用领域

（1）仿真和建模

（2）实时仿真

（3）自动控制

（4）信号处理与通信

（5）数据分析/科学计算

（6）算法开发

（7）图形和可视化法

（8）独立应用开发

（9）其他领域

1.3抽样定理简介

定义

所谓抽样。就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T抽取一个瞬时幅度值（样值），抽样是由抽样门完成的。

在一个频带限制在（0，

f）内的时间连续信号()t f，如果以h f21的时间间隔

h

对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号()t f的频谱中最高频率不超过h f，当抽样频率s f≥h f2时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。