电子科大连续信号的采样和恢复信号与系统实验报告.docx

也孑科大学生姓名：*学号:*相导弱Uffi,*一、实验室名称：信号与系统实验室二、实验工程名称：连续信号的采样和恢复三、实验原理：实际采样和恢复系统如图3.6-1所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。图361实际采样和恢复系统采样脉冲：采样后的信号：当采样频率大于信号最高频率两倍,可以用低通滤波器由采样后的信号与恢复原始信号M）。四、实验目的：目的：1、使学生通过采样保持电路理解采样原理。2、使学生理解采样信号的恢复。任务：记录观察到的波形与频谱；从理论上分析实验中信号的采样保持与恢复的波形与频谱，并与观察结果比拟。五、实验内容：采样定理验证采样产生频谱交迭的验证六、实验器材(设备、元器件)：实验仪器名称：数字信号处理实验箱、信号与系统实验板的低通滤波器模块Ull和U22、采样保持器模块U43、PC机端信号与系统实验软件、+5V电源元器件及耗材：连接线、计算机串口连接线七、实验步骤：(1)采样定理验证步骤： 翻开PC机端软件SSP.EXE,在“实验选择”中选择“实验六”。 根据实验书的指导，接通实验箱电源，连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”。 按实验箱键盘“3”选择好“正弦波”,按“+”将正弦波频率为“2.6kHz”,按“F4”键把采样脉冲设为IOkHZ。点击SSP软件界面上的.原始波形1按钮。 观察到，波形密集混论无法观察。调节X轴分辨率，将其调到最小,同时将Y轴分辨率调到最大，从而观察到稳定波形。将图像截屏后，更改实验箱电路连接方式，按照实验指导书上连接方式连接： 点击SSP软件界面上的采样后波形I按钮，观察采样后的波形，同时将Y轴分辨率减小，顺利观察到完整的采样后波形图，截屏保存图像。 立刻点击.恢复波形I按键，发现信号混论，没有回复成原始信号状态；屡次点击，均不可以实现原始信号复原。 认真对着指导书操作步骤，进行实验操作。发现恢复信号时过急，为连接低通滤波器。改变电路连接方式，将采样保持器的输出信号通过低通滤波器Ull,滤波器输出信号接入接口区的输出信号端口。点击SSP软件界面上的W按钮，观察恢复后的波形，并截屏,得到恢复后信号图像。（2）采样产生频谱交迭的验证操作：11重复的操作，在操作中，按“F4”键把采样脉冲频率设为“5kHz”，其他操作行为不变。12由操作的经验，因此使得接下来的操作很顺利。八、实验数据及结果分析：实验内容（一）、采样定理验证（原始信号2.6kHz,采样信号IOkHZ）1.原始波形2.采样后波形3.恢复信号截屏实验内容（二）、采样产生频谱交迭的验证（原始信号2.6KHz,采样信号5kHz）1.原始波形2.采样后波形如TX分lR(>N)中XM9*(W9M,r11-T-oom>>3.恢复后的信号-J分析：两次实验测量的波形图像，均有理论分析图像差不多相似，因此在一定误差范围内，两次实验操作步骤是正确的，得到的实验结果有效。九、实验结论:由“采样定理验证”和“采样产生频谱交迭的验证”两个实验得到六张实验图像，可以看出：采样信号的频率他应大于等于原始信号频率的的2倍，只有满足此条件，经低通滤波器恢复的信号才不会失真。十、总结及心得体会：总结：通过两个关于采样定理验证的实验，能够直观且真实感受到，采样信号的频率他应大于等于原始信号频率的的2倍，这一条件的必要性。心得体会：实验操作过程，一定要严谨细致，急躁可能会导致实验出很大错误,心态一定放平；少走弯路。十一、对本实验过程及方法、手段的改良建议：意见：在取样定理验证操作中，是否可以考虑增加测电压峰峰值的步骤，观察实验信号电压变化关系，同理论值比拟更加准确验证取样定理。十二、思考问题：(1)画出实验内容(一)的原理方框图和各信号频谱，说明为什么实验内容（一）的输出信号恢复了输入信号？实验原理图：原因：采样脉冲：其中，g=生，三Sin（ZgN/2）,«TTks2采样后的信号：当采样频率大于信号最高频率两倍,可以用低通滤波器/C/&）由采样后的信号/恢复原始信号加）。因为采样信号频率大于原始信号频率的2倍，原始信号经窄脉冲信号提取之后，不会交叉重叠，因此信号不失真。采样后信号在经过低通滤波器后，所以能够不失真输出。（2）画出实验内容（二）的方框图，解释与实验内容（一）有何不同之处？原理框图：不同：实验（二）采样信号频率Ws=5kHz小于原始信号频率WM的二倍5.2kHz,所以采样后的信号出现交叉重叠，从而失真。固经过低通滤波器输出的信号完全失真。（3）如果改变实验内容（二）的3kHz恢复低通滤波器为截止频率为5kHz的低通滤波器（U22）,系统的输出信号有何变化？变化：输出信号幅度增大，但仍是处于失真状态。报告评分：指导教师签字: