抽样定理实验.docx

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1、重庆工程学院实验报告课程名称： 开课学期： 2018-2019下上课地点：实训楼201 学生姓名:陈艺文学 号： 179120337专业班级:1791203电子信息学院重庆工程学院学生实验报告实验工程名称抽样定理实验实验日期2019. 4. 23专业班级1791203学生姓名陈艺文学 号179120337学生姓名蔡师恒学 号179120333学生姓名叶雪峰学 号179120328学生姓名陈维栋学 号179120334指导教师许癸驹实验成绩教师评语：教师签字：批改时间：、实验目的和要求1、了解抽样定理在道信系统中的重要性2、理解低通采样定理原理3、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法4、理解实际的抽

2、样系统5、理解低通滤波皮器的畅频特对抽样信号恢复的影响6.理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响7、理解带通采样定理的原理-、主要仪器设备仪器数量主控&信号源一块3号模块一块双踪示波器连接线假设干三、实验内容和原理抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到 自然抽样馆号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自 然抽样信号是通过开关S1切换输出的。抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里 滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.妹Hz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字 滤波器（有FIR、IR两种），反sine滤波器不是用来恢

3、复抽样信号的，而是用来 应对孔径失真现象。要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码局部的端口。在做本实验时 与信源编洋码的内容没有联系。四、实验操作方法和步骤抽样信号观测及抽样定理验证：概述:通过不同频率的抽样时钟，从时城和频域两方面观测自然抽样和平顶 抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异 和联系，验证抽样定理。1、关电，按表格所示进行连线。1、大电，J区石TtT7l、心J源端口A1V目标端口_连线说明信号源：MUSIC信号源：A-OUT模块3： TH3(抽样输出)模块3： TH1(被抽样信号) 模块3： TH2(抽样脉冲) 模块 3： TH5(LPF-IN

4、)将被抽样信号送入抽样单兀提供抽样时钟送入模拟低通滤波器1一.一 -、乂rrs iffll -好完理，调节主12、开电，设置主控菜单，选择主菜单-通信原理一抽样定理。调节 主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3Vo3、此时实验系统初始状态为:被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦 合成波抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。4、实验操作及波形观测。(1)观测并记录自然抽样前后的信号波形:设置开关Sl*3#为“自然抽样”档 位,用示波器分别观测MUSIC*主控&信号源和抽样输出3#。(2)观测并记录平顶抽样前后的信号波形:设置开关Sl*3#为“平顶抽样”档

5、 位,用示波器分别观测MUSIC*主控&信号源和抽样输出3#。(3)观测并比照抽样恢复后信号与被抽样信号的波形:设置开关sl*3#为“自 然抽样”档位，用示波器观测MUSIC*主控&信号源和LPF-OUT*3#,以100Hz的步 进减小A-OUT*主控&信号源的频率，比拟观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况 下恢复信号有失真。(4)用频谱的角度验证抽样定理，用示波器频谱功能观测并记录被抽样信号 MUSIC和抽样输出频谱。以100Hz的步进减小抽样脉冲的频率，观测抽样输出以 及恢复信号的频谱。(选做)五 实验记录与处理(数据、图表、计算等)1、观测并记录抽样前后的信号波形由分析知，自然抽样后的结果

6、如图2、观测并记录平顶抽样前后信号的波形。此结果为平顶抽样结果，仔细观察可发现与上一实验中的自然抽样有很大差距， 即相同之处，其包络也由原信号所限制加权，但是在抽样信号的每个频率分量呈 矩形，顶端是平的。3.观测并比照抽样恢复后信号与被抽样信号的波形，并以100HZ为步进，减小 频率，比拟观测在抽样脉冲频率为多少时恢复信号有失真。在频率为9KHZ时候的波形基本一致 但是8KHZ 一下就开始出现幅度失真，随着 fs的减少，失真越大。1 .六、实验结果及分析.自然抽样的抽样脉冲顶部是随原始信号变化的，即在顶部保持了原始信号变化的规律。 用抽样脉冲与原始脉冲相乘可得到。2 .平顶抽样从波形上看，与自然抽样不同与抽样信号中的脉冲顶部平坦的矩形脉冲，矩形 脉冲幅度即为瞬时抽样值。在实际应用中，平顶抽样信号采用脉冲形成电路来实现，得 到顶部平坦的矩形脉冲。3 .正弦波进行抽样回复时，大于8KHZ才不失真根据奈奎斯特采样定理，采样频率大于等于两倍信号频率可无失真七、实验心得、体会及意见1 .掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法，并且理解了恢复信号的失真情况。2 .通过这次实验验证了抽样定理的正确性，加深了我对抽样定理的理解，同时 也了解了信号的形成意见解调过程。3 .通过了对电路组成，波形和所测数据的分析，理解了调制方式，加强了手动能 力