DSP抽样定理实验说课.ppt

当“频率选择”旋钮切换到“10kHz-20kHz”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。 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。 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·?? ??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。 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置。 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。