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电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名：彭淼 学 号：2903101008 指导教师：魏芳伟 一、实验室名称：信号与系统实验室 二、实验项目名称：连续信号的采样和恢复 三、实验原理： 际采样和恢复系统如图3.4-1所示。可以证明，奈奎斯特采样定理仍然成立。 图3.4-1 实际采样和恢复系统 采样脉冲： 其中，，，。 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恢复原始信号。 四、实验目的： 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。 实验内容： 实验内容（一）、采样定理验证 实验内容（二）、采样产生频谱交迭的验证 实验器材（设备、元器件）：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U11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 连接线、计算机串口连接线 实验步骤： （一）、采样定理验证 1、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号” 2、信号选择：按“3”选择“正弦波”，再按“＋”或“－”设置正弦 波频率为“2.6kHz”。 按“F4”键把采样脉冲设为10kHz。 3、点击SSP软件界面上的“原始波形”按钮，观察原始正弦波 图1 原始2.6kHz正弦波 4、按《指导书》图3.4-4的模块连线示意图连接各模块 5、点击SSP软件界面上的“采样后波形”按钮，观察采样后的波形 图2 10kHz采样后的波形 6、用截止频率为3kHz的低通滤波器U11恢复采样后的信号。 按《指导书》图3.4-6的模块连线示意图连接各模块。 7、点击SSP软件界面上的“恢复波形”按钮，观察恢复后的波形 图3 3kHz的低通滤波器恢复后的波形 （二）、采样产生频谱交迭的验证 重复实验内容（一）的实验步骤1～7；注意在第2步中正弦波的频率仍设为“2.6kHz”后，按“F4”键把采样脉冲频率设为“5kHz”；在第6步中用3kHz的恢复滤波器（U11）。可以观察到如图3.4-8～3.4-10所示的波形。 图4 原始2.6kHz正弦波 图5 5kHz采样后的波形 图6 3kHz的恢复滤波器恢复后的波形 实验数据及结果分析： （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？ 答：根据奈奎斯特采样定理，当采样频率fsmax大于信号最高频率fmax的2倍时，即fsmax=2fmax,则采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息，实验一中原始信号为2.6kHz,采样频率为10kHz,所以能恢复输入信号。 （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？ 答： 与实验一的不同在于前者采样频率为10kHz2*2.6kHz,后者5kHz2*2.6kHz. （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？ 答：换成5kHz的U22后，则能恢复原始输入信号。 实验结论： 在进行模拟/数字信号的转换过程中，当采样频率fs.max大于信号中最高频率fmax的2倍时(fs.max=2fmax)，采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。 报告评分： 指导教师签字： U11恢复信号 5kHz 采样 输入信号2.6kHz