信号的采样与重建实验报告

信号的采样与重建

一、 设计目的和意义

通过用MATLAB对f(t)= 5sin(2*pi*30*t)+2sin(2*pi*60*t)+0.5sin(2*pi*90*t)进行设计仿真，让我们通过试验论证理论的正确性，同时学会使用并掌握MATLAB软件的使用，进一步熟悉掌握连续时间信号的傅立叶变换、采样定理等。

二、 设计原理

通过使用软件MATLAB对采样信号模拟仿真，进行采样、傅里叶变换通过数字图形对设计的F（T）显示，观察其形状变化。

1、时间的傅立叶变换：X(jw)=?x(t)e?jwtdt; （2-1）

???X(t)=1/2??X(jw)ejwtdw. （2-2）

????2、离散时间的傅立叶变换：X(e)=

jw?n???x[n]e?jwn; （2-3）

X[n]=1/2??X(ejw)ejwndw. （2-4）

2?3、采样定理：设x(t)是某一个带限信号，在|w|>Wm时，X（jw）=0。如果Ws:

课程设计任务书

学生姓名： 陈凯鑫 专业班级： 电信1203班 指导教师： 阙大顺，王虹 工作单位： 信息工程学院

题 目: 信号采集与重建的编程实现

初始条件：

1. Matlab6.5以上版本软件； 2. 课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“数字信号处理原理与实现”、“Matlab及在

电子信息课程中的应用”等；

3. 先修课程：信号与系统、数字信号处理、Matlab应用实践及信号处理类课程等。

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

1. 课程设计时间：1周（课内实践）；

2. 课程设计内容：信号采样与重建的编程实现，具体包括：连续信号的时域采样、频谱混叠分析、

由离散序列恢复模拟信号等；

3. 本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目进行理论分析，针对具

体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析，画出程序设计框图，编写程序代码（含注释），上机调试运行程序，记录实验结果（含

实验九、信号的采样与恢复

一. 实验目的

1. 了解电信号的采样方法与过程以及信号恢复的方法 2. 验证抽样定理 二. 实验设备

1. 信号与系统实验箱TKSS-B型 2. 双踪示波器 三. 实验原理

过平移的原信号频率。平移的频率等于抽样频率fs及其谐波频率2fs、3fs??。当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频率幅度按?sinx?规律衰减。抽样信号的频谱是原信号频

x谱周期的延拓，它占有的频带要比原信号频谱宽得多。

2、正如测得了足够的实验数据以后，我们可以在坐标纸上把一系列数据点连起来，得到一条光滑的曲线一样，抽样信号在一定条件下也可以恢复到原信号。只要用一截止频率等于原信号频谱中最高频率fn的低通滤波器，滤除高频分量，经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容，故在低通滤波器输出可以得到恢复后的原信号。

3、但原信号得以恢复的条件是fs?2B，其中fs为抽样频率，B为原信号占有的频带宽度。而fmin?2B为最低抽样频率又称“奈奎斯特抽样率”。当fs?2B时，抽样信号的频谱会发生混迭，从发生混迭后的频谱中我们无法用低通滤波器获得原信号频谱的全部内容。在实际使用中，仅包含有限频率的信号是极少的。因此即使fs?2B，恢复后的信号失真还是难

数字信号处理实验报告

实验题目：频域采样定理的验证

班级： 姓名： 学号： 指导教师：

实验日期：2013、11、5

一、 实验目的

1) 加深对离散序列频域抽样定理的理解。

2) 理解从频域抽样序列恢复离散时域信号的条件和方法。 3) 了解由频谱通过IFFT计算连续时间信号的方法。

4) 掌握用MATLAB语言进行频域抽样与恢复时程序的编写方法。

二、 实验原理

频域抽样定理

从理论学习可知，在单位圆上任意序列的z变换等间隔采样N点得到：

X(k)?X(z)z?e?j2?kN??ex(n)n??????j2?nkN,K?0.....N-1

该式实现了序列在频域的抽样。由理论学习知，频域抽样定理由下列公式：

x(n)??x(n?rN)

r???~表明对一个频谱采样后经IDFT生成的周期序列是非周期序列

x(n)的周期延拓序列，其时域周期等于频域抽样点数N。

假定有限长序列x(n)的长度为M，频域抽样点数为N，则时域信号不失真的由频域抽样恢复的条件如下：

（1）如果x(n)不是有限长序列，则必然造成混叠现象，产生误差。 (2)如果X(n)是有限长序列，且频域抽样点数N小于序列长度M，则X(n)以N为周期进行严拓也将造成混叠，从复出原信号X(n).

数字信号处理实验报告

实验题目：频域采样定理的验证

班级： 姓名： 学号： 指导教师：

实验日期：2013、11、5

一、 实验目的

1) 加深对离散序列频域抽样定理的理解。

2) 理解从频域抽样序列恢复离散时域信号的条件和方法。 3) 了解由频谱通过IFFT计算连续时间信号的方法。

4) 掌握用MATLAB语言进行频域抽样与恢复时程序的编写方法。

二、 实验原理

频域抽样定理

从理论学习可知，在单位圆上任意序列的z变换等间隔采样N点得到：

X(k)?X(z)z?e?j2?kN??ex(n)n??????j2?nkN,K?0.....N-1

该式实现了序列在频域的抽样。由理论学习知，频域抽样定理由下列公式：

x(n)??x(n?rN)

r???~表明对一个频谱采样后经IDFT生成的周期序列是非周期序列

x(n)的周期延拓序列，其时域周期等于频域抽样点数N。

假定有限长序列x(n)的长度为M，频域抽样点数为N，则时域信号不失真的由频域抽样恢复的条件如下：

（1）如果x(n)不是有限长序列，则必然造成混叠现象，产生误差。 (2)如果X(n)是有限长序列，且频域抽样点数N小于序列长度M，则X(n)以N为周期进行严拓也将造成混叠，从复出原信号X(n).

实验四 信号的采样及恢复

一、实验目的

1、加深理解连续时间信号离散化过程中的数学概念和物理概念； 2、掌握对连续时间信号进行抽样和恢复的基本方法； 3、通过实验验证抽样定理。 二、实验内容

1、为了观察连续信号时域抽样时，抽样频率对抽样过程的影响，在[0，0.1]

区间上以50Hz的抽样频率对下列3个信号分别进行抽样，试画出抽样后序列的波形，并分析产生不同波形的原因，提出改进措施。

（1）x1(t)?cos(2??10t)

（2）x2(t)?cos(2??50t) （3）x3(t)?cos(2??100t)

2、产生幅度调制信号x(t)?cos(2?t)cos(200?t)，推导其频率特性，确定抽样频率，并绘出波形。

3、对连续信号x(t)?cos(4?t)进行抽样以得到离散序列，并进行重建。 （1）生成信号x(t)，时间t=0:0.001:4，画出x(t)的波形。

（2）以fsam?10Hz对信号进行抽样，画出在0?t?1范围内的抽样序列

??t?x(k)；利用抽样内插函数hr(t)?Sa??(T?1/fsam)恢复连续信号，画出

?T?重建信号xr(t)的波形。x(t)与xr(t)是否相同，为什么？ （3）将抽

电气学科大类

2012 级

《信号与控制综合实验》课程

实 验 报 告

(基本实验一:信号与系统基本实验)

姓 名 丁玮 学 号U201216149 专业班号水电1204 同组者1 余冬晴 学 号U201216150 专业班号水电1204 同组者2 学 号 专业班号

指导教师 日 期

实验成绩 评 阅 人

实验评分表

实验编号名称/内容 实验一 常用信号的观察 实验分值 评分 评分 评分 实验二 零输入响应、零状态相应及完全 响应 基本实验 实验五 无源滤波器与有源滤波器 实验六 LPF、HPF、BPF、BEF间的变 换 实验七 信号的采样与恢复 实验八 调制与解调 实验名称/内容 设计性实验 实验名称/内容 创新性实验 教师评价意见 实验分值 实验分值 总分

目 录

1.实验一 常用信号的观察????

信号与系统实验

指导老师：实验时间：学 校：学 院：专业班级：姓 名：学 号：

2015年6月 海南大学 信息科学技术学院

《信号与系统实验》

实验一 基本信号在MATLAB中的表示和运算

一、实验目的

1． 学会用MATLAB表示常用连续信号的方法； 2． 学会用MATLAB进行信号基本运算的方法； 二、实验原理

1． 连续信号的MATLAB表示

MATLAB提供了大量的生成基本信号的函数，例如指数信号、正余弦信号。

表示连续时间信号有两种方法，一是数值法，二是符号法。数值法是定义某一时间范围和取样时间间隔，然后调用该函数计算这些点的函数值，得到两组数值矢量，可用绘图语句画出其波形；符号法是利用MATLAB的符号运算功能，需定义符号变量和符号函数，运算结果是符号表达的解析式，也可用绘图语句画出其波形图。 例1-1指数信号

如f (t)

北京联合大学

实 训 报 告

课 程 名 称: 信号与系统分析

学 院: 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 成 绩:

2012年 05月 16日

1

实验一 信号的时域分析

1.1常见信号分类观察实验

1.1.1 实验目的

1.了解常用信号的波形特点

2.掌握信号发生器的虚拟仪器的使用方法

1.1.2 实验设备

PC机一台，TD-SAS系列教学实验系统一套。

1.1.3实验原理及内容

信号是随时间和空间变化的某种物理量，它一般是时间变量t的函数。信号随时间变量t变化的函数曲线成为信号的波形。

按照不同的分类原则，信号可分为：连续信号和离散信号；周期信号和非周期信号；实数信号和复数信号；能量信号和功率信号等。本实验中利用信号发生器我们可以观察工程实际和理论研究中经常用到的正弦波、方波、脉冲等信号。

1.1.

信号与系统 试验报告

专业：电子信息工程 班级:12级电信一班

学号：1204101014 姓名：李国权

信号与系统 （Signal & System）

课程编号： 04021504 课程属性: 专业基础课

课程总学时： 80 开设学期： 4

课程性质： 必修

承担实验室： 信号与系统实验室

适用专业： 电子信息工程；核心 先修课程： 高等数学，电路 主撰人： 王秀山 （一）实验课程简介

信号与系统实验是学习信号与线性系统的一个重要环节，能巩固和加深课堂教学内容，提高学生实际工作能力，培养科学作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础。

通过该实验课的基本训练，能使学生初步具备信号与线性系统实验基本知识，进一步学习MATLAB软件在电子信息工程中的使用，掌握常用实验仪器、仪表的原理和使用方法，具备初步的处理实验故障的能力。 （二）实验教学目的和基本要求

1. 掌握MATLAB软件在信号与系统课程中的应用。

2. 熟练掌握运用MATLAB软件求解信号与系统课程中的三大变换、卷积计算等知识。 3. 了解用MATLAB软件动态观察部分变换计算的计算过程。

4. 学会使用信号与系统实验箱进行信号的