内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:46:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验项目六：连续信号的采样和恢复

一、实验项目名称：连续信号的采样和恢复 二、实验目的与任务

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，并与观察结果比较。

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。

xs(t)x(t)tt0x(t)?PT(t)xS(t)y(t)Hr(j?)PT(t)...1...?Tt

图3.6-1 实际采样和恢复系统

采样脉冲：

其中，?s?pT(t)???PT(j?)?Fk????2?a?(??k?)ks???sin(k?s?/2)2?a?，k，???T。 TTk?s?/2采样后的信号：

1?xS(t)???XS(j?)??X(j(??k?s)

Tk???F当采样频率大于信号最高频率两倍，可以用低通滤波器Hr(j?)由采样后的

信号xS(t)恢复原始信号x(t)。

四、实验内容

打开PC机端软件SSP.EXE，在下拉菜单“实验选择”中选择“实验六”；使用串口电缆连接计算机串口和实验箱串口，打开实验箱电源。

实验内容（一）、采样定理验证 实验步骤：

1、连接接口区的“输入信号1”和“输出信号”，如图3.6-2所示。

接输入信号1输入信号2口区输出信号采样信号备用备用 图3.6-2 观察原始信号的连线示意图

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。

图3.6-3 2.6kHz正弦波（原始波形）

3、点击SSP软件界面上的所示。

4、按图3.6-4的模块连线示意图连接各模块。

按钮，观察原始正弦波，如图3.6-3

接输入信号1输入信号2口区输出信号采样信号备用备用采样脉冲S113输 入 S111采样保持器U43输 出S112

图3.6-4观察采样波形的模块连线示意图

5、点击SSP软件界面上的所示。

按钮，观察采样后的波形，如图3.6-5

图3.6-5 10kHz采样的输出信号

6、用截止频率为3kHz的低通滤波器U11恢复采样后的信号。按图3.6-6的模块连线示意图连接各模块。

接输入信号1输入信号2口区输出信号采样信号备用备用采样脉冲S113输 入 S111采样保持器U43输 出S112输 入 S11低通滤波器U11输 出S12

图3.6-6观察恢复波形的模块连线示意图

7、点击SSP软件界面上的

按钮，观察恢复后的波形，如图3.6-7所示。

图3.6-7 用3kHz低通滤波器恢复波形

实验内容（二）、采样产生频谱交迭的验证 实验步骤：

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3.6-8～3.6-10所示的波形。

图3.6-8 2.6kHz正弦波（原始波形）

图3.6-9 5kHz采样的输出信号