信號(hào)地采樣與恢復(fù)、采樣定理地仿真

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案山東建筑大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書題目：信號(hào)的采樣與恢復(fù)、采樣定理的仿真課程：數(shù)字信號(hào)處理課程設(shè)計(jì)院（部）：信息與電氣工程學(xué)院專業(yè)：通信工程班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：魏莉完成日期：2017年1月精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案目錄目錄-1-摘要-3-1、設(shè)計(jì)目的與要求-4-2、設(shè)計(jì)原理-4-3、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟-5-3.1用MATLAB產(chǎn)生連續(xù)信號(hào)及其對應(yīng)的頻譜-5-3.2對連續(xù)信號(hào)進(jìn)行抽樣并產(chǎn)生其頻譜-6-3.3通過低通濾波恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)-9-4、總結(jié)-14-5、致謝-15-6、參考文獻(xiàn)-16-精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案摘要運(yùn)用數(shù)字信號(hào)處理知識(shí)實(shí)現(xiàn)對信號(hào)的采樣、恢復(fù)以及采樣定理的仿真，

2、可借助于MATLAB強(qiáng)大的運(yùn)算和圖形顯示功能，首先生成一個(gè)連續(xù)時(shí)間信號(hào)并生成其頻譜，然后對該連續(xù)信號(hào)抽樣，并對采樣后的頻譜進(jìn)行分析，最后通過設(shè)計(jì)低通濾波器濾出抽樣所得頻譜中多個(gè)周期中的一個(gè)周期頻譜，并顯示恢復(fù)后的時(shí)域連續(xù)信號(hào)。在MATLAB中連續(xù)信號(hào)的頻譜由于無法實(shí)現(xiàn)真正的連續(xù)，所以通過對信號(hào)擴(kuò)大采樣點(diǎn)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)近似連續(xù)，取樣過程中，通過控制采樣頻率實(shí)現(xiàn)大于或小于二倍連續(xù)信號(hào)的最高頻率，依此來驗(yàn)證采樣定理。信號(hào)恢復(fù)時(shí)，濾波器的參數(shù)需要很好的設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)將抽樣后的信號(hào)進(jìn)行濾波恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1、設(shè)計(jì)目的與要求1.掌握利用MATLAB在數(shù)字信號(hào)處理中的基本應(yīng)用

3、，并會(huì)對結(jié)果用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析。2.對連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣，在滿足采樣定理和不滿足采用定理兩種情況下對連續(xù)信號(hào)和采樣信號(hào)進(jìn)行FFT頻譜分析。3.從采樣信號(hào)中恢復(fù)原信號(hào)，對不同采樣頻率下的恢復(fù)信號(hào)進(jìn)行比較分析。4.基本要求：每組一臺(tái)電腦，電腦安裝MATLAB6.5版本以上軟件。2、設(shè)計(jì)原理將連續(xù)信號(hào)采樣并進(jìn)行頻譜分析，其頻譜產(chǎn)生了周期延拓，每隔一個(gè)采樣頻率fs，重復(fù)出現(xiàn)一次。為保證采樣后信號(hào)的頻譜形狀不失真，采樣頻率必須大于信號(hào)中最高頻率成分的兩倍，這稱之為采樣定理。時(shí)域采樣定理從采樣信號(hào)恢復(fù)原信號(hào)必需滿足兩個(gè)條件：(1)必須是帶限信號(hào)，其頻譜函數(shù)在＞各處為零；（對信號(hào)的要求，即只有

4、帶限信號(hào)才能適用采樣定理。）(2)取樣頻率不能過低，必須滿足＞2。（對取樣頻率的要求，即取樣頻率要足夠大，采得的樣值要足夠多，才能恢復(fù)原信號(hào)。）如果采樣頻率大于或等于，即（為連續(xù)信號(hào)的有限頻譜），則采樣離散信號(hào)能無失真地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號(hào)。綜合以上，得采樣定理：（1）對連續(xù)信號(hào)進(jìn)行等間隔采樣形成采樣信號(hào)，采樣信號(hào)的頻譜是原連續(xù)信號(hào)的頻譜一采樣頻率為周期進(jìn)行周期延拓得到的；（2）設(shè)連續(xù)信號(hào)是帶限信號(hào)，如果采樣角頻率大于等于2倍的最高截止頻率，則采樣信號(hào)通過理想低通濾波器可唯一恢復(fù)出原連續(xù)信號(hào)，否則會(huì)造成采樣信號(hào)中的頻譜混疊現(xiàn)象，不可無失真的恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)。以采樣定理為依據(jù)設(shè)計(jì)本

5、次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)時(shí)間信號(hào)，并進(jìn)行頻譜分析，根據(jù)采樣定理要求對所產(chǎn)生的連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣和頻譜分析，并將此頻譜與連續(xù)信號(hào)的頻譜進(jìn)行比較。驗(yàn)證采樣定理，改變采樣頻率，重復(fù)以上過程。設(shè)計(jì)低通濾波器，恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)。3、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案3.1用MATLAB產(chǎn)生連續(xù)信號(hào)及其對應(yīng)的頻譜生成一個(gè)頻率為200的連續(xù)信號(hào)。MATLAB程序源代碼如下：f1=200;t=(1:100)/3000;w=linspace(0,100,length(t));x1=sin(2*pi*f1*t);n=0:(length(x1)-1);figure(1);subplot(2,1,1);p

6、lot(x1,'k');gridon;axis([0100-1.21.2]);%橫縱坐標(biāo)的范圍line([0,100],[0,0]);%畫橫坐標(biāo)軸線xlabel('t');ylabel('x1(t)');title('連續(xù)信號(hào)');subplot(2,1,2);plot(w,abs(fft1(t,x1,n)),'k');%其對應(yīng)頻域信號(hào)xlabel('w');ylabel('x(w)');title('其對應(yīng)頻域信號(hào)');gridon;結(jié)果如下：圖3.1.1在對其進(jìn)行頻譜分析的時(shí)候，需要調(diào)用以下子函數(shù)fft1：functionresult=fft1(w,hanshu,n)精彩文

7、檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案fori=1:length(w);m=hanshu.*((exp(-1i*(i-1)*pi/100)).^n);a{i}=sum(m);endfori=1:length(w)result(i)=a{i};end雖然運(yùn)用FFT函數(shù)也可以對信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，但只能看到一個(gè)周期的頻譜，無法分析抽樣后的信號(hào)頻譜是否是原信號(hào)頻譜以抽樣頻率為周期進(jìn)行周期延拓形成的，也無法觀測是否出現(xiàn)頻譜混疊。所以直接運(yùn)用離散傅里葉變換的公式來定義子函數(shù)fft1，方便后續(xù)采樣及恢復(fù)步驟中的頻譜分析過程。3.