信号与系统实验三 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、实验仪器

1、信号与系统实验箱一台（主板）。 2、系统时域与频域分析模块一块。 3、20M双踪示波器一台。

三、实验内容、过程及结果

1)实验内容：观察低中高三种频率下不混叠时（即f≥2B）原信号与抽样信号以及抽样

恢复信号的波形然后进行对比。

2)实验步骤：

1、把系统时域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。

2、将函数信号发生器产生一正弦波（幅度（峰值）为2V左右，为便于观察，抽样信号频率一般选择50HZ～400HZ的范围，抽样脉冲的频段由开关SK1000进行选择，有“高”“中”“低”档，频率则是通过电位器“频率调节”来调节的，抽样脉冲的脉宽则是由电位器“脉宽调节”进行调节的（一般取30％）），将其送入抽样器，即用导线将函数信号发生器的输出端与本实验模块的输入端相连，用示波器测试“抽样信号”的波形，观察经抽样后的正弦波。

3、改变抽样脉冲的频率为fs2B，用导线将“抽样信号”和“低通输入”相连，用示波器测试测试钩“抽样恢复”，观察复原后的信号，比较其失真程度。

3)实验结果：

①低频下：

原信号与抽样信号 原信号与抽样恢复信号

②中频下：

原信号与抽样信号 原信号与抽样恢复信号

③高频下：

原信号与抽样信号 原信号与抽样恢复信号

四、实验结果分析

1）由原信号、抽样信号以及复原信号的波形，能得出什么结论？ 答：抽样信号是从原信号中获得的离散周期性的信号，其包含了部分乃至绝大部分的原信号内容，通过对这些抽样信号内容进行还原，就可以得到近似原信号波形的结果，但是不能得到跟原信号完全一致的波形，因为失真无法完全避免，只能调试到最佳结果。

2）比较三种不同抽样频率下的fs(t)的波形，能得出什么结论？

答：当fs<2B时，抽样信号的频谱会发生混叠，从发生混叠后的频谱中无法用低通滤波器获得原信号频谱的全部内容，即使fs=2B，复原后的信号失真还是难免的。所以此次实验选定fs>2B（实际操作中确保fs>3B），由实验得到的波形可以看出，在fs>2B的情况下，获得的抽样信号中包含原信号频谱内容比较丰富，低频情况下失真较多，复原的波形近似正弦波，但有些不规则；中频情况下失真又较低频的小，恢复的波形也接近了正弦波；到了高频的情况下，抽样波形已包含绝大部分的原信号内容，而复原的波形也与原波形比较一致。

3）实验调试中的体会

答：实验过程中，在做低频情况时，由于fs只调试到略大于2B，所以输出的抽样信号和恢复后的抽样信号都不尽人意，后来在老师提醒下修改了fs的值，使其约大于3B，则输出了如上面实验结果的波形。