document.write('
')

通信原理实验5

2022-11-22 16:18:03 围观 : 58次 来源 : 教育论文网 作者 : 永强

实验五 抽样定理实验

一、实验目的

1、 了解抽样定理在通信系统中的重要性。 2、 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 3、 理解低通采样定理的原理。 4、 理解实际的抽样系统。

5、 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 6、 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 7、 理解带通采样定理的原理。

二、实验器材

1、 主控&信号源、3号模块 各一块 2、 双踪示波器 一台 3、 连接线 若干

三、实验原理

1、实验原理框图

保持电路平顶抽样S1自然抽样A-out抽样脉冲抽样输出LPF-INLPFLPF-OUTmusic信号源被抽样信号抗混叠滤波器抽样电路编码输入译码输出FIR/IIR3# 信源编译码模块FPGA数字滤波

图1-1 抽样定理实验框图

2、实验框图说明

抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号,自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。

抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器,即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器(8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器)或FPGA数字滤波器(有FIR、IIR两种)。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的,而是用来应对孔径失真现象。

要注意,这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。

四、实验步骤

实验项目一 抽样信号观测及抽样定理验证 概述:通过不同频率的抽样时钟,百度,从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形,以及信号恢复的混叠情况,从而了解不同抽样方式的输出差异和联系,验证抽样定理。

1、关电,按表格所示进行连线。 源端口 信号源:MUSIC 信号源:A-OUT 目标端口 模块3:TH1(被抽样信号) 模块3:TH2(抽样脉连线说明 将被抽样信号送入抽样单元 提供抽样时钟 冲) 模块3:TH3(抽样输出) 模块3:TH5(LPF-IN) 送入模拟低通滤波器 2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。

3、此时实验系统初始状态为:被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。

4、实验操作及波形观测。

(1)观测并记录自然抽样前后的信号波形:设置开关S13#为“自然抽样”档位,用示

主控信号源

波器分别观测MUSIC&和抽样输出3#。

(2)观测并记录平顶抽样前后的信号波形:设置开关S13#为“平顶抽样”档位,用示

主控信号源

波器分别观测MUSIC&和抽样输出3#。

(3)观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形:设置开关S13#为“自然抽样”

主控信号源主控信号源

档位,用示波器观测MUSIC&和LPF-OUT3# ,以100Hz的步进减小A-OUT&的频率,比较观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况下恢复信号有失真。

频率为8900HZ时,

频率为8800HZ时,

频率为8700HZ时,

实验项目二 滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响

概述:该项目是通过改变不同抽样时钟频率,分别观测和绘制抗混叠低通滤波和fir数字滤波的幅频特性曲线,并比较抽样信号经这两种滤波器后的恢复效果,从而了解和探讨不同滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响。

1、测试抗混叠低通滤波器的幅频特性曲线。 (1)关电,按表格所示进行连线。

源端口 信号源:A-OUT 目标端口 模块TH5(LPF-IN) 3:连线说明 将信号送入模拟滤波器 (2)开电,设置主控模块,选择【信号源】→【输出波形】和【输出频率】,通过调节

主控信号源

相应旋钮,使A-OUT&输出频率5KHz、峰峰值为3V的正弦波。

(3)此时实验系统初始状态为:抗混叠低通滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V

的正弦波。

(4)实验操作及波形观测。

用示波器观测LPF-OUT3#。以100Hz步进减小A-OUTLPF-OUT3#的频谱。记入如下表格:

A-OUT频率/Hz 5K 主控&信号源

输出频率,观测并记录

基频幅度/V … 4.5K … 3.4K … 3.0K … 由上述表格数据,画出模拟低通滤波器幅频特性曲线。 思考:对于3.4KHz低通滤波器,为了更好的画出幅频特性曲线,我们可以如何调整信号源输入频率的步进值大小?

答:低通滤波器的截止频率为3.4kHz,则如果选取0.68kHz的整数倍测幅频得到的曲线会更接近理论,可将信号源输入频率的步进值调整为680Hz。

2、测试fir数字滤波器的幅频特性曲线。 (1)关电,按表格所示进行连线。

相关文章