信号与系统实验报告

信号与系统软件实验实验报告一、实验目的本次信号与系统软件实验的主要目的是通过使用相关软件工具，深入理解和掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法，并通过实际操作和实验结果的观察与分析，提高对信号处理和系统性能的认识和应用能力。

二、实验环境本次实验使用的软件工具为_____，运行环境为_____操作系统。

计算机配置为_____处理器，＿____内存，＿____硬盘。

对生成的信号进行加、减、乘、除等运算，分析运算结果的波形和频谱变化。

2、系统的时域分析构建简单的线性时不变系统，如一阶惯性系统、二阶振荡系统等。

输入不同类型的信号，如阶跃信号、冲激信号等，观察系统的输出响应，并分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。

3、系统的频域分析对给定的系统进行频率响应分析，计算系统的幅频特性和相频特性。

通过改变系统的参数，观察频率响应的变化规律，并分析系统对不同频率信号的滤波特性。

采用不同的重构方法，如零阶保持重构、一阶线性重构等，比较重构信号与原始信号的误差。

四、实验步骤1、打开实验软件，熟悉软件的操作界面和功能菜单。

2、按照实验内容的要求，依次进行各项实验操作。

在信号表示与运算实验中，通过软件提供的函数生成所需的信号，并使用绘图功能显示信号的波形。

然后，利用软件的计算功能进行信号运算，并观察运算结果的波形。

对于系统时域分析实验，首先在软件中构建指定的系统模型，然后输入相应的激励信号，使用仿真功能获取系统的输出响应。

在系统频域分析实验中，利用软件的频率响应分析工具，计算系统的幅频特性和相频特性曲线。

《信号与系统》课程实验报告《信号与系统》课程实验报告一图1-1 向量表示法仿真图形2．符号运算表示法若一个连续时间信号可用一个符号表达式来表示，则可用ezplot命令来画出该信号的时域波形。

上例可用下面的命令来实现（在命令窗口中输入，每行结束按回车键）。

t=-10:0.5:10;f=sym('sin((pi/4)*t)');ezplot(f,[-16,16]);仿真图形如下：图1-2 符号运算表示法仿真图形三、实验内容利用MATLAB实现信号的时域表示。

用鼠标点击图0-3目录界面中的“仿真一”按钮，进入图1-3。

图1-3 “信号的时域表示”仿真界面图1-3所示的是“信号的时域表示”仿真界面。

控制框里主要有波形选择按钮和“返回目录”按钮，点击各波形选择按钮可选择波形，点击“返回目录”按钮可直接回到目录界面。

图1-4 峰值为8V，频率为0.5Hz，相位为180°的正弦信号图1-4所示的是正弦波的参数设置及显示界面。

在这个界面内提供了三个滑动条，改变滑块的位置，滑块上方实时显示滑块位置代表的数值，对应正弦波的三个参数：幅度、频率、相位；坐标平面内实时地显示随参数变化后的波形。

在七种信号中，除抽样函数信号外，对其它六种波形均提供了参数设置。

矩形波信号、指数函数信号、斜坡信号、阶跃信号、锯齿波信号和抽样函数信号的波形分别如图1-5～图1-10所示。

图1-5 峰值为8V，频率为1Hz，占空比为50%的矩形波信号图1-6 衰减指数为2的指数函数信号图1-7 斜率=1的斜坡信号图1-8 幅度为5V，滞后时间为5秒的阶跃信号图1-9 峰值为8V，频率为0.5Hz的锯齿波信号图1-10 抽样函数信号仿真途中，通过对滑动块的控制修改信号的幅度、频率、相位，观察波形的变化。

信号与系统实验实验报告一、实验目的本次信号与系统实验的主要目的是通过实际操作和观察，深入理解信号与系统的基本概念、原理和分析方法。

具体而言，包括以下几个方面：1、掌握常见信号的产生和表示方法，如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。

2、熟悉线性时不变系统的特性，如叠加性、时不变性等，并通过实验进行验证。

3、学会使用基本的信号处理工具和仪器，如示波器、信号发生器等，进行信号的观测和分析。

4、理解卷积运算在信号处理中的作用，并通过实验计算和观察卷积结果。

二、实验设备1、信号发生器：用于产生各种类型的信号，如正弦波、方波、脉冲等。

2、示波器：用于观测输入和输出信号的波形、幅度、频率等参数。

常见的信号类型包括正弦信号、方波信号、脉冲信号等。

2、线性时不变系统线性时不变系统具有叠加性和时不变性。

3、卷积运算卷积是信号处理中一种重要的运算，用于描述线性时不变系统对输入信号的作用。

对于两个信号 f(t) 和 g(t)，它们的卷积定义为：＼（f g)（t) ＝＼int_{＼infty}＾｛＼infty} f(＼tau) g(t ＼tau) d\tau ＼在离散时间情况下，卷积运算为：＼（f g)n ＝＼sum_{m ＝＼infty}＾｛＼infty} fm gn m ＼四、实验内容及步骤实验一：常见信号的产生与观测1、连接信号发生器和示波器。

2、设置信号发生器分别产生正弦波、方波和脉冲信号，调整频率、幅度和占空比等参数。

3、在示波器上观察并记录不同信号的波形、频率和幅度。

信号与系统实验报告实验名称：信号与系统实验一、实验目的：1.了解信号与系统的基本概念2.掌握信号的时域和频域表示方法3.熟悉常见信号的特性及其对系统的影响二、实验内容：1.利用函数发生器产生不同频率的正弦信号，并通过示波器观察其时域和频域表示。

2.通过软件工具绘制不同信号的时域和频域图像。

3.利用滤波器对正弦信号进行滤波操作，并通过示波器观察滤波前后信号的变化。

三、实验结果分析：1.通过实验仪器观察正弦信号的时域表示，可以看出信号的振幅、频率和相位信息。

2.通过实验仪器观察正弦信号的频域表示，可以看出信号的频率成分和幅度。

3.利用软件工具绘制信号的时域和频域图像，可以更直观地分析信号的特性。

4.经过滤波器处理的信号，可以通过示波器观察到滤波前后的信号波形和频谱的差异。

四、实验总结：通过本次实验，我对信号与系统的概念有了更深入的理解，掌握了信号的时域和频域表示方法。

通过观察实验仪器和绘制图像，我能够分析信号的特性及其对系统的影响。

此外，通过滤波器的处理，我也了解了滤波对信号的影响。

通过实验，我对信号与系统的理论知识有了更加直观的了解和应用。

信号与系统实验报告好啦，今天咱们来聊聊信号与系统实验报告。

这话题有点儿“高大上”，但咱们不妨来点轻松的，把它聊得有趣一些。

先说说信号是什么。

信号其实就是一种信息传递的方式，可能是声音，可能是光，甚至是你手机屏幕上刷过的每一条消息。

简单来说，信号就是承载着信息的载体。

信号怎么才能“正常工作”呢？这就得说到“系统”了。

系统呢，说白了就是一套能够处理信号的工具。

你想啊，信号如果没有一个合适的“平台”去接收、传递和处理，那就变得一团乱麻了。

就像是你给朋友发了个短信，但他手机坏了，信号接收不进去，结果信息就白发了。

系统在这里就相当于是一个“修理工”，它能让信号顺利通过、准确无误地到达目的地。

接下来说说我们在实验中的“主角”——信号与系统。

你看，实验嘛，往往让我们有点“心慌慌”。

不过，信号与系统的实验其实有点像玩拼图。

你得先弄清楚信号的各种“形状”，然后用系统去“加工处理”，让它变得符合要求。

比如，咱们常用的模拟信号，它是一个连续的过程，类似于咱们生活中的声音一样，是没有间断的。

而数字信号呢，就像你手机屏幕上的数字，离散的，断断续续的。

每种信号都有自己独特的“脾气”，你得了解它们的特点，才能搭配合适的系统。

你要是觉得这些实验有点儿复杂，那就来点儿幽默的比喻吧。

信号就像是你的朋友说的话，而系统就是你听的耳朵。

朋友说话的声音，可能因为距离远近，语速快慢，甚至音量的大小而有所不同。

系统就得根据这些变化去处理，比如调节音量、清晰度，甚至过滤掉不必要的噪声。

你想想，假如你能在嘈杂的环境下清楚地听到朋友的声音，那就是系统给你提供的帮助。

信号与系统的实验，就是在这种“听”和“说”之间找到平衡点。

咱们得说说实验中的一些基本工具了。

信号与系统实验报告目录1. 内容概要 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究意义 (4)2. 实验原理 (5)2.1 信号与系统基本概念 (7)2.2 信号的分类与表示 (8)2.3 系统的分类与表示 (9)2.4 信号与系统的运算法则 (11)3. 实验内容及步骤 (12)3.1 实验一 (13)3.1.1 实验目的 (14)3.1.2 实验仪器和设备 (15)3.1.4 实验数据记录与分析 (16)3.2 实验二 (16)3.2.1 实验目的 (17)3.2.2 实验仪器和设备 (18)3.2.3 实验步骤 (19)3.2.4 实验数据记录与分析 (19)3.3 实验三 (20)3.3.1 实验目的 (21)3.3.2 实验仪器和设备 (22)3.3.3 实验步骤 (23)3.3.4 实验数据记录与分析 (24)3.4 实验四 (26)3.4.1 实验目的 (27)3.4.2 实验仪器和设备 (27)3.4.4 实验数据记录与分析 (29)4. 结果与讨论 (29)4.1 实验结果汇总 (31)4.2 结果分析与讨论 (32)4.3 结果与理论知识的对比与验证 (33)1. 内容概要本实验报告旨在总结和回顾在信号与系统课程中所进行的实验内容，通过实践操作加深对理论知识的理解和应用能力。

实验涵盖了信号分析、信号处理方法以及系统响应等多个方面。

实验一：信号的基本特性与运算。

在本实验中，学生学习了信号的波形变换、信号的卷积以及信号的频谱分析等基本概念和方法，利用MATLAB工具进行了实际的信号处理。

实验三：系统的时域分析。

学生了解了线性时不变系统的动态响应特性，包括零状态响应、阶跃响应以及脉冲响应，并学会了利用MATLAB进行系统响应的计算和分析。

由于b=2，故平移量为2时，实际是右移1，符合平移性质。

两实验之二心得体会：时域中的基本运算具有连续性，当输入信号为连续时，输出信号也为连续。

平移，伸缩变化都会导致输出结果相对应的平移伸缩。

二、连续信号卷积与系统的时域分析1.连续信号卷积积分两实验之一实验分析：当两相互卷积函数为冲激函数时，所卷积得到的也是一个冲激函数，且该函数的冲激t值为函数x，函数y冲激t值之和。

两实验之二心得体会：连续卷积函数每个t值所对应的卷积和可以看成其中一个在k值取得的函数与另外一个函数相乘得到的一个分量函数，并一直移动k值直至最后，最后累和出来的最终函数便是所得到的卷积函数。

两实验之二心得体会：具体学习了零状态，零输入，全响应过程的状态及变化，与之前所学的电路知识联系在一起了。

三、离散信号卷积与系统的时域分析1.离散信号卷积求和两实验之一实验分析：输出结果的n值是输入结果的k号与另一个n-k的累和两实验之二心得体会：直观地观察到卷积和的产生，可以看成连续卷积的采样形式，从这个方面去想，更能深入地理解卷积以及采样的知识。

2.离散差分方程求解两实验之一实验分析：其零状态响应序列为0 0 4 5 7.5，零输入响应序列为2 4 5 5.5 5.75，全状态响应序列为2 4 9 10.5 13.25，即全状态=零输入+零状态。

两实验之二心得体会：求差分方程时，可以根据全状态响应是由零输入输入以及零状态相加所得，分开来求，同时也加深了自己对差分方程的求解问题的理解。

「信号与系统实验四五实验报告」信号与系统实验四、五实验报告一、实验目的1.掌握系统的零状态响应和零输入响应的计算方法。

2.理解系统的初始状态和输入信号之间的关系。

3. 学会使用Matlab软件进行系统响应的仿真。

二、实验原理1.零状态响应：当系统初始状态为零时，对于任意输入信号x(t)，系统响应y(t)即为零状态响应。

2.零输入响应：当输入信号为零时，系统初始状态不为零，输出信号的响应即为零输入响应。

3.零状态响应和零输入响应的和即为系统的完全响应。

三、实验步骤实验四：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。

2.计算零状态响应和零输入响应。

3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。

4.分析实验结果。

实验五：1.搭建系统框图，给定初始条件和输入信号。

2.计算零状态响应和零输入响应。

3. 使用Matlab软件进行仿真，得到系统的完全响应，并绘制时域图像。

4.分析实验结果。

四、实验结果及分析在实验四中，给定系统的初始条件和输入信号后，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。

在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。

分析实验结果，可以看出系统的完全响应与系统的初始条件和输入信号有关，通过对信号的处理可以得到不同的响应结果。

在实验五中，同样给定系统的初始条件和输入信号，通过计算得到了系统的零状态响应和零输入响应。

在Matlab软件中进行仿真后，得到了系统的完全响应，并绘制了时域图像。

通过对实验结果的分析，可以发现系统的初始状态对系统的响应有较大的影响，不同的初始状态会导致不同的输出结果。

通过实验四、五的学习和实践，我对系统的零状态响应和零输入响应有了更深入的理解，同时也熟练掌握了使用Matlab软件进行系统响应仿真的方法。

实验结果也验证了理论知识的正确性，并加深了对信号与系统的理解。

信号与系统实验报告实验报告：信号与系统实验一、实验目的1.了解信号与系统的基本概念和性质；2.掌握离散信号、连续信号的采样过程；3.理解信号的基本操作和系统的基本特性。

3.系统的基本特性：（1）时域特性：包括冲击响应、阶跃响应和频率特性等；（2）频域特性：包括幅频特性和相频特性等。

三、实验器材1.信号发生器2.示波器3.示波器探头4.计算机四、实验步骤1.连续信号采样（1）将信号发生器输出设置为正弦波信号；（2）通过示波器探头将信号输入计算机；（3）在计算机上设置适当的采样频率，对信号进行采样；（4）在示波器上观察到采样后的信号。

2.离散信号生成（1）在计算机上用MATLAB生成一个离散信号；（2）通过示波器探头将信号输入示波器；（3）在示波器上观察到生成的离散信号。

3.信号加法运算（1）选择两个不同的信号并输入计算机；（2）在计算机上进行信号的加法运算；（3）通过示波器探头将加法运算后的信号输入示波器，观察信号的叠加效果。

4.信号乘法运算（1）选择两个不同的信号并输入计算机；（2）在计算机上进行信号的乘法运算；（3）通过示波器探头将乘法运算后的信号输入示波器，观察信号的相乘效果。

五、实验结果与分析1.连续信号采样在设置适当的采样频率后，可以观察到信号在示波器上的采样图像。

信号的采样率过低会导致信号的失真，采样率过高则会造成资源的浪费。

2.离散信号生成通过MATLAB生成的离散信号能够在示波器上直观地观察到信号的序列和数值。

3.信号加法运算通过将两个信号进行加法运算后，可以观察到信号在示波器上的叠加效果。

加法运算能够实现信号的混合和增强等效果。

合肥工业大学宣城校区《信号与系统》课程实验报告专业班级学生姓名《信号与系统》课程实验报告一实验名称一阶系统的阶跃响应姓名系院专业班级学号实验日期指导教师成绩一、实验目的1．熟悉一阶系统的无源和有源电路；2．研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响；3．研究一阶系统的零点对系统响应的影响。

二、实验原理1．无零点的一阶系统无零点一阶系统的有源和无源电路图如图2-1的(a)和(b)所示。

它们的传递函数均为：10.2s1G(s)＝+(a) 有源(b) 无源图2-1 无零点一阶系统有源、无源电路图2．有零点的一阶系统(|Z|<|P|)图2-2的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：10.2s1)0.2(sG(s)++=，⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=S611S161G(s）(a) 有源(b) 无源图2-2 有零点(|Z|<|P|)一阶系统有源、无源电路图3．有零点的一阶系统(|Z|>|P|)图2-3的(a)和(b)分别为有零点一阶系统的有源和无源电路图，它们的传递函数为：1s10.1sG(s)＝++(a) 有源(b) 无源图2-3 有零点(|Z|>|P|)一阶系统有源、无源电路图三、实验步骤1．打开THKSS-A/B/C/D/E型信号与系统实验箱，将实验模块SS02插入实验箱的固定孔中，利用该模块上的单元组成图2-1(a)(或(b))所示的一阶系统模拟电路。

2．实验线路检查无误后，打开实验箱右侧总电源开关。

3．将“阶跃信号发生器”的输出拨到“正输出”，按下“阶跃按键”按钮，调节电位器RP1，使之输出电压幅值为1V，并将“阶跃信号发生器”的“输出”端与电路的输入端“Ui”相连，电路的输出端“Uo”接到双踪示波器的输入端，然后用示波器观测系统的阶跃响应，并由曲线实测一阶系统的时间常数T。

信号与系统实验实验一 常用信号分类与观察一、实验目的1、了解单片机产生低频信号源2、观察常用信号的波形特点及产生方法。

3、学会使用示波器对常用波形参数的测量。

二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。

2、信号与系统实验箱一台。

三、实验内容1、信号的种类相当的多，这里列出了几种典型的信号，便于观察。

2、这些信号可以应用到后面的“基本运算单元”和“无失真传输系统分析”中。

四、实验原理对于一个系统特性的研究，其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系，即在一特定的输入信号下，系统对应的输出响应信号。

因而对信号的研究是对系统研究的出发点，是对系统特性观察的基本手段与方法。

在本实验中，将对常用信号和特性进行分析、研究。

常用信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、抽样信号、钟形信号、脉冲信号等。

1、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+=t K t f ，其信号的参数：振幅K 、角频率ω、与初始相位θ。

其波形如下图所示：图 1 正弦信号2、指数信号：指数信号可表示为atKe t f =)(。

对于不同的a 取值，其波形表现为不同的形式，如下图所示：图 2 指数信号3、指数衰减正弦信号：其表达式为 ⎪⎩⎪⎨⎧><=-)0()sin()0(0)(t t Ke t t f at ω其波形如下图：图 3 指数衰减正弦信号4、抽样信号：其表达式为： sin ()tSa t t=。

)(t Sa 是一个偶函数，t = ±π,±2π,…,±n π时，函数值为零。

该函数在很多应用场合具有独特的运用。

其信号如下图所示：图4 抽样信号5、钟形信号（高斯函数）：其表达式为：2()()tf t Ee-τ= ， 其信号如下图所示：图 5 钟形信号6、脉冲信号：其表达式为)()()(T t u t u t f --=，其中)(t u 为单位阶跃函数。

7、方波信号：信号周期为T ，前2T 期间信号为正电平信号，后2T期间信号为负电平信号。

五、实验步骤1、利用示波器观察正弦信号的波形，并测量分析其对应的振幅K ，角频率ω。

具体步骤如下：（1）接通电源，并按下此模块电源开关S5。

（2）按下此模块中的按键“正弦波”，用示波器观察输出的正弦信号，并分析其对应的频率。

（3）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化，记录此时的振幅K，角频率ω。

（注：复位后输出的信号频率最大，只有当按下“频率降”时，按“频率升”键波形才会变化，并每次在改变波形时，波形的频率为最大，以下波形的输出与此类似。

）a、参数。

具体步骤如下：2、用示波器测量指数信号波形，并分析其所对应的K（1）按下此模块中的按键“指数信号”，用示波器观察输出的指数信号,并分析其对应的a、参数。

频率、K（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，分析其对应频率的变化，并分析此时的参数a的变化。

3、指数衰减正弦信号观察（正频率信号）。

具体步骤如下：（1）按下此模块中的按键“指数衰减”，用示波器观察输出的指数衰减正弦信号,并分析其对应的频率。

（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化。

4、抽样信号的观察。

具体操作如下：（1）按下此模块中的按键“Sa信号”，用示波器观察输出的抽样信号,并分析其对应的频率。

（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化。

5、钟形信号的观察：（1）按下此模块中的按键“钟形信号”，用示波器观察输出的钟形信号,并分析其对应的频率。

（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化，并分析且测量对应频率的变化及相应的参数τ。

6、脉冲信号的观察：（1）按下此模块中的按键“脉冲信号”，用示波器观察输出的脉冲信号,并分析其对应的频率。

（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化和特点，并分析且测量对应频率的变化。

7、方波、三角波、锯齿波信号的观察：（1）按下此模块中的相应信号的按键，用示波器观察输出的信号,并分析其对应的频率。

（2）再按一下“频率降”或“频率升”键，观察波形的变化和特点，并分析且测量对应频率的变化。

六、实验报告要求用坐标纸画出各波形。

实验二 电路的一阶响应一、实验目的1、观察电路的零输入响应，了解系统零输入响应的过程，并与理论计算的结果进行比较。

2、观察电路的零状态响应，了解系统零状态响应的过程，并与理论计算的结果进行比较。

二、实验仪器1、20MHz 双踪示波器一台。

2、信号与系统实验箱一台。

3、系统时域与频域分析模块一块。

三、实验内容1、观察零输入响应的过程。

2、观察零状态响应的过程。

四、实验原理1、零输入响应与零状态响应：零输入响应：没有外加激励的作用，只有起始状态（起始时刻系统储能）所产生的响应。

零状态响应：不考虑起始时刻系统储能的作用（起始状态等于零）。

2、典型电路分析：电路的响应一般可分解为零输入响应和零状态响应。

首先考察一个实例：在下图中由RC 组成一电路，电容两端有起始电压Vc(0-),激励源为e(t)。

图1 RC 电路则系统响应-电容两端电压：τττd e eRCVc et Vc t t RCRCt)(1_)0()(_0)(1⎰---+=上式中第一项称之为零输入响应，与输入激励无关，零输入响应_)0(Vc e RCt -是以初始电压值开始，以指数规律进行衰减。

第二项与起始储能无关，只与输入激励有关，被称为零状态响应。

在不同的输入信号下，电路会表征出不同的响应。

五、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，）。

2、系统的零输入响应特性观察(1) 接通主板上的电源，同时按下本模块的电源开关S1，将“函数信号发生器”模块中的输出（将“波形选择”拨到方波“频率调节”用于在频段内的频率调节，“脉宽调节”用于脉冲宽度的调节，可改变以上的参数进行相关的操作），通过导线引入到“零输入零状态响应”的输入端。

(2) 用示波器的两个探头，一个接函数信号发生器输出作同步，一个用于观察输出信号的波形，即在低电平时所观察到的波形即为零输入响应，在高电平所观察到的波形即为零状态响应。

(3) 改变函数信号发生器的“频率调节”电位器，观察到的是不同系统下的零输入响应和零状态响应。

3、系统的零状态响应特性观察（1）观察的方法与上述相同，不过当脉冲进入高电平阶段时，相当于此时加上激励，即此时零状态响应应在脉冲的高电平进行。

（2）改变本实验的开关K1的位置，观察到的是不同系统下的零状态响应，进行相应的比较。

六、实验报告1、用两个坐标轴，分别绘制出零输入和零状态的输出波形。

2、通过绘制出的波形，和理论计算的结果进行比较。

七、思考题图1所示电路中，根据实验提供的实验元件，计算系统的零状态和零输入过程。

实验三 信号的抽样与抽样定理一、实验目的1、了解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、20MHz 双踪示波器一台。

2、信号与系统实验箱一台。

3、系统时域与频域分析模块一块。

三、实验内容1、观察抽样脉冲、抽样信号、抽样恢复信号。

2、观察抽样过程中，发生混叠和非混叠时的波形。

抽样信号()t f s 可以看成连续信号()t f 和一组开关函数()t s 的乘积。

()t s 是一组周期性窄脉冲，见图1，T S 称为抽样周期，其倒数S s T f 1=称抽样频率。

图 1矩形抽样脉冲对抽样信号进行傅里叶分析可知，抽样信号的频率包括了原连续信号以及无限个经过平移的原信号频率。

平移的频率等于抽样频率s f 及其谐波频率s f 2、s f 3……。

当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频率幅度按()x x sin 规律衰减。

抽样信号的频谱是原信号频谱周期的延拓，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f n 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B f s 2≥，其中s f 为抽样频率，B 为原信号占有的频带宽度。

而B f 2min =为最低抽样频率又称“奈奎斯特抽样率”。

当B f s 2<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B f s 2=，恢复后的信号失真还是难免的。

图2画出了当抽样频率B f s 2≥（不混叠时）及当抽样频率B f s 2<（混叠时）两种情况下冲激抽样信号的频谱。

（b ） 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）（c ） 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图2 抽样过程中出现的两种情况4、为了实现对连续信号的抽样和抽样信号的复原，除选用足够高的抽样频率外，常采用前置低通滤波器来防止原信号频谱宽而造成抽样后信号频谱的混叠。

但这也会造成失真。

原始的语音信号带宽为40Hz 到10000Hz,但实际中传输的语音信号的带宽为300Hz 到3400Hz,并不影响我们的听觉效果,因此本实验加了前置滤波器。

五、实验步骤1、语音信号的抽样与恢复(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），并打开此模块的电源开关（S2、S3）。

(2) 把话筒插进V1耳机插进V2(看清标识不要接错)，将开关K2拨到频率选择的中档,同时将短路块插在JD上,检查无误后就可以对着话筒讲话了，会在耳机里听到清楚的声音。

（Rw3用来调节语音信号的放大倍数，Rw4用来调节声音的大小）（3）用示波器观察测试钩“抽样脉冲”J8的波形，调节电位器“抽样脉宽调节”Rw1，则抽样脉冲的占空比将会改变。

（4）用示波器观察测试钩“抽样信号”的波形。

则应可见到被抽样语音信号的波形的轮廓(是一个瞬时值可以用数字示波器的STOP按钮来观测语音信号的抽样,语音信号的波形可以通过测试购“语音信号”来观测）。

（5）另外，电位器“频率调节”Rw2用于调节抽样脉冲的频率，开关K2用于选择脉冲段，分为“高”“中”“低”档，在调试时，选择“低”和“中”档。

(做实验的时候可以先选择“中”档再选择“低”档可以听到语音信号从正常到失真)2、点频抽样（1）用导线连接J9和J11,将短路块插在JD1上,同时将K3拨到下面(将K2拨到“高”调节“频率调节”Rw2使抽样脉冲的频率达到32kHz即在J8处测得的频率为32kHz).拨码开关用来选择抽样脉冲的频率.(拨码开关上面为1下面为0)在这个过程可以看不混叠,临界,和混叠三个状态。