信號(hào)取樣與恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 00:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸入信號(hào)頻譜 取樣脈沖序列頻譜 取樣信號(hào)頻譜 輸出信號(hào)頻譜圖中。在采用占空比20%的取樣脈沖序列取樣后， ，*=。采用恢復(fù)濾波器恢復(fù)之后， ，=。輸入信號(hào)：2KHz正弦波 ，幅度5V，占空比50%取樣脈沖序列：8kHz矩形脈沖序列，幅度5V，占空比20%：首先，從各點(diǎn)信號(hào)的波形形狀可知，與信號(hào)取樣與恢復(fù)電路的基本工作原理和預(yù)期結(jié)果有一定差異，這主要是由于濾波器的截止頻率太大，濾波不徹底造成的。理論推導(dǎo)： 因?yàn)? 所以 分析上式，可知在范圍內(nèi)，包括以下幾項(xiàng) 其中第1項(xiàng)為的主延拓，后一項(xiàng)由時(shí)的延拓得到。經(jīng)截止頻率為8kHz的濾波器后 對(duì)應(yīng)的時(shí)域信號(hào)為 恢復(fù)的結(jié)果是兩個(gè)余弦信號(hào)相疊加的結(jié)果，此結(jié)果與示波器仿真結(jié)果相一致。理論幅度為（+）V=，與原信號(hào)f(t)不同，此結(jié)果與示波器仿真結(jié)果基本相一致。由仿真圖可知：?；謴?fù)輸出信號(hào)的理論幅值應(yīng)該為 ，這主要是由于濾波器截止頻率太大，導(dǎo)致不能完全濾除其他信號(hào)造成的。 4通道示波器測(cè)試結(jié)果（1）采用模擬開關(guān)取樣電路的取樣特性：圖中T1時(shí)標(biāo)點(diǎn)：，兩者相吻合。，但它對(duì)取樣輸出幅度無(wú)影響。（2）恢復(fù)信號(hào)與輸入信號(hào)的相位和幅度差異。相位差異主要是由恢復(fù)濾波器的相頻響應(yīng)決定，幅度差異取決于恢復(fù)濾波器的幅頻響應(yīng)以及取樣脈沖序列的占空比。根據(jù)上圖，可求得輸入輸出信號(hào)相位差（輸出滯后輸入）和幅度比值（輸出/輸入）分別為 Bode圖分析儀仿真測(cè)試結(jié)果分析Bode圖分析儀XBP1和XBP2測(cè)得的二階壓控電壓源低通濾波器和阻容無(wú)源濾波電路的頻率響應(yīng)（包括幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)）如圖所示。 二階壓控電壓源低通濾波器幅頻響應(yīng) 二階壓控電壓源低通濾波器相頻響應(yīng) 阻容無(wú)源濾波電路幅頻響應(yīng) 阻容無(wú)源濾波電路相頻響應(yīng)Bode圖分析儀XBP1和XBP2測(cè)試結(jié)果圖中分別精確定位了兩級(jí)濾波器在2kHz頻率點(diǎn)出的幅頻和相頻特性，據(jù)此可直接定量分析取樣信號(hào)恢復(fù)前后的幅度和相位差異：（1）相位差異分析。在2kHz處，176。，176。，176。，176。+=176。，與理論計(jì)算結(jié)果基本一致。（2）幅度差異分析。2kHz處。=。此外，輸入輸出幅度差異還與取樣脈沖序列占空比有關(guān)，在無(wú)混疊條件下，主延拓的幅度與占空比的關(guān)系為 此處，占空比取20%，故。綜合前面的結(jié)果，=，與理論計(jì)算結(jié)果有微小差異，這主要是由于濾波器的截止頻率太大，濾波不徹底，其他信號(hào)疊加在有用信號(hào)上導(dǎo)致的。 頻譜分析儀仿真測(cè)試結(jié)果分析頻譜分析儀XSA1~XSA4的仿真測(cè)試結(jié)果如下圖所示。 輸入信號(hào)頻譜 取樣脈沖序列頻譜 取樣信號(hào)頻譜(1) 取樣信號(hào)頻譜(1) 輸出信號(hào)頻譜(1) 輸出信號(hào)頻譜(1)圖中。在采用占空比20%的取樣脈沖序列取樣后， ，*=。采用恢復(fù)濾波器恢復(fù)之后， ，這主要是由于濾波器的截止頻率太大，濾波不徹底，其他信號(hào)疊加在有用信號(hào)上導(dǎo)致的，+=。而且與（+）=. 改變輸入信號(hào)的波形的仿真輸入信號(hào)：1kHz三角波 ，幅度5V，占空比50%取樣脈沖序列：16kHz矩形脈沖序列，幅度5V，占空比20%： 4通道示波器測(cè)試結(jié)果理論推導(dǎo)：設(shè)三角形脈沖周期T=2τ，幅度為E則 相應(yīng)周期信號(hào)的傅里葉系數(shù) 所以因?yàn)樗? 采用截止頻率為1KHz的低通濾波器 所以 最終恢復(fù)信號(hào)為正弦信號(hào)，與原信號(hào)類型不同。 Bode圖分析儀仿真測(cè)試結(jié)果分析Bode圖分析儀XBP1和XBP2測(cè)得的二階壓控電壓源低通濾波器和阻容無(wú)源濾波電路的頻率響應(yīng)（包括幅頻響應(yīng)與相頻響應(yīng)）如圖所示。 二階壓控電壓源低通濾波器幅頻響應(yīng) 二階壓控電壓源低通濾波器相頻響應(yīng) 阻容無(wú)源濾波電路幅頻響應(yīng) 阻容無(wú)源濾波電路相頻響應(yīng)頻譜分析儀XSAXSAXSA4的仿真測(cè)試結(jié)果如圖所示。 輸入信號(hào)頻譜 取樣信號(hào)頻譜 輸出信號(hào)頻譜%、20%、10%三種占空比的取樣脈沖序列取樣%輸入信號(hào)：1KHz正弦波 ，幅度5V，占空比50%取樣脈沖序列：16kHz矩形脈沖序列，幅度5V，占空比50%：首先，從各點(diǎn)信號(hào)的波形形狀可知，與信號(hào)取樣與恢復(fù)電路的基本工作原理和預(yù)期結(jié)果是吻合的。 4通道示波器測(cè)試結(jié)果采用模擬開關(guān)取樣電路的取樣特性：圖中T1
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