[信息與通信]課題一信號(hào)取樣與恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告-展示頁
2025-04-01 00:45本頁面
【正文】 錄1 課程設(shè)計(jì)的目的、意義 22 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)指標(biāo) 23 設(shè)計(jì)方案及論證 3 信號(hào)取樣原理 3 信號(hào)恢復(fù)原理 4 6 截止頻率為1KHZ的低通濾波器設(shè)計(jì) 9 截止頻率為8KHZ的低通濾波器設(shè)計(jì) 114 仿真、測(cè)試步驟、結(jié)果及其分析 12，信號(hào)取樣恢復(fù)的差異 12，信號(hào)取樣恢復(fù)的差異 18 1kHz正弦和三角波輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)取樣、恢復(fù)信號(hào)的異同 20 取樣脈沖占空比對(duì)輸入信號(hào)取樣恢復(fù)的影響 235 總結(jié) 30摘要通過對(duì)信號(hào)取樣定理與信號(hào)恢復(fù)原理的認(rèn)識(shí)與分析，根據(jù)需要設(shè)計(jì)相關(guān)截止頻率恢復(fù)濾波器。并利用Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，通過修改電路參數(shù)得到想要截止頻率的低通濾波器。而在此報(bào)告中，主要定性分析了不同截止頻率濾波器、不同輸入頻率以及不同輸入信號(hào)對(duì)恢復(fù)信號(hào)與取樣信號(hào)的影響，定量分析了不同占空比在相同電路參數(shù)下的相位差異、頻率差異和幅值差異。通過本課題的設(shè)計(jì)，擬主要達(dá)到以下幾個(gè)目的：。，加深對(duì)時(shí)域取樣定理的理解。、制作、調(diào)試過程及步驟。二、 設(shè)計(jì)任務(wù)及技術(shù)指標(biāo)本課題采用軟件仿真與硬件電路設(shè)計(jì)制作相結(jié)合的方式，對(duì)信號(hào)取樣與恢復(fù)的原理、實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行深入研究分析，并完成信號(hào)取樣與恢復(fù)電路的制作與調(diào)試。、脈寬對(duì)取樣及恢復(fù)信號(hào)的影響。三、 設(shè)計(jì)方案及論證 信號(hào)取樣原理信號(hào)取樣是通過數(shù)字方法來處理模擬信號(hào)的，就是利用取樣脈沖序列，從連續(xù)時(shí)間信號(hào)中“抽取”一系列連續(xù)樣本值，得到取樣信號(hào)。 (31)圖31 數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)取樣信號(hào)是一個(gè)時(shí)域信號(hào)。此時(shí) (34)因此，取樣信號(hào)的頻譜是將原信號(hào)頻譜在軸上以為間隔的非等幅周期延拓，如圖32所示（圖中取樣脈沖序列的幅度）。若，則為倍，如圖32所示。在這種情況下，如果用一個(gè)截止頻率滿足的理想低通濾波器對(duì)進(jìn)行濾波，則可以由完整地恢復(fù)。該重構(gòu)過程在頻域與時(shí)域分別可以用以下數(shù)學(xué)模型來描述： (37)式中理想低通濾波器的頻率響應(yīng)和沖激響應(yīng)分別為 (38)式中是寬度為的頻域門函數(shù)。因?yàn)? (39)則由式（316），可得(310) 分析式（325），可知在范圍內(nèi)，包括以下幾項(xiàng) (311)其中第1項(xiàng)為的主延拓，后一項(xiàng)由時(shí)的延拓得到。由于理想低通濾波器是物理不可實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際工程應(yīng)用中，受恢復(fù)濾波器特性的制約，取樣角頻率應(yīng)略高于，才能更有效地抑制取樣導(dǎo)致的信號(hào)混疊。信號(hào)取樣與恢復(fù)電路由取樣電路和恢復(fù)（重構(gòu)）電路兩部分構(gòu)成。當(dāng)取樣脈沖序列為矩形脈沖時(shí)，取樣過程也可以用由取樣脈沖序列控制的模擬開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)，但此時(shí)取樣脈沖的幅度將不會(huì)直接影響取樣與恢復(fù)的結(jié)果，其幅度直接歸一化為1。圖33 采用模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)的信號(hào)取樣電路恢復(fù)電路為由運(yùn)算放大器NE5532構(gòu)成的二階壓控電壓源低通濾波器。截止頻率約為1kHz的恢復(fù)濾波器電路原理圖如圖34所示?？稍贛ultisim軟件環(huán)境下通過仿真進(jìn)行調(diào)整。圖35 信號(hào)取樣與恢復(fù)電路（1）設(shè)計(jì)參數(shù)：R12=，R13= kΩ，C5=33nF，C6=33nF（2）MATLAB程序及結(jié)果：A=[0,0,2/(3300*4700*33*33*10^(18))]。[H,W]=freqs(A,B)。subplot(2,1,1)plot(f,abs(H))。f/Hz39。ylabel(39。)。幅頻特性39。xlabel(39。)。angle(H)39。title(39。)圖36 截止頻率1kHz的濾波器MATLAB仿真結(jié)果(3) 截止頻率1kHz的濾波器multisim仿真結(jié)果圖37 1kHz二階壓控電壓源低通濾波
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