发布时间 : 星期日 文章通信原理实验指导书更新完毕开始阅读e814baa333d4b14e84246808
源端口 信号源：MUSIC 信号源：A-OUT 冲) 模块3：TH3(抽样输出) 目标端口 模块3：TH1(被抽样信号) 模块3：TH2(抽样脉模块3：TH5(LPF-IN) 连线说明 将被抽样信号送入抽样单元 提供抽样时钟 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。
（4）用频谱的角度验证抽样定理（选做）：用示波器频谱功能观测并记录被抽样信号MUSIC和抽样输出频谱。以100Hz的步进减小抽样脉冲的频率，观测抽样输出以及恢复信号的频谱。（注意：示波器需要用250kSa/s采样率（即每秒采样点为250K），FFT缩放调节为×10）。
注：通过观测频谱可以看到当抽样脉冲小于2倍被抽样信号频率时，信号会产生混叠。 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
主控&信号源
节相应旋钮，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。
主控&信号源
用示波器观测LPF-OUT3#。以100Hz步进减小A-OUT输出频率，观测并记录LPF-OUT3#的频谱。记入如下表格： A-OUT频率基频幅度/V
/Hz 5K … 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？
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。 源端口 信号源：A-OUT 目标端口 模块3：TH13(编码输入) 连线说明 将信号送入数字滤波器 （2）开电，设置主控菜单：选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。调节【信号源】，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：fir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。
主控信号源
用示波器观测译码输出3#，以100Hz的步进减小A-OUT&的频率。观测并记录译码输出3#的频谱。记入如下表格：
A_out的频率/Hz 5K … 4K … 3K … 2K ... 基频幅度/V 由上述表格数据，画出fir低通滤波器幅频特性曲线。 思考：对于3KHz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？
3、分别利用上述两个滤波器对被抽样信号进行恢复，比较被抽样信号恢复效果。 （1）关电，按表格所示进行连线： 源端口 信号源：MUSIC 目标端口 模块3：TH1(被抽样连线说明 提供被抽样信号
信号) 信号源：A-OUT 冲) 模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH3(抽样输出) 入) 模块3：TH5(LPF-IN) 器 模块3：TH13(编码输送入FIR数字低通滤波器 送入模拟低通滤波模块3：TH2(抽样脉提供抽样时钟 （2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR
主控信号源
滤波器】。调节W1&使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。
（3）此时实验系统初始状态为：待抽样信号MUSIC为3K+1K正弦合成波，抽样时钟信号A-OUT为频率9KHz、占空比20%的方波。
（4）实验操作及波形观测。对比观测不同滤波器的信号恢复效果：用示波器分别观测LPF-OUT3#和译码输出3#，以100Hz步进减小抽样时钟A-OUT的输出频率，对比观测模拟滤波器和FIR数字滤波器在不同抽样频率下信号恢复的效果。（频率步进可以根据实验需求自行设置。）思考：不同滤波器的幅频特性对抽样恢复有何影响？
实验项目三 滤波器相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，从时域和频域两方面分别观测抽样信号经fir滤波和iir滤波后的恢复失真情况，从而了解和探讨不同滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响。
1、观察被抽样信号经过fir低通滤波器与iir低通滤波器后，所恢复信号的频谱。 （1）关电，按表格所示进行连线。 源端口 信号源：MUSIC 信号源：A-OUT 冲) 模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH13(编码输入) 将信号送入数字滤波器 目标端口 模块3：TH1(被抽样信号) 模块3：TH2(抽样脉连线说明 提供被抽样信号 提供抽样时钟 （2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控信号源
W1&使信号A-OUT输出峰峰值为3V左右。
（3）此时实验系统初始状态为：待抽样信号MUSIC为3K+1K正弦合成波，抽样时钟信号A-OUT为频率9KHz、占空比20%的方波。
（4）实验操作及波形观测。
a、观测信号经fir滤波后波形恢复效果：设置主控模块菜单，选择【抽样定理】→【FIR滤波器】；设置【信号源】使A-OUT输出的抽样时钟频率为7.5KHz；用示波器观测恢复信号译码输出3#的波形和频谱。
b、观测信号经iir滤波后波形恢复效果：设置主控模块菜单，选择【抽样定理】→【IIR滤波器】；设置【信号源】使A-OUT输出的抽样时钟频率为7.5KHz；用示波器观测恢复信号译码输出3#的波形和频谱。
c、探讨被抽样信号经不同滤波器恢复的频谱和时域波形：
被抽样信号与经过滤波器后恢复的信号之间的频谱是否一致？如果一致，是否就是说
原始信号能够不失真的恢复出来？用示波器分别观测fir滤波恢复和iir滤波恢复情况下，译码输出3#的时域波形是否完全一致，如果波形不一致，是失真呢？还是有相位的平移呢？如果相位有平移，观测并计算相位移动时间。
注：实际系统中，失真的现象不一定是错误的，实际系统中有这样的应用。 2、观测相频特性
（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3：TH13(编码输入) 连线说明 使源信号进入数字滤波器 （2）开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。
（3）此时系统初始实验状态为： A-OUT为频率9KHz、占空比20%的方波。 （4）实验操作及波形观测。
对比观测信号经fir滤波后的相频特性：设置【信号源】使A-OUT输出频率为5KHz、
主控
峰峰值为3V的正弦波；以100Hz步进减小A-OUT输出频率，用示波器对比观测A-OUT&信号源
和译码输出3#的时域波形。相频特性测量就是改变信号的频率，测输出信号的延时（时域上观测）。记入如下表格： A-OUT的频率/Hz 3.5K 3.4K 3.3K ... 被抽样信号与恢复信号的相位延时/ms 五、实验报告 1、分析电路的工作原理，叙述其工作过程。
2、绘出所做实验的电路、仪表连接调测图。并列出所测各点的波形、频率、电压等有关数据，对所测数据做简要分析说明。必要时借助于计算公式及推导。
3、分析以下问题：滤波器的幅频特性是如何影响抽样恢复信号的？简述平顶抽样和自然抽样的原理及实现方法。
4、思考一下，实验步骤中采用3K+1K正弦合成波作为被抽样信号，而不是单一频率的正弦波，在实验过程中波形变化的观测上有什么区别？对抽样定理理论和实际的研究有什么意义？