2024年采樣理論實(shí)踐研究

圖1采樣信號(hào)的頻混現(xiàn)象擇低通，截止頻率需要外部輸入(本試驗(yàn)為輸入信號(hào)頻率加5Hz);頻譜測(cè)量1、2均需要設(shè)頻譜測(cè)量成果分兩個(gè)波形圖輸出。最終外加wh信號(hào)信號(hào)f(4)顆濾波器濾波后信號(hào)頻譜測(cè)量2頻譜測(cè)量屎樣脈沖占空比%屎樣脈沖規(guī)軍仿真信號(hào)2方波仿真信號(hào)(2)選擇頻率為50Hz,幅值為1的單頻正弦原信號(hào)作為輸出信號(hào)，采樣脈沖頻率為200Hz,采樣脈沖幅度為1,采樣脈沖占空比為50%。成果如圖3所示：波形圖信號(hào)f(t)頻率信號(hào)f(t)幅值停止波形圖信號(hào)f(t)頻率信號(hào)f(t)幅值停止采樣脈沖頻率采樣脈沖占空比%采樣脈沖幅度時(shí)間0波形圖信號(hào)f(t)頻率信號(hào)f(t)幅值正弦(FFT-(臨值)采樣脈沖占空比%采樣脈沖幅度昂0正弦0原信號(hào)頻譜圖采樣信號(hào)頻譜圖正弦(FFT-(峰值))0.4-0如圖可以看出濾波后信號(hào)幅度有所減小，同步通過(guò)頻譜可以看出，最高峰值即為真實(shí)信號(hào)的信息，其他則是混合信號(hào)中的干擾成分，可以根據(jù)濾波圖和頻譜圖進(jìn)行分析進(jìn)而濾除干2.產(chǎn)生正弦波信號(hào)，然后選擇不同樣的采樣抽取率，分析和觀(guān)測(cè)信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜變化。波形圖信號(hào)f(t)幅值停止0原信號(hào)頻道圖波形圖信號(hào)f(t)幅值停止0原信號(hào)頻道圖0頻率停止采樣信號(hào)頻道圖采樣脈沖頻率100采樣脈沖占空比%采樣脈沖幅度0圖4.采樣脈沖頻率為60Hz波形圖波形圖原信號(hào)頻譜圖0信號(hào)f(t)頻率信號(hào)f0幅值采樣脈沖占空比%采樣脈沖幅度采樣信號(hào)頻譜圖頻率00圖6.采樣脈沖頻率為100Hz0044正弦(FFT-(峰值))正弦(FFT-(峰值))0圖4、5為采樣頻率為60Hz、80Hz時(shí)的狀況，此時(shí)不滿(mǎn)足采樣定理，無(wú)法還原信號(hào)，濾波后信號(hào)幅值變化大，且非正弦信波，頻譜圖也無(wú)法看出哪個(gè)信號(hào)是有效信號(hào)，采樣到的信號(hào)已經(jīng)完全失真。圖6設(shè)置的采樣頻率為100Hz,剛好滿(mǎn)足采樣定理的下邊界條件?？梢钥吹?，濾波后信號(hào)已經(jīng)基本和輸入原始信號(hào)相似，可以完全轉(zhuǎn)換為原時(shí)域采樣信號(hào)，并未完全還原原信號(hào)。假如輸入信號(hào)中夾雜更多的噪聲成分，則無(wú)法抵達(dá)濾波還原效果。圖7中采用的采樣頻率為250Hz,可以與圖4進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)圖7的濾波效果要更好某些，頻譜圖中的峰采集頻率高于原信號(hào)中最高頻率的3~5倍就比較合適了。3.三角波：采樣頻率為200Hz,幅值1波形圖波形圖05采樣信號(hào)頻譜圖三角CFFT-(峰值))采樣脈沖頻率采樣脈沖占空比%采樣脈沖幅度0原信號(hào)頻譜圖三角CFFT-(峰值))0可以看到，濾波后的圖形并不是三角波，頻譜圖中有效成分較多。原由于三角波帶寬是無(wú)限的，由采樣定理知原信號(hào)必須是頻譜在(-wm,wm)內(nèi)的頻帶有限信號(hào)才能恢復(fù)為原信號(hào)，頻譜上無(wú)限制的信號(hào)必然會(huì)引入混疊。4.方波波形圖波形圖信號(hào)f(t)頻宅50的停止時(shí)間采樣信號(hào)頻譜圖采樣脈沖頻率5頻率原信號(hào)煩譜圖頻率0根據(jù)試驗(yàn)我們可以得到，要