3、理部分外，還包括A/D和D/A兩部分。這是因為自然界的信號，如聲音、圖像等大多是模擬信號，因此需要將其數(shù)字化后進(jìn)行數(shù)字信號處理，模擬信號的數(shù)字化即稱為A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號處理后的數(shù)據(jù)可能需還原為模擬信號，這就需要進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。一個僅包括A/D和D/A兩部分的簡化數(shù)字信號處理系統(tǒng)功能如圖1所示。A/D轉(zhuǎn)換包括三個緊密相關(guān)的過程，即抽樣、量化和編碼。A/D轉(zhuǎn)換中需解決的以下幾個重要問題：抽樣后輸出信號中還有沒有原始信號的信息？如果有能不能把它取出來？抽樣頻率應(yīng)該如何選擇？奈奎斯特抽樣定理（即低通信號
4、的均勻抽樣定理）告訴我們，一個頻帶限制在0至fx以內(nèi)的低通信號x(t)，如果以fs≥2fx的抽樣速率進(jìn)行均勻抽樣，則x(t)可以由抽樣后的信號xs(t)完全地確定，即xs(t)包含有x(t)的成分，可以通過適當(dāng)?shù)牡屯V波器不失真地恢復(fù)出x(t)。最小抽樣速率fs=2fx稱為奈奎斯特速率。低通譯碼編碼量化抽樣輸入信號樣點(diǎn)輸出濾波輸出A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）D/A（數(shù)模轉(zhuǎn)換）圖1低通采樣定理演示為方便實現(xiàn)，實驗中更換了一種表現(xiàn)形式，即抽樣頻率固定（10KHz），通過改變輸入模擬信號的頻率來展示低通抽樣定理。
5、我們可以通過研究抽樣頻率和模擬信號最高頻率分量的頻率之間的關(guān)系，來驗證低通抽樣定理。1.4實驗內(nèi)容1．軟件仿真實驗：編寫并調(diào)試MATLAB程序，分析有關(guān)參數(shù)，記錄有關(guān)波形。2．硬件實驗：輸入不同頻率的正弦信號，觀察采樣時鐘波形、輸入信號波形、樣點(diǎn)輸出波形和濾波輸出波形。1.5MATLAB參考程序和仿真內(nèi)容%*******************************************************************%%f—余弦信號的頻率%M—基2FFT冪次數(shù)N=2^M為采樣
6、點(diǎn)數(shù)，這樣取值是為了便于作基2的FFT分析%2.采樣頻率Fs%*******************************************************************%functionsamples(f,Fs,M)N=2^M;%fft點(diǎn)數(shù)=取樣總點(diǎn)數(shù)Ts=1/Fs;%取樣時間間隔T=N*Ts;%取樣總時間=取樣總點(diǎn)數(shù)*取樣時間間隔n=0:N-1;t=n*Ts;Xn=cos(2*f*pi*t);subplot(2,1,1);stem(t,Xn);axis([0T1.1*
7、min(Xn)1.1*max(Xn)]);xlabel('t-->');ylabel('Xn');Xk=abs(fft(Xn,N));subplot(2,1,2);stem(n,Xk);axis([0N1.1*min(Xk)1.1*max(Xk)]);xlabel('frequency-->');ylabel('!Xk!');%*******************************************************************%假如有一個1Hz的余弦信號y=cos
8、(2*π*t)，對其用4Hz的采樣頻率進(jìn)行采樣，共采樣32點(diǎn)，只需執(zhí)行samples(1,4,5)，即可得到仿真結(jié)果。軟件仿真實驗內(nèi)容如下表所示：仿真參數(shù)fFsWo(計算)Xn（圖形）Xk（圖形）（1，4，5）另外記錄圖形，并標(biāo)圖號（1，8，5）（2，8，6）自選1.6硬件實驗步驟本實驗箱采樣頻率fs固定為10KHz，低通濾波器的截止頻率約為4.5KHz。1、用低頻信號源產(chǎn)生正弦信號，正弦信號源頻率f自定，并將其接至2TP2（模擬輸入）端，將示波器通道一探頭接至2TP6（采樣時鐘）
