3、理部分外，還包括A/D和D/A兩部分。這是因?yàn)樽匀唤绲男盘?hào)，如聲音、圖像等大多是模擬信號(hào)，因此需要將其數(shù)字化后進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，模擬信號(hào)的數(shù)字化即稱為A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號(hào)處理后的數(shù)據(jù)可能需還原為模擬信號(hào)，這就需要進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。一個(gè)僅包括A/D和D/A兩部分的簡(jiǎn)化數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)功能如圖1所示。A/D轉(zhuǎn)換包括三個(gè)緊密相關(guān)的過(guò)程，即抽樣、量化和編碼。A/D轉(zhuǎn)換中需解決的以下幾個(gè)重要問(wèn)題：抽樣后輸出信號(hào)中還有沒(méi)有原始信號(hào)的信息？如果有能不能把它取出來(lái)？抽樣頻率應(yīng)該如何選擇？奈奎斯特抽樣定理（即低通信號(hào)
4、的均勻抽樣定理）告訴我們，一個(gè)頻帶限制在0至fx以內(nèi)的低通信號(hào)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(hào)xs(t)完全地確定，即xs(t)包含有x(t)的成分，可以通過(guò)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(hào)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(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)中更換了一種表現(xiàn)形式，即抽樣頻率固定（10KHz），通過(guò)改變輸入模擬信號(hào)的頻率來(lái)展示低通抽樣定理。
5、我們可以通過(guò)研究抽樣頻率和模擬信號(hào)最高頻率分量的頻率之間的關(guān)系，來(lái)驗(yàn)證低通抽樣定理。1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．軟件仿真實(shí)驗(yàn)：編寫(xiě)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(shí)驗(yàn)：輸入不同頻率的正弦信號(hào)，觀察采樣時(shí)鐘波形、輸入信號(hào)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(hào)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(shí)間間隔T=N*Ts;%取樣總時(shí)間=取樣總點(diǎn)數(shù)*取樣時(shí)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(gè)1Hz的余弦信號(hào)y=cos
8、(2*π*t)，對(duì)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下表所示：仿真參數(shù)fFsWo(計(jì)算)Xn（圖形）Xk（圖形）（1，4，5）另外記錄圖形，并標(biāo)圖號(hào)（1，8，5）（2，8，6）自選1.6硬件實(shí)驗(yàn)步驟本實(shí)驗(yàn)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(hào)源產(chǎn)生正弦信號(hào)，正弦信號(hào)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(shí)鐘）
