信号的采样与复原:为什么提高低通滤波器的截止频率会得到这样的图...
我不清楚你用什么软件和原来的电路结构,如果你的电路是调幅波的解调,那么你的问题很好解释。
当低通滤波器截止频率低的时候,载波成分会比较彻底滤掉,得到的是个正弦波(包络)。
现在你把滤波器的截止频率提高,载波就没有滤掉,你的波形就是这样。
它是低频的正弦波加一个不大的载波(频率大概是低频信号的10倍左右)。
你试试不断改变滤波器的频率,观察输出的波形,可以学到不少东西。
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1.1 实验目的 1.了解数字信号处理系统的一般构成; 2.掌握奈奎斯特抽样定理。
1.2 实验仪器 1.YBLD智能综合信号源测试仪 1台 2.双踪示波器 1台 3.MCOM-TG305数字信号处理与现代通信技术实验箱 1台 4.PC机(装有MATLAB、MCOM-TG305配套实验软件) 1台 1.3 实验原理 一个典型的DSP系统除了数字信号处理部分外,还包括A/D和D/A两部分。
这是因为自然界的信号,如声音、图像等大多是模拟信号,因此需要将其数字化后进行数字信号处理,模拟信号的数字化即称为A/D转换。
数字信号处理后的数据可能需还原为模拟信号,这就需要进行D/A转换。
一个仅包括A/D和D/A两部分的简化数字信号处理系统功能如图1所示。
A/D转换包括三个紧密相关的过程,即抽样、量化和编码。
A/D转换中需解决的以下几个重要问题:抽样后输出信号中还有没有原始信号的信息?如果有能不能把它取出来?抽样频率应该如何选择? 奈奎斯特抽样定理(即低通信号的均匀抽样定理)告诉我们,一个频带限制在0至fx以内的低通信号x(t),如果以fs≥2fx的抽样速率进行均匀抽样,则x(t)可以由抽样后的信号xs(t)完全地确定,即xs(t)包含有x(t)的成分,可以通过适当的低通滤波器不失真地恢复出x(t)。
最小抽样速率fs=2fx称为奈奎斯特速率。
低通 译码 编码 量化 抽样 输入信号 样点输出 滤波输出 A/D(模数转换) D/A(数模转换) 图1 低通采样定理演示 为方便实现,实验中更换了一种表现形式,即抽样频率固定(10KHz),通过改变输入模拟信号的频率来展示低通抽样定理。
我们可以通过研究抽样频率和模拟信号最高频率分量的频率之间的关系,来验证低通抽样定理。
1.4 实验内容 1.软件仿真实验:编写并调试MATLAB程序,分析有关参数,记录有关波形。
2.硬件实验:输入不同频率的正弦信号,观察采样时钟波形、输入信号波形、样点输出波形和滤波输出波形。
1.5 MATLAB参考程序和仿真内容 %*******************************************************************% %f—余弦信号的频率 % M—基2 FFT幂次数 N=2^M为采样点数,这样取值是为了便于作基2的FFT分析 %2. 采样频率Fs %*******************************************************************% function samples(f,Fs,M) N=2^M; % fft点数=取样总点数 Ts=1/Fs; % 取样时间间隔 T=N*Ts; % 取样总时间=取样总点数*取样时间间隔 n=0:N-1; t=n*Ts; Xn=cos(2*f*pi*t); subplot(2,1,1); stem(t,Xn); axis([0 T 1.1*min(Xn) 1.1*max(Xn)]); xlabel('t -->'); ylabel('Xn'); Xk=abs(fft(Xn,N)); subplot(2,1,2); stem(n,Xk); axis([0 N 1.1*min(Xk) 1.1*max(Xk)]); xlabel('frequency -->'); ylabel('!Xk!'); %*******************************************************************% 假如有一个1Hz的余弦信号y=cos(2*π*t),对其用4Hz的采样频率进行采样,共采样32点,只需执行samples(1,4,5),即可得到仿真结果。
软件仿真实验内容如下表所示: 仿真参数 f Fs Wo(计算) Xn(图形) Xk(图形) (1,4,5) 另外记录图形,并标图号 (1,8,5) (2,8,6) 自 选 1.6 硬件实验步骤 本实验箱采样频率fs固定为10KHz,低通滤波器的截止频率约为4.5KHz。
1、用低频信号源产生正弦信号,正弦信号源频率f自定,并将其接至2TP2(模拟输入)端,将示波器通道一探头接至2TP6(采样时钟)端观察采样时钟波形,示波器通道二探头接至2TP2观察并记录输入信号波形。
2、将示波器通道二探头接至2TP3观察并记录样点输出波形。
3、将示波器通道二探头接至2TP4观察并记录滤波输出波形。
4、根据采样定理,分f=fs /8、f=fs/4、f=fs/2等3种情况更改正弦信号频率,重复步骤2至步骤3。
5、用低频信号源产生方波信号,重复步骤1至步骤4。
1.7 思考题 1、 讨论在仿真实验中所计算的数字域频率Wo和Xk的图形中非零谱线位置之间的对应关系。
2、 讨论在仿真实验中自选参数的意义。
3、将在2TP2端加方波信号后的恢复波形,与相同频率的正弦信号的恢复波形相比,能够得出哪些结论? 2 FFT频谱分析实验 2.1 实验目的 1.通过实验加深对快速傅立叶变换(FFT)基本原理的理解。
2.了解FFT点数与频谱分辨率的关系,以及两种加长序列FFT与原序列FFT的关系。
2.2 实验仪器 1.YBLD智能综合信号源测试仪 1台 2.双踪示波器 1台 3.MCOM-TG305数字信号处理与现代通信技术实验箱 1台 4.PC机(装有MATLAB、MCOM-TG305配套实验软件) 1台 2.3 实验原理 离散傅里叶变换(DFT)和卷积是信号处理中两个最基本也是最常用的运算,它们涉及到信号与系统的分析与综合这一广泛的信号处理领域。
实际上卷积与DFT之间有着互通的联系:卷积可化为DFT来实现,其它的许多算法,如相关、滤波和谱估计等都可化为DFT来实现,DFT也可化为卷积来实现。
对N点序列x(n),其DFT变换对定义为: 在DFT运算中包含大量的重复运算。
FFT算法利用了蝶形因子WN的周期性和对称性,从而加快了运算的速度。
FFT算法将长序列的DFT分解为短序列的DFT。
N点的DFT先分解为2个N/2点的DFT,每个N/2点的DFT又分解为2个N/4点的DFT。
按照此规律,最小变换的点数即所谓的“基数(radix)。
”因此,基数为2的FFT算法的最小变换(或称...
数字量与模拟量的关系?
展开全部 可以试想一下:所谓模拟量(可以相对于数字量来说),它是一个连续变化的量,比如,光线的亮度,压力的大小,温度的高低等等。
开关量,你可以想成两个状态,开/关。
也可对应成数字量的0/1.仅此两个状态,无其他状态。
要么开(1),要么关(0)。
...
如何制作低通滤波器?
程控滤波器的发展趋势 一、总体方案设计 1.1程控放大器方案 题目要求放大器输入信号振幅10mV,即峰峰值为20mV,电压增益为60dB,增益步进为10dB,电压增益误差小于5%,通频带为100hz-40khz。
方案一:使用低噪声运放OP37按要求做6路不同幅度的放大,然后再用继电器或模拟开关做通道切换。
该方案硬件实现简单,增益控制准确。
但是控制相对复杂且涉及的元器件较多,不利于系统的快速实现。
方案二:使用可变增益放大器AD603的压控增益接法。
AD603是一种低噪声,宽带(最大90M增益带宽积)可变增益运放。
根据文档中给出的增益公式 ,直接就可得到增益的连续控制,且结果为对数值。
可以方便的实现0db到60dB的增益范围。
综合以上分析,我们认为方案二的可操作性最佳,而且方案二经过运放调整后可轻松的实现题目峰峰值要求,故选方案二。
1.2程控滤波器方案 题目要求滤波器可设置为低通和高通滤波器,-3dB的截至频率为1K~20KHz,频率步进为1KHz,并且2 处系统的总增益不大于30dB。
我们考虑的方案有以下几种: 方案一:使用现成的滤波器芯片,如Maxim公司的开关电容滤波器芯片MAX262,可以实现低通、高通、和带通滤波器,中心频率范围可以从DC到140KHz,能很好的实现题目的要求。
方案二:采用状态可调滤波器,用3个运放和电阻电容来组成,电路比较简单,而且可以实现LPF、BPF、HPF三种输出。
可以使用先确定决定Q值的电阻和决定中心频率的电容,通过不同的电阻来切换中心频率,以达到截至频率为1K~20KHz,频率步进为1KHz。
方案三:采用状态可调滤波器来实现,利用DA的内部R-2R电阻网络,通过数字量的控制实现电阻的变化,来改变滤波器的中心频率,以实现题目的要求。
比较后觉得方案一比较好,但由于没有买到开关电容滤波器的芯片,所以放弃该方案,而采用方案三,通过数字量控制DAC0832内部电阻网络来实现中心频率的改变,方案可操作性较强,且易于达到要求。
1.3 四阶椭圆滤波器 四阶椭圆滤波器的方案为: 方案一:利用状态可调变量滤波器的LP、BP、HP输出,将三个按一定的比例叠加起来就可以得到一个二阶椭圆低通滤波器,再把两个二阶节串联起来就可以实现4阶椭圆低通滤波器. 方案二:利用运放借助现有的Filter解决软件,直接借助软件给出的电路,做适当的调整就可以实现4阶低通椭圆滤波器。
比较两个方案,方案一可以很好的实现题目要求,但调试起来比较麻烦,技术要求较高,方案二电路形式简单易行,可快速制作,故采用方案二。
1.4幅频特性测试仪 题目要求我们制作幅频特性测试仪,扫频范围为100Hz~200KHz,频率步进为10KHz,扫频方案我们采用DDS芯片,可以很好的实现线性扫频。
关于检波方案主要有两种: 方案一:先检波后放大的方案,检波放大的方案一般采用峰值检测的方法,检波输出后使用步进分压器,再使用直流放大器放大信号进行测量。
但需注意检波二极管的参数会影响最小信号的分辨能力。
方案二:先放大后检波的方案。
放大检波的方案一般采用均值检测的方法,输入信号先进入步进分压器,经放大后送入均值检波器。
但需注意放大器的带宽会影响测量的信号的频率范围。
我们要测试的频率范围100Hz~200KHz,对放大器增益带宽积的要求不是很高,故我们采用放大检波的方案。
二、系统的设计: 整个系统分为两个部分,程控滤波器模块和幅频特性曲线测试模块,系统模块的框图如下所示:(图省) 2.1 程控放大器的实现 根据题目要求,输入峰峰值为20mV时,程控放大器的动态范围要做到60dB,要求输出峰峰值从2mV到20V。
本设计采用AD603的连续模式(最佳信噪比)实现。
该方案是把两个AD603的增益曲线组合从而实现动态范围的扩大。
如下图所示,组合后的增益范围约是-20dB到60dB,可以满足题目动态范围的要求。
由于AD603的供电电压较低,输出电压幅度范围的要求则可以使用较高电压供电的运放,在AD603的放大基础上调整实现。
2.4幅频特性曲线测试仪的实现 幅频特性曲线的测试时的扫频采用MSP430F1611单片机控制DDS来实现,检波使用AD637做有效值检波 ,采用ADS8505作为单片机外设对AD637的输出采样,单片机的最小系统使用了红外遥控器键盘和32
...要求学生采集语音信号后,在MATLAB软件平台进行频谱分
这是我刚做的双线性变换法低通滤波器,运行是正确的!ly是语音信号的名字,别的自己改改就行!原语音信号程序figure(1);[y,fs,nbits]=wavread ('ly');sound(y,fs,nbits); %回放语音信号n = length (y) ; %求出语音信号的长度Y=fft(y,n); %傅里叶变换subplot(2,1,1);plot(y);title('原始信号波形');subplot(2,1,2);plot(abs(Y));title('原始信号频谱')加噪语音信号程序figure(2);[y,fs,nbits]=wavread ('ly');n = length (y) ; %求出语音信号的长度t=[0:1/8000:2 zeros(1,23520-1)]';noise=0.04*sin(10000*pi*t);%sin函数产生噪声s=y+noise; %语音信号加入噪声sound(s);subplot(2,1,1);plot(s);title('加噪语音信号的时域波形');S=fft(s); %傅里叶变换subplot(2,1,2);plot(abs(S));title('加噪语音信号的频域波形')滤波后的信号程序Ft=8000;Fp=1000;Fs=1200;wp=2*pi*Fp/Ft;ws=2*pi*Fs/Ft;fp=2*Ft*tan(wp/2);fs=2*Fs*tan(wp/2);[n11,wn11]=buttord(wp,ws,1,50,'s'); %求低通滤波器的阶数和截止频率[b11,a11]=butter(n11,wn11,'s'); %求S域的频率响应的参数 [num11,den11]=bilinear(b11,a11,0.5); %利用双线性变换实现频率响应S域到Z域的变换 [y,fs,nbits]=wavread ('ly');n = length (y) ; %求出语音信号的长度t=[0:1/8000:2 zeros(1,23520-1)]';noise=0.04*sin(10000*pi*t);%sin函数产生噪声s=y+noise; %语音信号加入噪声z11=filter(num11,den11,s);sound(z11);m11=fft(z11); %求滤波后的信号figure(3);subplot(2,1,1);plot(z11);title('滤波后的信号波形');subplot(2,1,2);plot(abs(m11),'r');title('滤波后信号的频谱');你的串号我已经记下,采纳后我会帮你制作
【高分求】用FilterPro设计一低通滤波器,电路图或程序都可以
兄弟,在数字电子电路中,滤波即为去噪声。
噪声是一个广义的范围,如果输出高频杂讯对后端电路有影响,这个高频杂讯即为噪声,去掉这个噪声即为滤波(可用低通滤波电路)如果输出低频杂讯对后端电路有影响,这个低频杂讯即为噪声,去掉这个噪声即为滤波(可用高通滤波电路)如果输出高低频杂讯对后端电路有影响(电源电路),这个高低频杂讯即为噪声,去掉这个噪声即为滤波(可用双通滤波电路)阿懂?
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