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采样定理仿真实验
一、实验目的
知识目标
理解模拟信号数字化的采样过程；
理解采样定理。
能力目标
能搭建采样重组电路的仿真模型；
能通过设置不同的模拟信号及采样信号频率值，观察及分析信号波形，验证采样定理。
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低通抽样定理（奈奎斯特定理）——理论和实践证明，一个频带限制在(0, fH)内的时间连续信号m(t)，如果以Ts≤1/(2fH)秒的间隔对它进行等间隔（均匀）抽样，即抽样频率fs≥2fH，则所得到的抽样值可以无失真地重建原始信号。
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二、实验原理
（1）低通信号的抽样
抽样过程的时间函数及对应频谱图
时域
频域
模拟信号
(低通信号)
采样冲激
抽样信号
1、搭建仿真模型——采样重组电路
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三、实验内容
采样定理仿真实验各图符参数设置如下：
（1）正弦波1（图符0）：Amp=1V, Freq=8Hz, Phase=0
正弦波2（图符1）：Amp=1V, Freq=10Hz, Phase=0
正弦波3（图符2）：Amp=1V, Freq=12Hz, Phase=0
（2）采样时钟（图符5）：Amp=1V, Freq=40Hz (20Hz), Pulse Width=
（3）低通滤波器（图符6）：Low Cutoff=14Hz
采样时钟（Pulse Train)：Source/Periodic/Pulse Train
低通滤波器(LPF)：Operator/Linear SysFilters/Filters/Analog/Lowpass
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2、仿真演示
系统时钟设置：Sample Rate=1000Hz，No of Samples=1024
（1）fs≥2fH时（信号源产生的模拟信号最高频率为12Hz，将采样时钟频率设置为40Hz）
对比模拟信源波形和恢复信号波形，不难看出，信号能够被完整地恢复，没有失真。
（2）fs<2fH时（信号源产生的模拟信号最高频率为12Hz，将采样时钟频率设置为20Hz）
对比模拟信源波形和恢复信号波形，可以看出，采样频率降低后，恢复信号的失真十分明显。
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fs ≥2fH时运行后波形
fs <2fH时运行后波形
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