信息与通信工程学院

通信原理软件实验报告

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实验二 时域仿真精度分析

一、实验目的

1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法

二、实验原理

一般来说，任意信号 s(t)是定义在时间区间(-无穷，+无穷)上的连续函数，但所有计算机的CPU 都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理这样一个时间段。为此 将把 s(t)按区间[-T/2 ,+T/2 ]截短为按时间间隔dert T均匀取样，得到的取样点数为N=T/dert T.

仿真时用这个样值集合来表示信号 s(t)。Dert T反映了仿真系统对信号波形的分辨率， 越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后，对应的频谱是频率的周期函数，其重复周期是1/t; 。如果信号的最高频率为

那么必须有

才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。设

则称

，那么不能用

为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是

此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。换句话说，就是当系统带宽 一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于 2*Bs，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信号。

三、实验步骤

1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接：

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四、实验结果对比分析

时钟设置 0.01，得到的结果如下：

时钟设置0.3，以后得到的结果如下：

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五、思考题

（1）观察分析两图的区别，解释其原因。

答：因为信号周期是1，而第一个图的采样周期是0.01，所以一个周期内能采样100个点，仿真出来的波形能较精确地显示成完整波形，而第二个图采样周期是0.3，所以一个周期内只有三个采样点，故信号失真了。

（2）将示波器的控制时钟的period的参数改为0.5，观察仿真结果，分析其原因。

结果如下：

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