基于MATLAB实现的连续信号取样过程的教学实践
2018-10-13李灿苹刘大召张莹
现代计算机 2018年23期
李灿苹,刘大召,张莹
(1.广东海洋大学电子与信息工程学院,湛江524088;2.广东海洋大学数学与计算机学院,湛江524088)
0 引言
《信号与系统》是信息技术类专业本科生的一门重要的专业基础课程,该课程以高等数学、工程数学、电路分析等课程为基础,是后继的数字信号处理、通信原理、数字图像处理等专业课程的先修课程[1,2],在教学环节上起到承上启下的作用。通过该课程的学习,可以让学生掌握信号与系统的基本理论和方法,提高学生运用信号和系统的有关知识去分析和解决问题的能力[3]。
在信号与系统中,连续信号是连续系统中输入输出的信号,也是离散信号的主要来源。为了对有用信号进行有效的传输和处理,工程上常常首先对连续时间信号转换为相应的离散信号(或数字信号),进行加工和处理,然后再将处理后的离散信号转换为连续时间信号[4]。而取样定理为连续信号与离散时间信号的相互转换提供了理论依据[4]。
本文从取样定理出发,针对非带限信号的取样问题,以方波为例,通过MATLAB展示了信号的取样过程,将抽象的理论进行了可视化图形演示,从而可以加深学生对取样定理的理解和掌握,激发学生的学习兴趣,提高教学质量。
1 取样定理
若f(t)为带宽有限的连续信号,其频谱的最高频率为fm,则以取样间隔m的取样信号fs(t)将包含原信号f(t)的全部信息,因而可利用fs(t)完全恢复出原信号[5]。
因此,信号f(t)取样后不丢失信息的两个条件[5]:一是f(t)的带宽应有限,即频谱在f>fm时为零;二……
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