最新实验六 抽样定理的MATLAB仿真文档格式.docx

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PC机，示波器，恒盾《信号与系统实验箱》HD-XH-2

操作系统：

win7

开发工具：

MATLAB7.0

3、实验内容

（1）MATILAB实验内容：

①自定义一个连续时间信号，并画出该信号的时域波形及其幅频特性曲线；

②对信号进行在临界采样、过采样、欠采样三种采样，得到采样序列，并画出三种不同采样频率时的采样序列波形；

③对不同采样频率下的采样序列进行频谱分析，绘制其幅频曲线，对比各频率下采样序列和的幅频曲线有无差别。

④对信号进行谱分析，观察与③中结果有无差别。

⑤由采样序列恢复出连续时间信号，画出其时域波形，对比与原连续时间信号的时域波形。

（2）根据抽样定理电路实现原理图，在恒盾《信号与系统实验箱》HD-XH-2完成抽样定理的电路连接，验证时域抽样定理。

4、实验方法步骤及注意事项

（1）设计原理图

（2）编程步骤（仿真实验）

①确定f（t）的最高频率fm。

对于无限带宽信号，确定最高频率fm的方法：

设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm。

②确定Nyquist抽样间隔TN。

选定两个抽样时间：

TS<

TN，TS>

TN。

③滤波器的截止频率确定：

ωm<

ωC<

ωS-ωm。

④采样信号f（nTs）根据MATLAB计算表达式的向量表示。

⑤重建信号f（t）的MATLAB中的计算机公式向量表示。

根据原理和公式，MATLAB计算为：

ft=fs*Ts*wc/pi*sinc（（wc/pi）*（ones（length（nTs）,1）*t-nTs'

*ones（1,length（t））））;

（3）电路连接原理（硬件实验）

5．实验数据处理方法

①自定义输入信号:

f1=cos（2*pi*80*t）+2*sin（2*pi*30*t）+cos（2*pi*40*t-pi/3）

②改变抽样频率，实现欠抽样、临界抽样和过抽样，调试结果分析:

（1）频率sf<

max2fm时，为原信号的欠采样信号和恢复，采样频率不满足时域采样定理，那么频移后的各相临频谱会发生相互重叠，这样就无法将他们分开，因而也不能再恢复原信号。

频谱重叠的现象被称为混叠现象。

如图1所示

图1.fs=140Hz恢复后信号波形及频谱

（2）频率sf=max2fm时，为原信号的临界采样信号和恢复，从下图2恢复后信号和原信号先对比可知，只恢复了低频信号，高频信号未能恢复。

如图2所示

图2.fs=160Hz恢复后信号波形及频谱

（3）频率sf>

max2fm时，此时的采样是成功的，它能够恢复原信号，从时域波形可看出，比上面采样所得的冲激脉冲串包含的细节要多，在频域中也没出现频谱的交叠，这样我们可以利用低通滤波器得到无失真的重建。

如图3所示

图3.fs=200Hz恢复后信号波形及频谱

综合以上欠采样、临界采样、过采样三种情况的分析，可以看出要使采样信号可以恢复到原信号，采样频率必须满足时域采样定理，从而验证了时域采样定理。

6.实现

（1）电路连接图及验证结果

原信号采样信号采样后恢复信号

（2）程序代码及运行结果

1.采样程序：

functionfz=caiyang（fy,fs）

fs0=10000;

tp=0.1;

t=[-tp:

1/fs0:

tp];

k1=0:

999;

k2=-999:

-1;

m1=length（k1）;

m2=length（k2）;

f=[fs0*k2/m2,fs0*k1/m1];

w=[-2*pi*k2/m2,2*pi*k1/m1];

fx1=eval（fy）;

FX1=fx1*exp（-j*[1:

length（fx1）]'

*w）;

figure

subplot（2,1,1）,plot（t,fx1,'

r'

）

title（'

原信号'

）,xlabel（'

时间t（s）'

axis（[min（t）,max（t）,min（fx1）,max（fx1）]）

subplot（2,1,2）,plot（f,abs（FX1）,'

原信号幅度频谱'

）,xlabel（'

频率f（Hz）'

axis（[-100,100,0,max（abs（FX1））+5]）

Ts=1/fs;

t1=-tp:

Ts:

tp;

f1=[fs*k2/m2,fs*k1/m1];

t=t1;

fz=eval（fy）;

FZ=fz*exp（-j*[1:

length（fz）]'

figure

subplot（2,1,1）,stem（t,fz,'

.'

）,title（'

取样信号'

line（[min（t）,max（t）],[0,0]）

subplot（2,1,2）,plot（f1,abs（FZ）,'

m'

）

取样信号幅度频谱'

2.恢复程序：

functionfh=huifu（fz,fs）

T=1/fs;

dt=T/10;

t=-tp:

dt:

n=-tp/T:

tp/T;

TMN=ones（length（n）,1）*t-n'

*T*ones（1,length（t））;

fh=fz*sinc（fs*TMN）;

FH=fh*exp（-j*[1:

length（fh）]'

subplot（2,1,1）,plot（t,fh,'

g'

）,

st1=sprintf（'

由取样频率fs=%d'

fs）;

st2='

恢复后的信号'

;

st=[st1,st2];

title（st）,xlabel（'

axis（[min（t）,max（t）,min（fh）,max（fh）]）

f=[10*fs*k2/m2,10*fs*k1/m1];

subplot（2,1,2）,plot（f,abs（FH）,'

恢复后信号的频谱'

axis（[-100,100,0,max（abs（FH））+2]）;

3.三种采样实现程序及其显示结果：

①欠采样：

f1='

cos（2*pi*80*t）+2*sin（2*pi*30*t）+cos（2*pi*40*t-pi/3）'

fs2=caiyang（f1,140）;

fr2=huifu（fs2,140）;

图4.1fs=140Hz原信号波形及频谱图4.2fs=140Hz取样信号波形及频谱

图4.3fs=140Hz恢复后信号波形及频谱

②临界采样：

fs2=caiyang（f1,160）;

fr2=huifu（fs2,160）;

图5.1fs=160Hz原信号波形及频谱图5.1fs=160H取样信号波形及频谱

图5.1fs=160Hz恢复后波形及频谱

③过采样：

fs2=caiyang（f1,200）;

fr2=huifu（fs2,200）;

图6.1fs=200Hz原信号波形及频谱图6.1fs=200Hz取样信号波形及频谱

图6.1fs=200Hz恢复后信号波形及频谱

7.实验总结

一开始接触这个实验的时候有点迷茫，不知所措。

通过老师的讲解还是有点不知从何下手。

但经过不断地摸索和老师的帮助终于有所头绪。

通过这次数字信号处理课程设计，让我了解了关于MATLAB软件在数字信号处理方面的应用，又一次学习了MATLAB软件的使用和程序的设计，MATLAB的仿真使我更加深入的了解了数字处理的过程，对我对数字信号处理的理解加深了一步——MATLAB拥有强大的数据仿真能力。

MATLAB软件使得困难、枯燥的数字处理过程变得非常简单，不仅能够非常迅速的计算出幅频相频、卷积、等，而且还能自动画出连续、离散的波形曲线。

使我们能非常直观的了解数字信号的处理结果。

在这过程中我遇到了所多的难题，通过与老师和同学的交流和学习，让我学会了很多在课堂上没有理解的难点。

同时也进一步加深了对Matlab的理解和认识。

8．参考文献：

[1]恒盾《信号与系统实验箱》HD-XH-2配套教材.

[2]党红社，信号与系统实验（MATLAB版）.西安电子科技大学出版社，2009年6月第1版.

[3]周辉,董正宏.《数字信号处理基础及其MATLAB实现》

[4]李行一，蔡忠见.《数字信号处理》

[5]楼顺天，姚若玉.《MATLAB7.X程序设计语言》

[6]刘敏，魏玲．MATLAB通信仿真与应用

9.指导老师对实验设计方案的意见：

指导老师签名：

年月日

《网络信息安全》试题（C）

一、填空（每空1分共15分）

1．P2DR的含义是：

策略、保护、探测、反应。

2．密码系统包括以下4个方面：

明文空间、密文空间、密钥空间和；

密码算法。

3．DES算法密钥是64位，其中密钥有效位是56位。

4．数字签名是笔迹签名的模拟，是一种包括防止源点或终点否认的认证技术。

5．访问控制的目的是为了限制访问主体对访问客体的访问权限。

6．恶意代码的基本形式有后门、逻辑炸弹、特洛伊木马、蠕虫等。

7．计算机病毒的工作机制有潜伏机制、传染机制和表现机制。

8．IPS技术包括基于主机的IPS和基于网络的IPS两大类。

9．仅对截获的密文进行分析而不对系统进行任何篡改，此种攻击称为

被动攻击。

10．基于密钥的算法通常有两类：

单钥密码算法和公钥密码算法。

二、单选题（每空1分共20分）

1．信息安全的基本属性是D。

A.机密性B.可用性

C.完整性D.上面3项都是

2．ISO7498-2从体系结构观点描述了5种安全服务，以下不属于这5种安全服务的是B。

A.身份鉴别B.数据报过滤

C.授权控制D.数据完整性

3．可以被数据完整性机制防止的攻击方式是D。

A.假冒源地址或用户的地址欺骗攻击B.抵赖做过信息的递交行为

C.数据中途被攻击者窃听获取D.数据在途中被攻击者篡改或破坏

4．C属于Web中使用的安全协议。

A.PEM、SSLB.S-HTTP、S/MIME

C.SSL、S-HTTPD.S/MIME、SSL

5．一般而言，Internet防火墙建立在一个网络的C。

A.内部子网之间传送信息的中枢B.每个子网的内部

C.内部网络与外部网络的交叉D.部分内部网络与外部网络的结合处

6．对动态网络地址交换（NAT），不正确的说法是B。

A.将很多内部地址映射到单个真实地址

B.外部网络地址和内部地址一对一的映射

C.最多可有64000个同时的动态NAT连接

D.每个连接使用一个端口

7．L2TP隧道在两端的VPN服务器之间采用A来验证对方的身份。

A.口令握手协议CHAPB.SSL

C.KerberosD.数字证书

8．为了防御网络监听，最常用的方法是：

B