[實用新型]一種時域抽樣定理實驗模擬裝置

有效

• 申請號: 201820764782.X
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN209216392U
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 李蓉艷;張志明;翟志清;陸煒江;吳堅;張偉
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本實用新型涉及一種時域抽樣定理實驗模擬裝置，包括電信號連接器、時域抽樣定理實驗電路、時域信號觀察通道選擇電路和信號測試端點，所述時域抽樣定理實驗電路通過電信號連接器與外部激勵采集設備電氣連接，所述時域抽樣定理實驗電路與時域信號觀察通道選擇電路連接，所述信號測試端點設有多個，分布設置于所述時域抽樣定理實驗電路上。與現有技術相比，本實用新型具有接口簡單、性價比高等優點，十分適合用于時域抽樣定理的課堂示例教學和課后隨身實驗，便于學生開展設計性和創新性實驗。

技術領域

本實用新型屬于電子工程技術領域，尤其是涉及一種時域抽樣定理實驗模擬裝置。

背景技術

抽樣定理既是信號處理和系統分析與設計的重點，也是難點，在通信系統、信息傳輸理論、數字信號處理等方面占有十分重要的地位。時域抽樣定理可以表述為：當連續信號f(t)為有限帶寬信號(其頻譜滿足帶限條件：當|ω|＞ω_m時，F(ω)＝0，其中，ω_m＝2πf_m為信號的最高頻率)時，只要使采樣頻率ω_s不小于信號的奈奎斯特采樣頻率ω_Neq＝2ω_m(對應的采樣間隔稱為奈奎斯特采樣間隔T_Neq＝2/ω_Neq＝π/ω_m)，則信號f(t)可以用等間隔的抽樣值f_s(t)＝f(nT_s)唯一地表示，此時信號頻譜只以ω_s周期重復延拓成為周期頻譜而不發生頻域混疊。滿足時域抽樣定理的抽樣信號f_s(t)保留了原連續信號f(t)的全部信息，在恢復重建原信號時，使用一個截止頻率ω_c≥ω_m的理想低通濾波器，即可從抽樣信號f_s(t)中無失真恢復原連續信號f(t)。理想沖激抽樣信號的抽樣與恢復過程如圖1所示，連續信號的抽樣信號在低抽樣頻率時頻譜混疊，高抽樣頻率時頻譜不混疊，才可以恢復出原信號。

抽樣定理在連續時間信號與系統、離散時間信號與系統及數字信號與系統之間架起了一座橋梁，但在實際教學中要使學生深刻理解并掌握仍然存在一定的困難，當用軟件平臺開展實驗教學時，只能局限于理論模型計算，對所依托的實際硬件電路和物理信號不能直接測試和分析，故仍需要配合實際硬件實驗實踐以加強教學效果。而受已有實驗裝備數量以及技術水平的限制，常規的抽樣定理硬件實驗多采用信號與系統實驗箱實現，如THKSS型信號與系統實驗箱、DICE-T3型信號與系統實驗儀等，其電子電路結構和元件參數固定不變，一般只能提供簡單的驗證性實驗，不易擴展為設計性實驗或者創新性實驗。另外，由于實驗箱電路還需要配套外部儀器，如信號發生器、數字示波器、直流穩壓電源等，才能正常工作，學生做實驗時只能到實驗室現場才能進行。專利CN201120438949.1《數模多功能實驗板》涉及一種模擬、數字信號綜合處理及應用的學生用實驗板，但其組成上和實驗箱電路沒有本質區別，輸入功率電源仍需要外接，除抽樣定理實驗模塊外，同時存在多種其它功能實驗模塊，結構繁雜，不利于單一實驗的進行。另外，其抽樣定理模塊的輸入信號類型也受到限制，需要外部信號發生器儀器，輸出信號的驗證方式也比較簡單，只能通過外接示波器儀器來實現波形顯示功能。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種智能化、接口簡單、性價比高的時域抽樣定理實驗模擬裝置。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種時域抽樣定理實驗模擬裝置，包括電信號連接器、時域抽樣定理實驗電路、時域信號觀察通道選擇電路和信號測試端點，所述時域抽樣定理實驗電路通過電信號連接器與外部激勵采集設備電氣連接，所述時域抽樣定理實驗電路與時域信號觀察通道選擇電路連接，所述信號測試端點設有多個，分布設置于所述時域抽樣定理實驗電路上。