电子科技大学：《时域测试技术综合实验 Comprehensive Experiment of Time Domain Testing Technology》课程教学资源（课件讲稿）实验八 数字示波器中的信号插值

电子科皮女学 University of Electrsic Science and Technology China 时域测试技术综合实验 数字示波器中的信号插值

数字示波器中的信号插值 时域测试技术综合实验

例 信号插值 ■为什么插值： 显示所需采样率大于ADC最高采样率，显示 所需的两个点的时间间隔小于ADC输出的采样点的 时间间隔时，需要插值。 200×600 samples 3

3 信号插值 ◼ 为什么插值： 显示所需采样率大于ADC最高采样率，显示 所需的两个点的时间间隔小于ADC输出的采样点的 时间间隔时，需要插值。 200×600 samples

实验内容 ■实验内容 》理解数字示波器中数字信号插值的基本原理； >使用Matlab设计一个插值倍数I=4时所使用的数 字低通滤波器； >利用数据采集实验平台，基于C#编程实现对输 入信号的4倍插值； >在Visual Studio平台中调试验证，确认运算结果 的正确性。 4

4 ◼ 实验内容 ➢ 理解数字示波器中数字信号插值的基本原理； ➢ 使用Matlab设计一个插值倍数I=4时所使用的数 字低通滤波器； ➢ 利用数据采集实验平台，基于C#编程实现对输 入信号的4倍插值； ➢ 在Visual Studio平台中调试验证，确认运算结果 的正确性。 实验内容

实验目的 ■实验目的 >掌握数字信号处理基本流程； >掌握数字低通滤波器的基本设计流程； >掌握Visual Studio-平台下数字信号插值的基本实 现流程。 ■实验设备与工具 >硬件：数据采集实验平台、PC机 >软件：Visual Studio、Matlab 5

5 实验目的 ◼ 实验目的 ➢ 掌握数字信号处理基本流程； ➢ 掌握数字低通滤波器的基本设计流程； ➢ 掌握Visual Studio平台下数字信号插值的基本实 现流程。 ◼ 实验设备与工具 ➢ 硬件：数据采集实验平台、PC 机 ➢ 软件：Visual Studio、Matlab

主要内容 ◆>信号插值的基本原理 ◆数字滤波器 ◆基于Matlab的信号插值滤波器设计 ◆VS平台中数字滤波器的实现 6

6 主要内容 ◆信号插值的基本原理 ◆数字滤波器 ◆基于Matlab的信号插值滤波器设计 ◆ VS平台中数字滤波器的实现

信号插值 ■为什么插值： 显示所需采样率大于ADC最高采样率，显示 所需的两个，点的时间间隔小于ADC输出采样，点的 时间间隔时，需要插值。 ■常用插值方式 ·线性插值 ·正弦插值 ·立方插值 7

7 信号插值 ◼ 为什么插值： 显示所需采样率大于ADC最高采样率，显示 所需的两个点的时间间隔小于ADC输出采样点的 时间间隔时，需要插值。 ◼ 常用插值方式 • 线性插值 • 正弦插值 • 立方插值 • ……

信号插值-线性插值&正弦插值 File Control Setup Measure Analyze Utilities Help 7:06AM Acquisition is stopped. 20.068a/s 10.0 kpts 贝百 09 100m7 On On 线性插值 N明000排 正弦插值 More (1of 2) Delete A 00回昌 H 100ps/ 1.8ps 40 T0.0V T 8

8 信号插值--线性插值&正弦插值 线性插值 正弦插值

信号插值—线性内插 ■线性内插 已知直线上两点坐标(x1,y)和(x2,y2),再由这 两，点决定直线上插入若千个给定点的x的值y。 由直线的两点式公式： y-yy-y 2 x-X12一 得线性插值公式： 3 y=%+2=当(-) X2-X1 9

9 信号插值——线性内插 ◼ 线性内插 已知直线上两点坐标(x1 , y1 )和(x2 , y2 )，再由这 两点决定直线上插入若干个给定点的x的值y。 由直线的两点式公式： 得线性插值公式： 1 2 x y 3

信号插值—正弦内插 ■正弦内插 x(n) x.(n) 倍零值内插 低通滤波h(n) F F=IF 多抽样频率下信号的处理称为 “多抽样率信号处理” Multirate Signal Processing 10

10 ◼ 正弦内插 多抽样频率下信号的处理称为 “多抽样率信号处理” Multirate Signal Processing I倍零值内插 x(n) x e (n) 低通滤波h(n) xI (n) F F'=IF F' 信号插值——正弦内插

信号插值—正弦内插 ■正弦内插 原信号的频谱 X(eio) 原信号 x(n) w=27 —X.(ew) 插入零值点后的信号频谱 ---Heio) X.(ei)HKei) 插入零值点后的信号 x.(n) 队△MA7 0 -2元 @'-QTIl 插值后的信号频谱 插值后的信号 X(eio) x(n) 2π0'=2T 17

11 信号插值——正弦内插 ◼ 正弦内插