真系统的采样率为至少400Hz,即采样周期为1/400Hz=2.5ms。根据采样定理,基带信号的最高频率为采样率的一半,即200Hz。因此,需要将仿真系统的采样率设置为至少800Hz,即仿真步长为1/800Hz=1.25ms。
为了满足窄脉冲采样的要求,窄脉冲宽度应为采样周期的1/10,即0.25ms。可以使用Simulink中的Pulse Generator模块生成窄脉冲信号,并将其作为采样信号输入到系统中。
在Simulink中,可以使用Continuous-Time Integrator模块来实现系统的模拟。需要将仿真步长设置为小于等于1/4000,即1.25ms。同时,需要将模拟器的Solver Type设置为Fixed-step,并选择Fixed-step size为1.25ms。
在模拟器运行之前,需要将仿真时间设置为足够长的时间,以确保系统达到稳定状态。可以使用Simulink中的Stop Time参数来设置仿真时间。建议将仿真时间设置为至少10倍的信号周期,即100ms。
最后,需要使用Scope模块来显示系统的输出信号,并进行仿真结果的验证。可以通过调整基带信号的频率和幅度,以及采样率的大小,来观察系统的响应特性。频谱的变化。
Simulink模型设计步骤如下:
1. 打开Simulink,新建一个模型。
2. 在模型中添加一个正弦波发生器,设置频率为200Hz,幅值为1。
3. 添加一个采样定理模块,设置采样率为150Hz,窄脉冲宽度为采样周期的1/10。
4. 添加一个低通滤波器,设置截止频率为100Hz。
5. 添加一个示波器,用于观察输出波形和频谱。
6. 连接各个模块,完成模型设计。
7. 运行模型,观察输出波形和频谱。
8. 修改输入信号为三角波和方波,重复步骤6和7,观察输出波形和频谱的变化。
9. 修改采样率为200Hz和300Hz,重复步骤6和7,观察输出波形和频谱的变化。
10. 根据实验结果,分析频谱混叠的原因和影响,以及如何避免频谱混叠。
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