信号的采样、滤波和检测实验报告
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2023-03-20
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信号的采样、滤波和检测
一、 实验目的
1、加深对信号的采样、滤波和检测的理解。
2、用 EXCEL、MATLAB 对直流、交流信号进行采样、滤波和检测仿真。
二、 实验设备
1、硬件：PC 机一台。
2、软件：EXCEL、MATLAB。
三、 实验原理
3.1 直流信号
直流信号就是幅值不变的信号，数学式子表示就是 f（t）=A（常数），对于直流
信号的滤波，有算术平均滤波法、中位值平均滤波法、滑动平均滤波法等。
3.1.1 算术平均滤波法
表 1 滤波方法比较
类型
算术平均滤波法
中位值平均滤波法
滑动平均滤波法
方法
连续取 N个采样值进行算术
平均运算。N 值较大时，信
号平滑度较高，但灵敏度
较低；N 值较小时，信号平
滑度较低，但灵敏度较高。
相当于“中位值滤波法”
+“算术平均滤波法”。连
续采样 N 个数据，去掉一
个最大值和一个最小值，
然后计算 N-2 个数据的算
术平均值。
把连续取 N 个采样值看成一
个队列，队列的长度固定为
N，每次采样到一个新数据放
入队尾，并扔掉原来队首的
一次数据。把队列中的 N 个
数据进行算术平均运算，就
可获得新的滤波结果。
优点
适用于对一般具有随机干
扰的信号进行滤波，这样
信号的特点是有一个平均
值，信号在某一数值范围
附近上下波动。
融 合 了 两 种 滤 波 法 的 优
点，对于偶然出现的脉冲
性干扰，可消除由于脉冲
干 扰 所 引 起 的 采 样 值 偏
差。
对周期性干扰有良好的抑制
作用，平滑度高，适用于高
频振荡的系统。
缺点
对于测量速度较慢或要求
数据计算速度较快的实时
控 制 不 适 用 ， 比 较 浪 费
RAM。
测量速度较慢，和算术平
均滤波法一样，比较浪费
RAM。
灵敏度低，对偶然出现的脉
冲性干扰的抑制作用较差，
不易消除由于脉冲干扰所引
起的采样值偏差，不适用于
脉冲干扰比较严重的场合。
比较浪费 RAM。
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