"计算机控制技术实验报告：信号的采样与保持，香农定理应用"

/O 端口，“OUT2”表示386EX内部2/O 端口。信号发生器输出一个2kHz 的正弦波信号，其峰峰值为5V，经过采样与保持电路对信号进行采样和保持，然后通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机。控制计算机将数字量再次送到 D/A 转换器输出，经过放大电路后，最终得到输出信号。 2. 香农定理验证编写程序实现信号通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机，控制计算机将数字量再次送到 D/A 转换器输出。信号发生器分别输出200Hz、1kHz、5kHz 和10kHz 的正弦波信号，经过采样与保持电路对信号进行采样和保持，然后通过 A/D 转换器转换成数字量送到控制计算机。控制计算机将数字量送到 D/A 转换器输出，经过放大电路后，最终得到输出信号。并通过示波器观察输入输出信号的波形，并测量信号的幅值，验证香农定理。 3. 直线插值和二次曲线插值使用直接插值程序实现直线插值和二次曲线插值。给出一个已采样信号的采样点，并给出间隔，通过直线插值法和二次曲线插值法分别对信号进行还原，并绘制插值前后信号的波形图，比较不同还原方法的效果。 实验仪器设备：PC 机一台，TD-ACS 实验系统一套，i386EX 系统板一块。 实验步骤： 1. 搭建好实验线路，保证连接正确无误。 2. 打开PC 机，运行实验软件，加载相应的程序。 3. 运行第一部分的程序，观察信号的采样和保持过程，记录输出信号波形。 4. 运行第二部分的程序，验证香农定理，观察不同频率信号的采样和还原效果。 5. 运行第三部分的程序，实现直线插值和二次曲线插值，比较两种插值方法的效果。 实验结果分析： 1. 实验中观察到，经过采样与保持后的信号波形基本与原始信号波形相同，验证了信号的采样和保持过程能够保持信号原有信息。 2. 在验证香农定理的实验中，不同频率的信号经过采样和还原后，波形基本恢复，但在高频率信号下，会出现失真现象，验证了香农定理的限制条件。 3. 在直线插值和二次曲线插值的实验中，可以看到两种插值方法都能够较好地还原信号，但二次曲线插值方法在信号变化较大时效果更好。 综上所述，本实验通过信号的采样和保持过程、香农定理的验证以及不同插值方法的比较，深入掌握了信号处理的基本原理和方法，为日后的相关研究和实践奠定了扎实的基础。通过实验，加深了对计算机控制技术的理解和应用，提高了实践操作能力，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。