抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验.docVIP

电子信息工程学系实验报告 课程名称：通信原理 实验项目名称：抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验 实验时间：2012-05-10 班级：通信091 姓名：Jxairy 学号：座机电话号码1 实 验 目 的: 验证抽样定理； 观察了解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程。 实 验 环 境 与 仪 器: 抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验模块 数字频率计 8110A 低频信号发生器 XFD7 直流稳压电源 JWY-30-4 双踪同步示波器 SR8 毫伏表 GB9 实 验 原 理: 利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。 图02-01示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。 图02-01 单路PCM系统示意图 抽样定理：一个频带受限信号m t 如果它的最高频率为fH（即m t 的频谱中没有fH以上的分量），可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。 图02-02 抽样定理实验方框图 脉冲幅度调制（PAM）：是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种的调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则按抽样定理进行抽样得到的信号就是一个PAM信号。 PAM信号在时间上是离散的，但在幅度上却是连续的。而在PCM系统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。 图02-03 多路脉冲调幅实验框图 实 验 内 容 及 过 程: 抽样和分路脉冲的形成 用示波器和频率计观察并核对各脉冲信号的频率、波形及脉冲宽度，并记录相应的波形。 在TP1观察主振脉冲信号。 在TP2观察分路抽样脉冲（1-1）（8kHz）。 验证抽样定理 连接TP2 – TP6，观察并画出以下各点的波形。 低频正弦信号从TP4输入，fH 1kHz，幅度约2VP-P。 以TP4作双踪同步示波器的同步信号，观察TP8——抽样后形成的PAM信号。把输入信号调整到一合适的频率上，使PAM信号在示波器上显示稳定，计算在一个信号周期内的抽样次数。核对信号频率与抽样频率的关系。 抽样次数：8次，抽样频率：250Hz，信号频率：1000Hz，信号频率是抽样频率的4倍。 连接TP8 –TP14，在TP15观察经低通滤波器和放大器的解调信号。测量其频率，确定和输入信号的关系。 解调频率：1000Hz，是输入信号的4倍。 改变fH，令fH 6k Hz，重复步骤2，3项内容。 PAM信号的形成和解调 连接TP8 - TP11、TP13 - TP14、TP2 - TP12，观察并画出以下各点的波形。 低频正弦信号从TP4输入，fH 1k Hz，幅度约2VP-P。同上TP4波形 以TP4作为双踪同步示波器的同步信号，在TP8观察单路PAM信号。同上TP8波形 在TP13观察选通后的单路解调展宽信号，用示波器读出τ的宽度。τ 655.us 在TP15观察经低通滤波器放大后的音频信号。 实 验 结 果 及 分 析： 抽样和分路脉冲的形成 经过抽样过程，通过示波器和频率计观察并核对TP1主振脉冲信号和TP2分路信号的频率、波形及脉冲宽度，如图02-04、图02 -05所示。 图02-04 TP1观察主振脉冲信号 图02 -05 TP2观察分路抽样脉冲 验证抽样定理 将低频正弦信号从TP4输入（其中fH 1kHz，幅度约2VP-P）。以TP4作双踪同步示波器的同步信号，观察TP8——抽样后形成的PAM信号。TP4输入信号波形如图02 -06所示，同步信号TP1与抽样信号TP8对比如图02 -07所示。连接TP8 –TP14，用示波器观察TP15低通滤波器和放大器的解调信号，如图02 -08所示。当fH 6k Hz波重复上述步骤2、3，实验结果如图02 -09和图02 -10所示。 图02 -06 输入信号TP4波形 图02 -07 同步信号TP1与抽样信号TP8对比 分析：抽样次数：8次，抽样频率：250Hz，信号频率：1000Hz，信号频率是抽样频率的4倍。 图02 -08 TP15波形 图02 -09 fH 6kHz时TP1与TP8对比 图02 10 fH 6kHz时TP15波形 PAM信号的形成和解调 图02 -11 TP13单路解调展宽信号 图02 -11 TP15低通滤波器放大后的音频信号 分析：通过上述实验波形对比，抽样频率越高，经过PAM调制还原恢复出