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1、脉幅调制(PAM)是数字通信系统最为常用的调制方式之一，脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由脉冲激脉冲组成的，根据抽样定理，就可以把信号复原，就是脉冲振幅调制的原理。通过本实验，我对抽样定理和 PAM 调制解调有更深的了解。抽样定理与抽样定理与 PAM 调制解调实验调制解调实验工科实验报告 2009-12-14 23:22:16 阅读 292 评论 0 字号：大中小 订阅 一、实验目的一、实验目的1、通过对模拟信号抽样的实验，加深对抽样定理的理解。2、通过 PAM 调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。3、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，
2、了解 PAM 调制方式的优缺点。二、实验电路的工作原理与分析二、实验电路的工作原理与分析取样也称抽样、采样，是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。抽样定理是指：一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号 m(t)，如果以 T1/2fH 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则 m(t)将被所得到的抽样值完全确定。根据取样脉冲的特性，取样分为理想取样、自然取样（亦称曲顶取样）、瞬时取样（亦称平顶取样）；根据被取样信号的性质，取样又分为低通取样和带通取样。虽然取样种类很多，但是间隔一定时间，取样连续信号的样值，把信号从时间上离散，这是各种取样共同的作用，取样是模拟信号数字化及时分多路的理论基础。抽
3、样定理和脉冲幅度调制系统框图如（教材）图 31 所示，实验原理图如（教材）图 32 所示，由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。取样电路是用 4066 模拟门电路实现。当取样脉冲为高电位时，取出信号样值；当取样脉冲为低电平时，输出电压为 0，这样便完成了取样。本电路属于低通信号的自然取样根据取样定理，取样后的信号还原为原信号要通过理想低通滤波器，本滤波电路系统用有源低通滤波器代替理想低通滤波器完成还原。数据测量数据测量当 SP302 接入抽样时钟信号为 16KHZ 抽样时钟方波信号 SP108 时 测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ) TP3011
4、.44200 TP302图 13.6416.65TP3011.441.988 TP303图 20.8201.999TP3030.8401.999 TP304图 33.122.002 图 1图 2图 3当 SP302 接入抽样时钟信号为 8KHZ 抽样时钟方波信号 SP109 时测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ) TP3011.441.953 TP302图 43.608.064TP3011.422.000 TP303图 50.8402.012TP3030.8402.014 TP304图 63.162.000 图 4图 5图 6当 SP302 接入抽样时钟信号为 4KHZ 抽样时钟方波信号 SP
5、110 时 测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ) TP3011.441.986 TP302图 73.603.968TP3011.441.985 TP303图 80.6642.005TP3030.6722.000 TP304图 91.841.969 图 7图 8图 9（二）音乐信号源的 PAM 调制解调实验将 SP302 分别接入不同的抽样时钟信号频率（SP108-SP112）可以发现音乐信号的质量随着频率的降低越来越差。三、实验总结与体会三、实验总结与体会脉幅调制(PAM)是数字通信系统最为常用的调制方式之一，脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由脉冲激
6、脉冲组成的，根据抽样定理，就可以把信号复原，就是脉冲振幅调制的原理。通过本实验，我对抽样定理和 PAM 调制解调有更深的了解。实验八实验八 信号的抽样与恢复（）信号的抽样与恢复（）一、一、实验目的实验目的1、验证抽样定理2、观察了解 PAM 信号形成的过程；二、二、预备知识预备知识1、学习“从抽样信号恢复连续时间信号” ；2、理想低通滤波器的冲击响应形式；3、冲击函数的性质；三、三、实验仪器实验仪器1、JH5004“信号与系统”实验箱一台；2、20MHz 示波器一台；四、四、实验原理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
7、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始信号。抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。抽样定理指出，一个频带受限信号 m(t)，如果它的最高频率为 fh，则可以唯一地由频率等于或大于 2fh的样值序列所决定。抽样信号的时域与频域变化过程如下图所示。五、五、实验模块说明实验模块说明在 JH5004“信号与系统”实验箱的中有一“PAM 抽样定理”模块，该模块主要由一个抽样器与保持电容组成。一个完整的 PAM 电路组成如
8、下图所示。低通 滤波器抽样 脉冲低通 滤波器抽样 保持8KHz输入信号图 4.1.5 抽样定理实验原理框图即在输入、输出端需加一低通滤波器。前一个低通滤波器是为了滤除高于 fs2 的输入信号，防止出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的信号质量。后面一低通滤波器是为了从抽样序列中恢复出信号，滤除抽样信号中的高次谐波分量。六、六、实验步骤实验步骤按 1.3 节的方法设置 JH5004 信号产生模块为模式 1，在该模式下在正弦信号 16KHz、32KHZ 输出端产生相应的信号输出，同时在信号 A 组产生 1KHz 信号，在信号 B 组产生 125KHZ 信号输出，以及 PAM 所需的抽样时钟。
9、 1、采样冲击串的测量：在 JH5004 的“PAM 抽样定理”模块的 D(t)输入端测量采样冲击串，测量采样信号的频率。2、模拟信号的加入：用短路线将“信号 A 组”输出 1KHz 正弦信号与“PAM 抽样定理”模块的信号输入 X 端相连。3、信号采样的 PAM 序列观察：在“PAM 抽样定理”模块的输出端可测量到输入信号的采样序列，用示波器比较采样序列与原始信号的关系、及采样序列与采样冲击串之间的关系。4、PAM 信号的恢复：用短路线将“PAM 抽样定理”模块输出端的采样序列与“无源与有源滤波器” 单元的“八阶切比雪夫低通滤波器”的输入端相连。在滤波器的输出端可测量出恢复出的模拟信号，用示
10、波器比较恢复出的信号与原始信号的关系与差别。5、用短路器连接“PAM 抽样定理”模块的 A 与 C 端，重复上述实验。七、七、实验思考实验思考1、在实验电路中，采样冲击串不是理想的冲击函数，通过这样的冲击序列所采样的采样信号谱的形状是怎样的？用短路器连接“PAM 抽样定理”模块的 A 与 C 端，由外部信号源产生一 65KHz 的正弦信 号送入“PAM 抽样定理”模块中，再将采样序列送入低通滤波器，用示波器测量恢复出来 的信号是什么？为什么？抽样定理实验原理框图实验一 抽样定理与脉冲调幅（抽样定理与脉冲调幅（PAM）实验）实验一、实验目的：1、 验证抽样定理；2、 观察了解 PAM 信号形成过
11、程、平顶展宽解调过程；3、 了解时分路系统中的路际串话现象。二、实验原理及电路说明1、 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。因此，对于一个最高频率为 3400hz 的语音信号 m(t)，可以用频率大于或等于 6800hz 的样值序列来表示。实际上考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为 3400HZ 的语音信号，通常采用 8KHZ 抽样频率，这样可以留出 1200HZ 的防卫带。在验证抽样定理的实验中，用单一频率 fh 的正弦波来代替实际的语音信号。采用标准抽样频率
12、 fs8KHZ，改变音频信号的频率 fh，分别观察不同频率时，抽样序列的低通滤波器的输出信号，理解抽样定理。2、 多路脉冲调幅（信号的形成和解调）在图 1.1 中（附本章后），连接测试孔 8 和 11、13 和 14 后就构成了多路脉冲调幅实验电路。将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。 n 路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的，各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验的分路选通脉冲直接利用该路的分路抽样脉冲经适当延迟获得。接收端的选通电路也采用结型场效应为晶体管作开关元件，但输出负载不是电阻而不是电容。类似于平顶抽样的电路是为了解
13、决 PAM 解调信号的幅度问题。由于时分多路的需要，分路脉冲的宽度 ts 是很窄的。当占空比为 s/Ts 的脉冲通过话路低通滤波器后，低通滤波器输出信号的幅度很小。这样大的衰减带来的后果是严重的，但是，在分路选通后加入保持电容，可使分路后的 PAM 信号展宽到 100%的占空比，从而解决信号幅度衰减过大的问题，但平顶抽样将引起固有的频率失真。PAM 信号在时间上是离散的，但在幅度上是连续的。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。3、 多路脉冲调幅系统中的路际串话在一个理想的传输系统中，各路 PAM 信号应是严格地在本路时
14、隙中的矩形脉冲。但如果传输 PAM 信号的通道频带是有限的，则 PAM 信号就会出现“拖尾”的现象，当“拖尾”严重，以至侵入邻路时隙时，就产生了路际串话。三、实验仪器双踪同步示波器 一台数字频率计 一台低频信号发生器 一台毫伏表 一台直流稳压电源 一台PAM 教学实验箱 一台四、实验内容在实验箱中使用了 7805，7905 各 7812 芯片来保护实验板电子元器件，电路板上标着5V，5V，12V 的电源输入端应输入+7V，-7V，+14V 的电源。（一）、抽样和分路脉冲的形成用示波器和频率计观察并记录各脉冲信号的频率、波形及脉冲宽度。1、 在测试点 1 处观察主振脉冲信号；2、 在测试点 6 处观察分路抽样脉冲（1-1）（8KHZ）3、 在测试点 7 处观察分路抽样脉冲（2-1）（8KHZ）（二）、验证抽样定理1、 正弦信号从测试孔 4 输入，fh2fh 和 fs2fh 时，低通滤波器输出的波形是什么？试总结一般规律。4、实验内容（四）中的 2、3、4 项内容有什么区别？分析影响串话的主要因素。根据本实验电路的元件数据计算信道上的截止频率。5、 对改进实验内容和电路有什么建议？
