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1、课程名称：现代通信原理成 绩：实验项目名称：实验二 抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验实验时间：2012.5.21指导教师（签名）: 班级：电信092姓名：李马元学号：910706203一、实验目的：1、验证抽样定理；2、观察了解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程。二、实验环境：1、抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验模块；2、数字频率计8110A； 3、低频信号发生器XFD7； 4、直流 稳压电源JWY-30-4； 5、双踪同步示波器SR8； 6、毫伏表GB9三、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
2、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。抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m（t）如果它的最高频率为fH （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的语言信号m（t）， 可以用频率大约或等于6800Hz的样值序列来表示。抽样频率fs和语音信号m（t）的频谱如图2-2和图2-3 所示。由频谱可知，用截止频率为fH的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m（t），这就说明了抽 样定理的正确性。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
3、，通常采用8kHz抽样频率， 这样可以留出1200Hz的防卫带，见图2-4。如果fsvfH，就会出现频谱混叠的现象，如图2-5所示。图2-2语音信号的频谱图2-3抽样频谱和抽样信号频谱图2-4留出防卫带的抽样频谱图2-5 fsfH时的抽样频谱多路脉冲调幅（PAM信号的形成和解调）多路脉冲调幅的实验框图如图2-7所示。分路抽样电路的作用是：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。本实验设置了两路分路抽样电路。多路脉冲调幅信号进入接收端后，由分路选通脉冲分离成n
4、路，亦即还原出单路PAM信号。发送端分路 抽样与接收端分路选通是一一对应的，这是依靠它们所使用的定时脉冲的对应关系决定的。分路1 - 1 LT分路1 -2 XT分路2 1 -LT图2-7多路脉冲调幅实验框图1四、实验内容及过程：1、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（8kHz）。波形图如图一和图二所示。图一主振脉冲图二分路抽样脉冲2、验证抽样定理连接TP2 - TP6,观察并画出以下各点的波形。1）、低频正弦信号从TP4输入，fH = 1kHz，幅度约2VP-P。 2）、以TP4
5、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。3）、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。4）、改变fH，令fH = 6kHz,重复步骤2），3）项内容。结果如下图三一图六所示。图三lKHz的正弦信号图五lKHz的解调信号1f m r I图四lKHz下的输入信号和抽样频率廿打“丨，336I = : J 1: J1图六6KHz的正弦信号图七6KHz下的输入信号和抽样频率图八6KHz的解
6、调信号3、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。1）、低频正弦信号从TP4输入，fH = 1kHz，幅度约2VP-P。2）、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。3）、在TP13观察选通后的单路解调展宽信号，用示波器读出t的宽度。4）、 在TP15观察经低通滤波器放大后的音频信号。5）、改变fH,令fH = 6kHz,重复步骤2，3, 4项内容。1Prcj图十一 1KHz下的放大后的音频信号3十二6KHz下的单路PAM信号图十四6KHz下的放大的音频信号五、实验心得：利用抽样脉冲把一
7、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。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 作为理论基础的。在工作设备中，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整个系统 的性能指标。思考题1、本实验在TP8和TP13得到的是哪一类抽样波形？从理论上对理想抽样、自然抽样和平顶抽样进行对比 和说明。答：对于TP8和TP13为脉冲幅度调制波形。自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度随着被 抽样信号变化，或者保持了抽样信号的变化规律。相对于理想抽样信号，自然抽样的带宽是有限的，且和 脉冲有关，脉冲越大，带宽越小。平顶抽样又称瞬时抽样，它与自然抽样的不同之处在于它抽样后信号中 的脉冲均具有相同的形状-顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。2、对实验步骤（二）进行讨论。当fs2fH和fsv2fH时，低通滤波器输出的波形是什么？试总结一般规律。答：一般规律：当fs2fH时，通过低通滤波器能无失真的恢复原始信号波形，而当fs2fH时，则不能 恢复出原始信号。
