脉冲幅度调制(PAM)及系统实验讲课教案

1、实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST脉冲幅度调制(PAM)及系统实验实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST低通抽样定理低通抽样定理 一个频带限制在一个频带

2、限制在(0, fH)赫内的时间连续信号赫内的时间连续信号m(t)，如果抽样频率，如果抽样频率fs大于或等于大于或等于2fH,则可以由样则可以由样值序列值序列m(nTs)无失真地重建原始信号无失真地重建原始信号 m(t). 此定理告诉我们：若此定理告诉我们：若m(t)的频谱在某一角频的频谱在某一角频率率H以上为零，则以上为零，则m(t)中的全部信息完全包含在中的全部信息完全包含在其间隔不大于其间隔不大于1/(2fH)秒的均匀抽样序列里。换句秒的均匀抽样序列里。换句话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次，或者说，抽样速率应抽样两次，或者说，抽

3、样速率fs（每秒内的抽（每秒内的抽样点数）应不小于样点数）应不小于2fH，若抽样速率，若抽样速率fs2fH，则，则会产生失真，这种失真叫混叠失真。会产生失真，这种失真叫混叠失真。 实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST脉冲调制 以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号信号m(t)去控制脉冲串的某参数，去控制脉冲串的某参数， 使其按使其按m(t)的的规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调冲参量（幅度、

4、宽度和位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制、脉宽调制(PDM)和脉和脉位调制位调制(PPM)。 下面介绍脉冲振幅调制，它是脉下面介绍脉冲振幅调制，它是脉冲编码调制的基础。冲编码调制的基础。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST脉冲调制x (t )Ot假设信号波形OtPAM波形脉冲高度在变化tPDM波形脉冲位置不变宽度变化OO脉冲宽变不变脉冲位置在变化tPPM波形PAM、 PDM、 PPM信号波形信号波形实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业

5、实验室CUSTPAM PAM是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。若脉是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。也就是说，按抽样定理进行抽样得到的信号就是一个的原理。也就是说，按抽样定理进行抽样得到的信号就是一个PAM信号。信号。 但是，用冲激脉冲序列进行抽样是一种理想抽样的情况，是不但是，用冲激脉冲序列进行抽样是一种理想抽样的情况，是不可能实现的。因为冲击序列在实际中是不能获得的，即使能获得，可能实现的。因为冲击序列在实际中是不能获得的，即使能获得，由于

6、抽样后信号的频谱为无穷大，由于抽样后信号的频谱为无穷大， 对有限带宽的信道而言也无法传对有限带宽的信道而言也无法传递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。我们介绍冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。我们介绍用窄脉冲序列进行实际抽样的一种脉冲振幅调制方式：自然抽样的用窄脉冲序列进行实际抽样的一种脉冲振幅调制方式：自然抽样的脉冲调幅。脉冲调幅。 实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST自然抽样的脉

7、冲调幅自然抽样的脉冲调幅 自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信号号m(t)变化，或者说保持了变化，或者说保持了m(t)的变化规律。的变化规律。 自然抽样的脉冲调幅原理框图自然抽样的脉冲调幅原理框图如下图如下图 所示。所示。 设模拟基带信号设模拟基带信号m(t)的波形及频谱如图的波形及频谱如图 (a)所示，脉冲载波以所示，脉冲载波以s(t)表示，表示， 它是宽度为它是宽度为，周期为，周期为Ts的矩形窄脉冲序列，其中的矩形窄脉冲序列，其中Ts是按抽样定理确定的，这是按抽样定理确定的，这里取里取Ts=1/(2 f

8、H)。s(t)的波形及频谱如图的波形及频谱如图 (b)所示，则自然抽样所示，则自然抽样PAM信号信号(波形波形及频谱见图（及频谱见图（c）)为为m(t)与与s(t)的乘积，即的乘积，即理想低通m(t)s(t)ms(t)m(t)实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUSTm(t)t(a)HHOM()s(t)ATt(b)O|S()|22H2H2tms(t)|Ms()|2O22H2H(c)实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST脉冲幅度调制实验系统图见下图所示，主要由输入电路、

9、调制电脉冲幅度调制实验系统图见下图所示，主要由输入电路、调制电路、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实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST1、脉冲幅度调制实验、脉冲幅度调制实验 a 观察被调制信号正弦波形、取样脉冲波形和已调信号波形的相观察被调制信号正弦波形、取样脉冲波形和已调信号波形的相互之间的关系及特点，特别是音频带内各频率点的情况。互之间的关系及特点，特别是音频带内各频率点的情况。(测测1个个测量点测量点)b 观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的

10、说明。观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。2、PAM通信系统实验通信系统实验观察整个系统收发各点信号的特点并测量其参数，观察整个系统收发各点信号的特点并测量其参数，04K音频段音频段测测2个频率点。个频率点。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲