三抽样定理与AM调制解调实验通信原理实验多媒体课件

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通信原理实验室始建于1989年，当时作为《通信原理》配套的课内实践教学环节并未独立开课；《通信原理实验》课程从1992年我校通信工程专业设立时开始独立设置，是通信工程专业实践教学环节的主要专业基础课。实验室从成立时只有3-4组实验设备；1995年扩建为10组，只能满足本专业学生的需要；在1998年又改扩建为20组，开始向其它专业开放；随着高校扩招学生人数不断增加，在2007年再次改扩建成,把原来更多以验证性实验的教学模式，转化为以设计性实验为主的硬件实验教学工作上。近年来，课程建设取得了较大进展，完善了课程基本环节，制定了《通信原理实验》课程教学大纲，自制了多套实验设备，自编了《通信原理实验》教材。经过多年的实践和完善，合理的安排实验内容，使实验既围绕理论课程的教学内容，又联系实际应用。实验指导教师也有原来的1人专职发展到现在专兼职教师8人。课程组教师在教学中能及时将科研和学科最新发展成果引入教学中,使学生了解学科前沿，获取更多的信息；同时注重将工程应用引入《通信原理实验》教学中,使学生能够更深层次地理解理论教学内容,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。另外，教师授课时注重将素质教育融于课堂教学之中，注重学生实践能力和创新精神的培养，发现和开发蕴藏在学生身上的潜在的创造性能力。通信原理实验精品课程码型变换实验

实验目录实验平台模块简介多媒体课件按钮使用说明CPLD可编程数字信号发生器抽样定理和PAM调制解调脉冲编码调制解调FSK调制与解调实验增量调制编译码系统计算机数据通信实验一般表示上一页一般表示下一页表示返回本实验首页一般表示图形链接一般表示返回刚刚浏览的那一页触发它可以看到分步连线表示返回总目录实验结果专用链接，触发它可以看到该点的波形，再次触发波形隐藏其他文字链接不作说明多媒体课件按钮使用说明一、实验目的二、实验内容三、实验仪器四、实验原理五、实验框图六、实验步骤二、抽样定理和PAM调制解调一、实验目的1、验证抽样定理；2、通过脉冲幅度调制实验，能加深理解脉冲幅度调制的原理；3、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解该调制方式的特点。二、实验内容1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，并注意观察它们之间的相互关系及特点；2、改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形，并测试系统的频率特性。二、抽样定理和PAM调制解调1、信号源模块2、模块13、连接线若干4、40M/60M双踪示波器一台三、实验仪器二、抽样定理和PAM调制解调（一）基本原理1、抽样定理抽样定理表明：一个频带限制在（0，）内的时间连续信号，如果以T≤秒的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值完全确定。假定将信号和周期为T的冲激函数相乘，如图所示。乘积便是均匀间隔为T秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上的值，它表示对函数的抽样。若用表示此抽样函数，则有：四、实验原理二、抽样定理和PAM调制解调

如果连续信号的频带不是限于0与之间，而是限制在（信号的最低频率）与（信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，其抽样频率并不要求达到，而是达到2B即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。图2-4和2-5画出当抽样频率≥2B（无混叠）时及当抽样频率＜2B（有混叠）时两种情况下冲激抽样信号的频谱。点击查看。四、实验原理二、抽样定理和PAM调制解调00（a）连续信号的频谱

2、脉冲振幅调制（PAM）

所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲振幅调制的原理。

PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号ms(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律。平顶抽样所得的已抽样信号如图2-6所示，点击查看。这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。四、实验原理二、抽样定理和PAM调制解调（二）电电路组成成脉冲幅度度调制实实验系统统如下图图所示，，由输入入电路、、调制电电路、脉脉冲发生生电路、、解调滤滤波电路路、功放放输出电电路等五五部分组组成，电电路原理理框图如如图2-7所示示。四、实验验原理二、抽样样定理和和PAM调制解解调图2-7脉脉冲振振幅调制制电路原原理框图图（三）实实验电路路工作原原理1、、PAM调调制制电电路路被抽抽样样信信号号从从PAM-SIN输输入入，，若若为为音音频频信信号号（（300～～3400Hz）），，则则它它经经过过电电压压跟跟随随器器后后，，被被送送到到模模拟拟开开关关4066的的1脚脚。。此此时时，，将将抽抽样样脉脉冲冲送送入入4066的的第第13脚脚作作为为控控制制信信号号，，当当该该脚脚为为高高电电平平时时，，U2的的的的1脚脚和和2脚脚导导通通，，输输出出调调制制信信号号；；当当U2的的13脚脚为为低低电电平平时时，，U2的的1脚脚和和2脚脚断断开开，，无无波波形形输输出出。。因因此此，，在在U2的的2脚脚就就可可以以观观察察到到比比较较理理想想的的脉脉冲冲幅幅度度调调制制信信号号。。四、、实实验验原原理理二、、抽抽样样定定理理和和PAM调调制制解解调调二、、抽抽样样定定理理和和PAM调调制制解解调调四、、实实验验原原理理（三三））实实验验电电路路工工作作原原理理2、、脉脉冲冲发发电电路路主要要有有两两种种抽抽样样脉脉冲冲产产生生电电路路，，一一种种由由555及及其其它它元元件件组组成成，，这这是是一一个个单单谐谐振振荡荡器器电电路路，，能能产产生生脉脉宽宽、、频频率率可可调调的的方方波波信信号号，，可可通通过过改改变变可可调调电电阻阻W1来来实实现现输输出出脉脉冲冲频频率率的的变变化化，，以以便便用用来来验验证证取取样样定定理理，，另另一一种种由由CPLD产产生生的的抽抽样样脉脉冲冲，，CPLD产产生生的的抽抽样样脉脉冲冲从从PAMCLK输输入入，，本本次次采采用用后后者者，，该该部部分分电电路路详详见见图图2-8所所示示。。点点击击查查看看。。3、PAM解解调与滤波电电路解调滤波电路路由集成运放放电路TL084组成。。组成了一个个二阶有源低低通滤波器，，其截止频率率设计在3.4KHz左左右，因为该该滤波器有着着解调的作用用，因此它的的质量好坏直直接影响着系系统的工作状状态。该电路路还用在接收收通道电路中中。解调电路路如图2-9所示，点击击查看看。4、功放输出出电路功放电路主要要用来放大输输出信号，提提高解调后的的音频信号输输出功率。该该电路选用了了常见的小功功率运放LM386，配配以少量的外外围元件来完完成。放大后后的音频信号号由喇叭作为为负载输出。。四、实验原理理二、抽样定理理和PAM调调制解调（三）实验电电路工作原理理五、实验框图图二、抽样定理理和PAM调调制解调1、插上电源源线，打开主主机箱右侧的的交流开关，，将信号源模模块和模块1的电源开关关拨下，观察察指示灯是否否点亮，红灯灯为+5V电电源指示灯，，绿灯为-12V电源指指示灯，黄色色为+12V电源指示灯灯。（注意，，此处只是验验证通电是否否成功，在实实验中均是先先连线，再打打开电源做实实验，不要带带电连线）。。2、观测PAM抽样波形形（1）用示波波器观测信号号源“2K同同步正弦波””输出，调节节W1改变输输出信号幅度度，使输出信信号峰-峰值值在2V左右右；（2）将信号号源上S4设设为1011，使“CLK1”输出16K时钟；；（3）将模块块1上K1选选到“自然抽抽样”；（4）关闭电电源，按如下下方式连线，，点击查查看连线。。六、实验步骤骤二、抽样定理理和PAM调调制解调*检查连线是否否正确，检查查无误后打开开电源（5）用示波波器在“自然然抽样”处观观察PAM抽抽样波形；（6）将K1设为“平顶顶抽样”，用用示波器在““平顶抽样””处观察保持持信号波形。。六、实验步骤骤二、抽样定理理和PAM调调制解调源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“PAM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟3、改变抽样样时钟频率，，观测自然抽抽样信号，验验证抽样定理理。(先不做做）4、观测解码码后PAM波波形与原信号号的区别（1）步骤2的前3步不不变,按如下下方式连线：：点击查查看连线六、实验步骤骤二、抽样定理理和PAM调调制解调源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“PAM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟模块1:“自然抽样”模块1:“IN”将PAM信号进行译码（2）将“PAM-SIN”做内触触发源，用双双踪示波器对对比观测“PAM-SIN”和“OUT”波形形。3、改变抽样样时钟频率为为4KHz，，观测自然抽抽样信号，验验证抽样定理理。5、测试系统统的频率特性性连线关系请参参考下表，保保持输入信号号的幅度峰峰峰值为2V，，改变非同步步信号的频率率，来测试整整个系统的频频率特性,完完成18页表表格。6、实验结束束拆除连线，，整理波形完完成实验报告告。六、实验步骤骤二、抽样定理理和PAM调调制解调源端口目标端口连线说明信号源：“非同步正弦波”模块1:“PAM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟模块1:“自然抽样”模块1:“IN”将PAM信号进行译码图2-1抽抽样与恢复复二、抽样定理理和PAM调调制解调二、抽样定理理和PAM调调制解调1010图2-4高高抽样频率时时的抽样信号号及频谱（不不混叠）图2-5低低抽样频率时时的抽样信号号及频谱（混混叠）00图2-6自自然抽样及及平顶抽样波波形二、抽样定理理和PAM调调制解调图2-8脉脉冲幅度调调制电路原理理图