抽样定理和PCM调制解调实验报告

《通信原理》实验报告实验一：抽样定理和PAM调制解调实验系别：信息科学与工程学院专业班级：通信工程1003班学生姓名：陈威同组学生：杨鑫成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：2012年12月7日——2012年12月28日）华中科技大学武昌分校11、实验目的1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。2.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。2、实验器材1、信号源模块2、①号模块一块一块一台3、60M双踪示波器4、连接线若干3、实验原理3.1基本原理1、抽样定理图3-1抽样与恢复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输入信号变化的一种调制方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，就是脉冲式。增幅调制的原理。自然抽样平顶抽样m(t)(t)T2图3-3自然抽样及平顶抽样波形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m(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变s化的规律（如图3-3所示）。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，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、实验步骤1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。双踪示波器，设置CH1通道为同步源。2、观测PAM自然抽样波形。（1）将信号源上S4设为（2）将模块一上K1选到“自然”。（3）关闭电源，连接“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。表3-1抽样实验接线表源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步模块1:正弦波”“PAM-SIN”提供2K被抽样信号钟提供32K抽样时信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”（4）打开电源。(5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左。右在PAMCLK处观察被抽样信号。CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。3图3-12KHz模拟信号图3-2自然抽样PAM输出4分析：抽样定理表明个频带限制在（0，Hf）内的时间连续信号，m(t)如果以12fT≤秒的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值m(t)H完全确定。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号m(t)的脉冲“顶部”s是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律用周期为Ts,脉宽为τ的周期性脉冲p(t)代替δT(t),抽样过程是一个相乘过程。分析：自然抽样输出中有直流分量。3、观察PAM平顶抽样波形（1）将信号源上S1、S2、S3依次设为“10000000”、“10000000”、“10000000”，将S5拨为1000，使“NRZ”输出速率为128K。抽样频率为NRZ/8。（2）关闭电源，将K1设为平顶，按下列方式进行连线。表3-2平顶抽样实验接线表源端口目标端口连线说明信号源：“2K模块1:提供2K被抽同步正弦波”“PAM-SIN”样信号模块1:提供16K抽样信号源：“NRZ”“PAMCLK”时钟（3）打开电源，在PAM-SIN处观察被抽样信号，在PAMCLK处观察抽样脉冲，在“平顶抽样输出”处观察平顶抽样波形。用示波器观测PAM信号:CH1接PAMCLK，CH2接“平顶抽样输出”。5图3-32K同步正弦波输出图3-4平顶抽样输出6分析：抽样定理表明个频带限制在（0，f）内的时间连续信号，m(t)H如果以12fT≤秒的间隔对它进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值m(t)H完全确定。平顶抽样所得的已抽样信号如图3-4所示，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。分析：抽样定理中要求抽样脉冲序列是理想冲激序列，称为理想抽样。但实际抽样电路中抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度可以是不变的，也可以随信号幅度而变化。前者称为平顶抽样，后者称为自然抽样。4改变抽样时钟频率S4=“1110（2K）”，观测自然抽样信号，验证抽样定理。图3-52K抽样时的自然抽样PAM输出分析：图3-2与3-5的图中，提供的都是2K被抽样信号，图3-2中提供的是32K抽样脉冲，而图3-5中提供的是2K抽样脉冲，导致PAM输出不同。5、观测解码后PAM波形。(1)步骤2的前三步不变，按如下方式连线7表3-3解PAM码实验接线表目标端口连线说明模块1：PAM-SIN提供2K被抽样源端口信号源：2K同步正弦波信号信号源：CKK1模块1PAMCLK提供32K抽样时钟模块1：自然抽模块1：IN将PAM信号进行样输出译码（2）打开电源，将K1设置为“自然”。（3）观测解码后PAM波形：CH1接“PAM-SIN”信号做示波器的触发源，CH2接“OUT”。图3-6解码后PAM波形分析：理想情况下用调制后的信号为fs(t)=∑f(nTs)*δ(t-nTs)(-∞<n<+∞)，Ts为冲激抽样序列周期低通滤波器的冲激响应为h(t)=Ts×ωc/π×Sa(ωct),ωc为低通滤波器截止频率。利用时域卷积关系可求得输出信号为f(t)=fs(t)*h(t)=Ts×ωc/π∑f(nTs)Sa[