脉冲调制信号分析与测量方法
脉冲调制原理
脉冲调制原理
脉冲调制（Pulse Modulation）是一种将模拟信号转换为数字
信号的技术。
它通过将连续的模拟信号离散化为一系列脉冲，来表示原始信号。
脉冲调制主要包括脉冲编码调制（PCM）
和脉冲宽度调制（PWM）。
脉冲编码调制是一种将模拟信号转换为数字信号的常用技术。
它将连续时间的模拟信号按照一定的时间间隔进行采样，并将每个采样值量化为一个离散的数字值。
脉冲编码调制通常使用固定的采样率和固定的量化级数，以保持数据的一致性和可靠性。
在脉冲编码调制中，每个采样值被编码成一个二进制码字，用于表示模拟信号的幅度。
脉冲宽度调制是一种将模拟信号转换为数字信号的另一种常用技术。
它通过调节脉冲的宽度来表示模拟信号的幅度。
脉冲宽度调制中，脉冲的宽度与模拟信号的幅度成正比，宽度越大代表幅度越高，宽度越小代表幅度越低。
脉冲宽度调制通常使用固定的周期和可变的脉冲宽度来表示模拟信号。
脉冲调制的主要优点是可以有效地压缩信号的带宽，并提供较高的抗干扰能力和误码率。
因此，脉冲调制在通信系统中广泛应用，特别是在数字通信和无线通信领域。
它不仅可以用于数据传输和语音通信，还可以用于图像和视频传输。
光检测脉冲方法
光检测脉冲方法光检测脉冲方法是一种高效、灵敏的光信号检测技术，广泛应用于光学测量、生物医学、通信等领域。
该方法主要包括脉冲产生、光电转换、信号处理、信号检测和数据分析等步骤。
以下是这些步骤的详细介绍。
1.脉冲产生光检测脉冲方法需要产生具有特定波长、脉冲宽度和脉冲能量的光脉冲。
这些光脉冲可以通过不同的方式产生，如利用激光器、光学调制器或光电倍增管等。
在选择脉冲产生方式时，需要考虑所需的波长、脉冲宽度和脉冲能量，以及设备的可用性和成本等因素。
2.光电转换光脉冲经过待测样品后，会携带有关样品的信息。
为了将这些信息转换为可处理的电信号，需要进行光电转换。
光电转换器可以将光信号转换为电信号，通常使用光电二极管或光电倍增管等器件。
在选择光电转换器时，需要考虑其响应波长、灵敏度和噪声性能等因素。
3.信号处理光电转换器输出的电信号往往比较微弱，需要进行信号处理以提取有用的信息。
信号处理可以采用不同的方法，如放大、滤波、数字化等。
在信号处理过程中，需要考虑到噪声、干扰和信号质量等因素，以获得准确可靠的结果。
4.信号检测经过处理的电信号需要通过适当的检测方法进行测量和分析。
常用的信号检测方法包括直接测量法、锁定放大器法和取样积分器法等。
这些方法可以根据实际需求进行选择，以获得最佳的测量结果。
5.数据分析最后，需要对检测到的信号进行分析和解释，以提取有关样品的信息。
数据分析可以采用不同的方法，如谱分析、图像处理和模式识别等。
通过数据分析，可以获得样品的性质、结构和状态等信息，从而为进一步的研究和应用提供支持。
总之，光检测脉冲方法是一种复杂的光信号检测技术，需要经过多个步骤的处理和分析才能获得准确可靠的结果。
在实际应用中，需要根据具体需求和条件选择合适的设备和算法，并进行合理的实验设计和数据处理。
基于脉冲位置调制的扭振信号分析方法
轴 系的扭 转 振 动 是 一 种特 殊 的振 动 形 式 ， 它 本质 上是 由于轴 系并非 绝对 刚体 ， 而存 在 弹性 ， 因 而在 旋转 过程 中 ， 弹 性 部 件 问会 因 为各 种 原 因 各
产生 不 同大小 、 同相位 的瞬时 速度 的起伏 ， 成 不 形 沿旋 转方 向 的来 回扭 动 Ｊ 在 无 扭 振 的 理 想 状 。
Ｊｎ２ １ ｕ ．００
文 章 编 号 ：０ ７—１ Ｘ（０ ０ ０ —０ ５ ０ １０ ４ ２ １ ） ３ ３ ３— ４ ４
文 献 标 志 码 ： Ａ
基 于脉 冲位 置调 制 的扭 振 信 号分 析 方 法
周 斌 ， 江征风 ， 雷 陈
（ 武汉理工大学 机电工程学院 ， 湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ０ Fra bibliotek冲信号。
设 曲轴飞 轮齿 圈 的齿 数 为 Ⅳ， 曲轴 每 转 一 圈 磁 电传 感 器 就 输 出 Ⅳ个 脉 冲 。 当轴 做 匀 速 转 动 （ 无扭 振发 生 ） ， 感 器输 出均 匀 分 布 的脉 冲 信 时 传 号 ， 频谱 由脉 冲频 率及 其谐 波分 量组 成 ， 其 可用傅
的输 出为一 系列 不等 间距 的脉 冲 信号 ］ 。该 信
号实质上是无扭振时的均匀脉冲信号受到扭振信 号 的调 制作 用而 形 成 的 ， 个 脉 冲 的 位 置 均发 生 每
了变化 （ 前 或 滞 后 ） 称 之 为 脉 冲 位 置 调 制 提 ，
（ Ｐ ， 图 １所示 。 Ｐ Ｍ） 如
所示 。扭振测试系统 由包 含 内置 于 Ｐ Ｉ ０２ Ｘ 一１４ Ｑ机
个齿依次经过传感器转过一个齿 间角 所需 的
时 间 ；ｉ。ｒ、 ＋为 曲轴非均 匀转 动 （ 在扭 振 ） ｒ一、ｉ 存 时， ｉ 第 —ｌ ＋１ 齿转依 次经 过传 感器 转 过一 个 个齿 间角 Ａ所 需 的时间 ； 、 △… 为扭振存 在 △ △、 时 ， ｉ 、、 ＋１个齿 相 对 于匀 速 转 动 时 滞 后 第 一１ ｉｉ
第四章调制域测量的原理及应用
4.1调制域分析概述 “调制域”是八十年代末提出的新概念。 调制域为人们观测信号提供了一个新的窗口,一些在时域和频 域无法观察到的现象,例如,图4.44所示的锁相环路中压控振 荡器中(VCO)的频率阶跃响应。
F
频域 调制域
f f2 f1
V
T
时域
0
t
图4.43 一个频率跳变信号的三维波形
HP5372A Frequency and Time Intetval Analyzer FFT:Time Dev A ·Mkrx:122.1353kHz y:-70.10dB -20.00 dB 30 Apr 2001 13:31:39 y:-100.63 dB/Hz Carr:1.5441MHz
图4.44 锁相环中的频率阶跃响应
4.2 调制域分析的关键技术
调制域分析主要是研究频率随时间变化情况,因此其关键的技 术是要实现动态连续地测量频率。而通用电子计数器：
准备期 （复零，等待）
测量期 （开门，计数）
显示期 （关门， 停止计数）
“死区”时间 , 不能连续不 断地进行测频 图4.6 电子计数器的工作流程图
T2 t
t
图4.46 ZDT计数器工作原理波形图
无死区计数器的实现可以有多种方案，如双路计数法、周期 记时法、移位存储法和双路计数器加内插补偿法等。美国原 HP公司根据图4.45的原理做成了专用集成电路，并先后推 出了几种型号（如工作原理
(1) 频率-时间特性(f-t)
(2) 双通道正负时间间隔-时间特性(±TI-t)
4.3 调制域分析的应用
调制域分析仪的主要测量对象为：频率；周期；时间间隔（ 正负时间间隔、连续时间间隔）；实时运算的时间间隔直方 图；相位偏移（单通道）和A相对B的相位；时间偏差（抖动） ；专门测量（包括脉冲宽度、占空比和上升／下降时间等）等 ，可直接通过各种不同的测量获取结果。
脉冲编码调制实验报告
一、实验目的1. 了解脉冲编码调制（PCM）的工作原理和实现过程；2. 掌握PCM编译码器的组成和功能；3. 验证PCM编译码原理在实际应用中的有效性；4. 分析PCM编译码过程中可能出现的问题及解决方法。
二、实验原理脉冲编码调制（PCM）是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。
其基本原理是：首先对模拟信号进行抽样，使其在时间上离散化；然后对抽样值进行量化，使其在幅度上离散化；最后将量化后的信号编码成二进制信号。
PCM编译码器是实现PCM调制和解调的设备。
1. 抽样：抽样是指在一定时间间隔内对模拟信号进行采样，使其在时间上离散化。
抽样定理指出，为了无失真地恢复原信号，抽样频率必须大于信号最高频率的两倍。
2. 量化：量化是指将抽样值进行幅度离散化。
量化方法有均匀量化和非均匀量化。
均匀量化是将输入信号的取值域按等距离分割，而非均匀量化则是根据信号特性对取值域进行不等距离分割。
3. 编码：编码是指将量化后的信号编码成二进制信号。
常用的编码方法有自然二进制编码、格雷码编码等。
三、实验仪器与设备1. 实验箱：包括模拟信号发生器、抽样器、量化器、编码器、译码器等；2. 示波器：用于观察信号波形；3. 数字频率计：用于测量信号频率；4. 计算机软件：用于数据处理和分析。
四、实验步骤1. 模拟信号发生器输出一个连续的模拟信号；2. 通过抽样器对模拟信号进行抽样，得到一系列抽样值；3. 对抽样值进行量化，得到一系列量化值；4. 将量化值进行编码，得到一系列二进制信号；5. 将二进制信号输入译码器，恢复出量化值；6. 将量化值进行反量化，得到一系列反量化值；7. 将反量化值通过重建滤波器，恢复出模拟信号；8. 观察示波器上的信号波形，分析PCM编译码过程。
五、实验结果与分析1. 观察示波器上的信号波形，可以发现，通过PCM编译码过程，模拟信号被成功转换为数字信号，再恢复为模拟信号。
这验证了PCM编译码原理在实际应用中的有效性。
脉冲检定原理及应用
脉冲检定原理及应用脉冲检定原理是通过对脉冲信号的特征进行分析和判断来实现检测和测量的一种原理。
脉冲信号是一种时间限定的信号，其特点是幅度大、时间短，并且具有明确的起始时间和终止时间。
脉冲检定常见的应用领域包括雷达、通信、无线电测量等。
脉冲检定原理的核心思想是通过比较和判断脉冲信号的幅度、宽度、起始时间和终止时间等特征，来实现对信号的检测和测量。
具体而言，脉冲检测原理可以分为以下几个方面：1. 幅度检测：脉冲信号的幅度是指信号的电压或电流的峰值大小。
利用幅度检测可以确定脉冲信号的强弱，并可以根据不同的幅度范围来进行信号的分类和判断。
2. 宽度检测：脉冲信号的宽度是指脉冲信号在时间轴上持续的时间长度。
利用宽度检测可以确定脉冲信号的持续时间，并可以进行相应的时序分析和测量。
3. 起始时间检测：脉冲信号的起始时间是指脉冲信号开始的时间点。
利用起始时间检测可以确定脉冲信号的触发时间，并可以进行相应的时间测量和时序标定。
4. 终止时间检测：脉冲信号的终止时间是指脉冲信号结束的时间点。
利用终止时间检测可以确定脉冲信号的结束时间，并可以进行相应的时间测量和时序标定。
脉冲检定原理在许多应用领域中有广泛的应用。
以下是一些具体的应用例子：1. 雷达系统：雷达系统是利用电磁波进行目标探测和测量的一种技术。
通过对脉冲信号的幅度、宽度、起始时间和终止时间的检测，可以实现雷达系统对目标的距离、速度和方位角等参数的测量。
2. 通信系统：脉冲信号在通信系统中有广泛的应用，例如调制解调、时钟同步、误码检测等。
通过对脉冲信号的幅度、宽度、起始时间和终止时间的检测，可以实现信号的恢复和解码。
3. 无线电测量：无线电测量是利用无线电波进行测量和检测的一种技术。
通过对脉冲信号的幅度、宽度、起始时间和终止时间的检测，可以实现对无线电信号的解调和测量。
4. 医学成像：在医学成像中，例如超声波成像、放射性核素成像等技术中，通过对脉冲信号的幅度、宽度、起始时间和终止时间的检测，可以实现对人体组织和器官的成像和定位。
脉冲编码调制 (2)
脉冲编码调制简述脉冲编码调制（PulseCodeModulation），简称PCM。
脉冲编码调制就是把一个时间，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13折线法编码。
PCM的优点就是音质好，缺点就是体积大。
PCM可以提供用户从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。
PCM有两个标准（表现形式）：E1和T1。
脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统，是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统，但也是数据量最大的编码系统。
它是一种直接、简单地把语音经抽样、A/D转换得到的数字均匀量化后进行编码的方法，是其他编码算法的基础。
1.功能介绍PCM复用设备是采用了最新的大规模数字集成电路和厚薄膜工艺技术而推出的新一代高集成度单板PCM基群复接设备，它可以在标准的PCM30基群即2M传输通道上直接提供30路终端业务接口。
用户接口类型多样（包括语音、数据、图象），均以小型模块化部件方式装配到母板上，各种用户模块可以混合装配。
支持来电显示，可提供反极信令用于实时计费，具有集中监控功能，方便用户维护管理。
输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM信号)，经信道传输到达接收端，由译码器恢复出抽样值序列，再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。
通常，将量化与编码的组合称为模/数变换器（A/D变换器)；而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。
前者完成由模拟信号到数字信号的变换，后者则相反，即完成数字信号到模拟信号的变换。
什么是脉冲调制与解调
什么是脉冲调制与解调脉冲调制与解调是一种将模拟信号转换为数字信号的基本技术，在通信系统、数字信号处理等领域中得到广泛应用。
本文将介绍脉冲调制与解调的概念、基本原理以及常见的调制与解调方法。
一、脉冲调制（Pulse Modulation）脉冲调制是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的技术。
其基本原理是通过对模拟信号进行采样和量化，然后对量化值进行编码，最后形成离散的脉冲序列。
1. 采样（Sampling）在脉冲调制中，模拟信号需要以一定的频率进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的信号样本。
采样频率通常要满足奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号最高频率的两倍。
2. 量化（Quantization）采样后得到的信号样本是连续的模拟量，为了将其转换为离散的数字量，需要进行量化处理。
量化过程将连续的模拟量映射为离散的取值，通常采用均匀量化或非均匀量化方式。
3. 编码（Encoding）经过量化后，信号样本被映射为一系列离散的数值，接下来需要对这些数值进行编码。
常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、脉冲位置调制（PPM）等。
二、脉冲解调（Pulse Demodulation）脉冲解调是将脉冲调制过程中得到的离散数字信号，恢复为原始的模拟信号的技术。
在数字信号接收端，需要进行脉冲解调操作将数字信号转换为模拟信号，以便进行后续处理或输出。
常见的脉冲解调方法有：1. 脉冲幅度调制（PAM）脉冲幅度调制是指根据脉冲的幅度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的幅度变化，并还原为数字信号的幅度，从而恢复原始模拟信号。
2. 脉冲宽度调制（PWM）脉冲宽度调制是指根据脉冲的宽度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的宽度变化，并还原为数字信号的宽度，实现对原始模拟信号的解调。
3. 脉冲位置调制（PPM）脉冲位置调制是指根据脉冲的位置来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的位置变化，并还原为数字信号的位置，从而恢复原始模拟信号。
第4章 脉宽调制技术
4.1.2 PWM型逆变电路的控制方式
1.异步调制
载波信号和调制信号不保持同步关系的调制方式称为异步方式。在异步调 制方式中，调制信号频率fr变化时，通常保持载波频率fc固定不变，因而载波
比N是变化的。
在采用异步调制方式时，希望尽量提高载波频率，以使在调制信号频率较 高时仍能保持较大的载波比，改善输出特性。
般为8位或10位。
（5）通讯接口
芯片应备有用于外围通信的同步、异步串行接口的硬件或软件单元。
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2．几种新型单片微处理器简介
8xCl96MC系列
8xCl96MC是一个16位微处理器，其内部有一 个三相互补SPWM波形发生器，可直接输出6路 SPWM信号，驱动电流达20mA。
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4.3 电流跟踪型PWM逆变器控制技术
在不提高载波频率的前提下，消除所不希望的各谐波分量。
1．两电平PWM逆变器消除谐波的一般方法
23
24
2．三电平PWM逆变器消除谐波的方法
图4-14所示PWM逆变器，当S1、S2采用10、00、01开关模式时，则逆变器 输出电压具有三种电平，其输出PWM波形如下图所示。
图4-17 三电平PWM逆变器的输出电压波形
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4.4.2．反馈信号的测取
1.电压和电流反馈信号的测取
电压和电流反馈信号的检测一般有三种方法： ⑴电阻法：采用电阻分压，可将电压信号衰减至所需要的电平。将被测 电流通过已知电阻，测量其压降后可知被测电流。
电阻法的优点是电路简单，交直流信号皆适用。缺点是，如反馈控制电路 与主电路没有隔离，而两者的电压相差极大（几十倍至上百倍），万一主电路 的高电压通过反馈电路进入控制电路，将危及到控制系统的安全。而电阻法要 求分压器和分流器的电阻值稳定不变，这也是很难做到的。
信号频谱实验报告
信号频谱实验报告信号频谱实验报告引言：信号频谱是无线通信中的重要概念，它描述了信号在频率上的分布情况。
本次实验旨在通过实际测量和分析，探索不同信号的频谱特性，并深入了解信号频谱在通信系统中的应用。
实验一：连续波信号的频谱分析在实验一中，我们使用了频谱分析仪对连续波信号进行了频谱分析。
首先，我们选取了一个频率为1kHz的正弦波信号作为输入信号。
通过观察频谱分析仪的显示，我们发现该信号在频率为1kHz附近有一个峰值，并且在其他频率上几乎没有能量分布。
这说明了正弦波信号在频谱上呈现出单一的频率分布特性。
接下来，我们改变了输入信号的频率，分别选取了10kHz、100kHz和1MHz的正弦波信号进行频谱分析。
结果显示，随着频率的增加，信号的频谱分布范围也随之增大。
这说明高频信号具有更广泛的频谱分布特性。
实验二：脉冲信号的频谱分析在实验二中，我们对脉冲信号进行了频谱分析。
我们首先选取了一个周期为1ms的方波信号作为输入信号。
通过频谱分析仪的显示，我们观察到该信号在频谱上有一系列的谐波分量，其频率为基波频率及其整数倍。
这是因为方波信号可以分解为多个正弦波信号的叠加，每个正弦波信号对应一个谐波分量。
接下来，我们改变了方波信号的周期，分别选取了100μs、10μs和1μs的方波信号进行频谱分析。
结果显示，随着方波信号周期的减小，谐波分量的频率也相应增加。
这说明方波信号的频谱分布与其周期密切相关。
实验三：调制信号的频谱分析在实验三中，我们对调制信号进行了频谱分析。
我们选取了一个频率为1kHz 的正弦波信号作为载波信号，通过调制信号对其进行调制。
我们分别使用了幅度调制（AM）和频率调制（FM）两种调制方式。
通过频谱分析仪的显示，我们观察到幅度调制信号在频谱上出现了两个峰值，分别对应了载波信号和调制信号的频率。
而频率调制信号在频谱上呈现出一系列的频率偏移。
这说明调制信号的频谱特性与调制方式密切相关。
结论：通过本次实验，我们深入了解了信号频谱的特性和应用。
EVM相关知识及测量方法
EVM相关知识及测量方法2021-05-10EVM根底知识EVM表征的是调制精度，是衡量现代无线通信系统中数字调制质量的一项关键指标。
EVM 是发射信号的理想的测量分量I〔同相位〕和Q〔正交相位〕〔称为基准信号“R〞〕与实际接收到的测量信号“M〞的I和Q分量幅值之间的矢量差。
EVM适用于每一个发射和接收的符号。
EVM是一个幅值量，表示为一个百分比，但是每个测量点上的相位和幅值误差都是要测量的。
很多信号都要测量EVM。
实际上，EDGE标准要求要在200个以上的突发脉冲上测量EVM，因此它通常指的是RMS或者峰值EVM。
RMS EVM定义为平均误差矢量功率与平均基准功率的比值的平方根。
峰值EVM是在测量区间内出现的最大EVM。
通过EVM值可以观察到信号的质量，这是眼图或BER测量之类的其他性能指标无法表征的。
EVM与误码率成正比，但是它比眼图或BER测试的速度更快，并且能够提供更多可供观察判断的信息。
EVM和信噪比〔SNR〕以及信号与噪声加失真比〔SNDR〕也有直接的关系。
我们可以通过EVM判断通信系统不同层次引入的实际误差，这能够帮助设计者查找某些具体的问题。
测量EVM的另外一个优势在于它的测量设置比拟简单。
我们需要使用一台射频矢量信号发生器，因为测量过程需要一个信号源产生射频系统发射和接收的调制信号。
另外，需要使用一个矢量信号分析仪采集和分析DUT的输出信号，它能够将接收到的信号分解成I和Q分量，解调或恢复出原始的发射状态。
根据所测得的I和Q值，参照解调状态的理想I、Q值即可计算出EVM。
复杂性在于测试仪中内置的内部算法或外部软件，它们要能够产生并分析各种调制机制。
相比将大量的数据传输到PC机中进行处理的方式，将算法植入测试仪之后，信号生成和信号分析的速度都加快了。
星座图显示，增大EVM会导致出现重叠状态和误码。
在不同的调制方式下，相同的EVM 可能具有不同误码率，因为它们的符号状态比拟接近或者相差较大。
脉冲调制信号分析与测量方法
脉冲调制信号分析与测量方法【摘要】本文主要介绍用频谱分析仪对脉冲调制信号脉冲频谱载波功率进行直接测量后转换成峰值功率的方法，并系统地分析了窄带和宽带状态下脉冲调制信号频谱及功率测量的差别。
这对雷达信号应用时的脉冲功率测量具有实用性。
【关键词】线状谱；脉冲谱；脉冲退敏因子1.概述脉冲波形是雷达和数字通信系统中的一类重要信号。
脉冲调制信号的测量较之连续波形可能会遇到更多的困难。
当频谱仪采用窄的分辨率带宽（RBW）时，显示频谱呈现出离散的谱线，当采用宽的分辨率带宽（RBW）时，这些谱线便融合到一起，频谱呈现出连续状。
在这样的测量条件下，频谱分析仪的调节对被测结果会产生严重影响。
2.脉冲波形的频谱脉冲重复频率为PRF=fmod调制频率，脉冲周期为T，脉冲宽度为τ，脉冲幅度为1单位。
依据单脉冲的傅氏变换理论得脉冲的频域表示为：频谱的零点发生在当f=±1/τ的整数倍处，脉冲波形的频谱形状与图2相同，横轴为频率f，中心为频率零点，纵轴为幅度。
频谱的幅度与脉宽τ成正比，这意味着脉冲越宽，脉冲的能量越大。
绝大部分脉冲能量都处在频率低于f=|±1/τ|的主瓣内。
在频域中，随着时域脉宽τ的减小，第一个零点移向较高的频率。
因此，脉冲越窄，它在频域中的带宽就越宽。
因为较窄的脉冲要求瞬时电压变化得更快，电压的变化较快意味着有更多的高频成分，即时域中的电压变化越快，频域中的带宽越宽。
脉冲串是由周期性地复制所形成的。
由于其波形是周期波形，依据脉冲周期波形的傅氏级数的时域表示为：该波形具有τ/T的直流分量，这恰好是脉冲波形的平均值。
信号的谐波将处在该波形的基频即f=1/T的整数倍处。
谐波的总体形状或包络呈现（sinx）/x特性，频谱形状的大部分能量集中在主瓣和邻近旁瓣，这是与单脉冲的傅氏变换相同的形状。
在1/τ的整数倍处出现频谱包络的零点。
脉冲串频谱的幅度取决于波形的占空比。
占空比是脉冲宽度与周期之比，即占空比=τ/T。
通信原理脉冲编码调制解调实验实验报告
实验二脉冲编码调制解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1、信号源模块一块2、②号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干四、实验结果（给出各观测波形和观测点频率幅度等信息）观测PCM编、译码波形。
1）用示波器观测各测试点以及PCM编码输出点“PCMOUT-A”和解调信号输出点“SIN OUT-A”输出的波形。
2）改变位时钟为2.048M（将S4设为“0100”），观测PCM调制和解调波形。
3）改变K1、K2开关，观测PCM调制和解调波形。
4）从信号源引入非同步正弦波，调节W4改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz或小于300Hz，观察点“PCMOUT-A”、“SIN OUT-A”的输出波形，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400Hz或小于300Hz时，PCM解码信号的幅度急剧减小）。
五、实验思考题1、W681512PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给W681512提供2.048MHz的时钟？答：输出速率为2.08Kb/s。
PCM编码器在同步工作时，对于发送和接收两个方向应当用相同的时钟。
2、为什么实验时观察到的PCM编码信号总是随时变化的？答：因为采样频率和输入信号的频率不是有规律的整数倍的关系，所以抽样的信号点时刻不是一样的，编码输出的信号也即不一样，实时观察的信号就是随时变化的。
脉冲法的基本原理及应用
脉冲法的基本原理及应用1. 脉冲法的基本原理脉冲法是一种用脉冲信号来测量物体性质的方法。
它基于脉冲信号的特性和物体与信号之间的相互作用来获取物体信息。
脉冲法具有以下基本原理：•发送脉冲信号：在脉冲法中，首先需要发送一个脉冲信号。
这个信号可以是电磁波、声波或其他类型的波。
通过控制脉冲的幅度、频率和形状，可以对测量进行调整。
•信号传播和反射：脉冲信号发送后，会在被测物体上传播。
根据物体的性质，信号可能会传播、吸收或反射。
传播和反射的特性提供了测量物体性质的基础。
•接收信号并分析：接收器会接收到由物体反射回来的信号。
接收到的信号将经过分析，以确定物体的性质。
分析可能涉及信号的幅度、频率、相位等方面的测量。
2. 脉冲法的应用脉冲方法广泛应用于各个领域，以下列举了一些主要的应用：2.1 非破坏性测试脉冲法在非破坏性测试中被广泛使用。
它可以用来检测和评估物体的结构完整性，如钢铁结构、建筑材料、管道等。
通过发送脉冲信号并观察信号的反射，可以检测出裂缝、孔洞、缺陷等问题。
2.2 医学成像医学领域中的脉冲法应用主要用于成像。
例如，超声波成像就是一种基于脉冲法的成像技术。
通过发送超声脉冲信号并测量其被人体组织反射的时间和强度，可以生成人体内部的图像，用于诊断和疾病监测。
2.3 电子通信脉冲法在电子通信中也有广泛的应用。
例如，调制解调器使用脉冲方法来调制和解调信号。
脉冲调制技术可以将模拟信号转换为数字信号进行传输，同时脉冲解调可以将数字信号还原为模拟信号。
2.4 激光雷达在激光雷达中，脉冲法用于测量目标物体的距离。
通过发送光脉冲并测量它们被目标物体反射后返回的时间，可以计算出物体与激光雷达之间的距离。
这种技术在无人驾驶、机器人导航和地质勘探等领域有广泛的应用。
2.5 粒子加速器脉冲法也在粒子加速器中得到应用。
粒子加速器通过加速和碰撞粒子来研究物质的性质。
脉冲法被用于探测和测量粒子撞击时产生的能量变化和粒子轨迹，以研究物质的结构和性质。
实验十二脉冲编码调制PCM实验
实验十二脉冲编码调制PCM实验【实验目的】1、加深对PCM 编码过程的理解。
2、熟悉PCM 编、译码专用集成芯片的功能和使用方法。
3、了解PCM 系统的工作过程【实验环境】1、实验分组：两人一组或者单人2、设备：通信实验箱，数字存储示波器【实验原理】1.PCM 基本工作原理:脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化、编码的过程。
所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。
它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
在该实验中，抽样速率采用8KHz。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。
所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。
由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方式。
PCM的原理如图5-1 所示。
话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码，转换成二进制码。
对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8 位码，即共有28=256 个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大，如图5—2所示。
实际中广泛使用的是两种对数形式的压缩特性：A 律和μ律。
电路中的脉冲调制与解调设计与分析
电路中的脉冲调制与解调设计与分析在现代电子通信中，脉冲调制与解调是至关重要的技术。
它们被广泛应用于各种通信系统，如无线电通信、数字电视和移动通信等。
在这篇文章中，我们将探讨脉冲调制与解调的原理、设计和分析方法。
一、脉冲调制（Pulse Modulation）的原理和应用脉冲调制是一种将信息信号转换成脉冲信号的技术。
它主要包括脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，简称PAM）、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）和脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，简称PPM）。
1.1 脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）脉冲幅度调制是通过改变脉冲的幅度来传输信息信号。
具体而言，它的原理是将连续的模拟信号进行采样，然后根据模拟信号的幅度变化来改变脉冲的幅度。
在解调端，可以通过测量脉冲幅度来恢复出原始的模拟信号。
脉冲幅度调制主要应用于音频信号的传输，如电话系统。
它具有简单、成本低廉的优点，但信号质量相对较差。
1.2 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）脉冲宽度调制是通过改变脉冲的宽度来传输信息信号。
与脉冲幅度调制不同的是，脉冲宽度调制不关注脉冲的幅度变化，而是通过改变脉冲的宽度来携带信息。
脉冲宽度调制主要应用于数字信号的传输，如电机控制系统中的速度控制。
它具有高效率、抗干扰能力强的优点，但需要精确的解调技术来恢复原始信号。
1.3 脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）脉冲位置调制是通过改变脉冲的位置来传输信息信号。
它与脉冲宽度调制类似，但是脉冲位置调制关注的是脉冲的位置变化。
脉冲位置调制主要应用于稳定性要求较高的系统中，如卫星通信、雷达系统等。
它具有传输容量大、抗噪声能力强的优点，但需要较复杂的解调电路。
二、脉冲解调（Pulse Demodulation）的原理和方法脉冲解调是将脉冲信号转换成原始信息信号的过程。
北京理工大学电子测量实验指导
信号源、示波器、频谱仪综合实验。
二、实验目的熟悉信号源、示波器、频谱仪的基本操作和信号基本参数的测量。
三、实验设备四、实验内容1.连续波信号参数测量（1）使用频谱仪测量信号频率、功率、相位噪声；（2）使用示波器测量信号时域波形、频谱（FFT）、抖动；（3）对比（1）-（2）中的频谱和相位噪声测量结果, 并与信号源参数对比；2.脉冲调制信号参数测量（1）设置信号源产生脉冲调制信号及其基带信号, 设置脉宽（10us）, 脉冲周期PRT（40us）, 载波信号功率（0dBm）, 载波频率（2.0GHz）。
（2）使用频谱仪测量信号频谱并与设置参数对比分析；（3）频谱仪作为下变频器使用, 输出中频信号到示波器。
示波器两个通道分别测量频谱仪输出的中频信号和信号源输出的低频信号, 分析参数；（4）用示波器测量低频信号的上升时间, 与信号源参数对比。
1.使用频谱仪测量连续波信号参数（1）熟悉实验所用信号源、频谱仪的操作和参数；（2）连接信号源与频谱仪；（3）设置信号源, 在高中低不同频段分别输出不同频率信号, 信号功率设为0dBm；（4）使用频谱仪测量信号源输出信号频率、功率、相位噪声, 要求测量高中低3个频点, 记录测量结果；注意频谱仪VBW/RBW、SPAN、REF等参数对测量结果的影响；（实验前查询资料, 熟悉怎样用频谱仪测量相位噪声）；（5）关闭信号源射频输出, 断开与频谱仪的连接。
2.使用示波器测量连续波信号参数（1）熟悉实验所用信号源、示波器的操作和参数；（2）连接信号源与示波器；（3）设置信号源, 在不同频点分别输出信号；（4）使用示波器观测信号时域波形, 测量信号幅度, 与信号源设置功率值对比；（5）用示波器数学运算功能观测信号频谱（FFT）, 与频谱仪的测量结果对比；（6）选择第1项实验中的较低频点, 使用示波器测量信号抖动；（7）根据相位噪声与时间抖动的关系, 对比分析频谱仪与示波器的测量结果, 并与信号源参数对比。
PWM脉宽调制方法介绍
脉冲宽度调制脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。
一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz之间。
许多微控制器内部都包含有PWM控制器。
例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。
占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。
执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：* 设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期* 在PWM控制寄存器中设置接通时间* 设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚* 启动定时器* 使能PWM控制器PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点，而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。
调制深度检测方法
调制深度检测方法
调制深度检测方法主要有以下两种：
方法一：幅度调制检测
1. 准备实验装置：激光器、SA样品、光学元件、探测器等。
2. 将SA样品固定在实验台上，并将激光器的输出光束通过透镜聚焦到SA 上。
3. 利用探测器测量经过SA样品后的激光脉冲能量，记录探测器的输出信号。
4. 改变激光脉冲的功率，重新测量探测器的输出信号，记录数据。
5. 根据不同功率下的探测器输出信号，绘制SA的吸收系数与深度的关系曲线。
SA调制深度定义为吸收系数下降到初始吸收系数的一半所对应的深度。
方法二：通过频谱分析检测
1. 打开调制：调制类型选择幅度调制，载波频率和载波幅度根据具体情况设置。
2. 设置FFT的中心频率和水平档位，以提供一个清晰的FFT波形。
3. 设置FFT的点数以保证频率分辨率和减少运算时间。
4. 配置过程包括设置时基、存储深度、数学操作符、配置菜单、窗口类型、显示模式等。
5. 设置完成后，进入搜索菜单调整阈值以显示较少的峰值，方便从表格中读取结果。
然后进入配置菜单按下重置。
6. 根据FFT的输出结果计算调制深度。
以上是调制深度检测的两种方法，可以根据具体情况选择适合的方法进行操作。
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脉冲调制信号分析与测量方法
【摘要】本文主要介绍用频谱分析仪对脉冲调制信号脉冲频谱载波功率进行直接测量后转换成峰值功率的方法，并系统地分析了窄带和宽带状态下脉冲调制信号频谱及功率测量的差别。
这对雷达信号应用时的脉冲功率测量具有实用性。
【关键词】线状谱；脉冲谱；脉冲退敏因子
1.概述
脉冲波形是雷达和数字通信系统中的一类重要信号。
脉冲调制信号的测量较之连续波形可能会遇到更多的困难。
当频谱仪采用窄的分辨率带宽（RBW）时，显示频谱呈现出离散的谱线，当采用宽的分辨率带宽（RBW）时，这些谱线便融合到一起，频谱呈现出连续状。
在这样的测量条件下，频谱分析仪的调节对被测结果会产生严重影响。
2.脉冲波形的频谱
脉冲重复频率为PRF=fmod调制频率，脉冲周期为T，脉冲宽度为τ，脉冲幅度为1单位。
依据单脉冲的傅氏变换理论得脉冲的频域表示为：
频谱的零点发生在当f=±1/τ的整数倍处，脉冲波形的频谱形状与图2相同，横轴为频率f，中心为频率零点，纵轴为幅度。
频谱的幅度与脉宽τ成正比，这意味着脉冲越宽，脉冲的能量越大。
绝大部分脉冲能量都处在频率低于f=|±1/τ|的主瓣内。
在频域中，随着时域脉宽τ的减小，第一个零点移向较高的频率。
因此，脉冲越窄，它在频域中的带宽就越宽。
因为较窄的脉冲要求瞬时电压变化得更快，电压的变化较快意味着有更多的高频成分，即时域中的电压变化越快，频域中的带宽越宽。
脉冲串是由周期性地复制所形成的。
由于其波形是周期波形，依据脉冲周期波形的傅氏级数的时域表示为：
该波形具有τ/T的直流分量，这恰好是脉冲波形的平均值。
信号的谐波将处在该波形的基频即f=1/T的整数倍处。
谐波的总体形状或包络呈现（sinx）/x特性，频谱形状的大部分能量集中在主瓣和邻近旁瓣，这是与单脉冲的傅氏变换相同的形状。
在1/τ的整数倍处出现频谱包络的零点。
脉冲串频谱的幅度取决于波形的占空比。
占空比是脉冲宽度与周期之比，即占空比=τ/T。
脉冲串频谱的总体形状由脉冲宽度决定，脉冲频谱包络零点间隔=1/τ，而脉冲重复频率PRF=谱线间隔如图1所示。
3.线状谱
当频谱仪的RBW足够窄时，显示器上将清楚地表示出每一根谱线如图1、图3所示。
对脉冲波形的线状谱显示一般要求为RBW1.7PRF。
当RBW?PRF（谱线间隔），即因PRF很小而不能被RBW分辨谱线间隔时，则在RBW内一次将出现不止一根谱线而形成连续的脉冲谱如图4中绿色谱线所示。
RBW越大，测量中包含的谱线越多，被测的脉冲谱的幅度也越大。
如图4中的谱线包络明显比图3中相应谱线包络增高。
RBW增大1倍将使测量中包含的谱线数增加1倍，造成显示幅度增加6dB。
因此测得的被测幅度取决于RBW。
但RBW必须不致过宽，否则，脉冲谱的包络零点可能消失。
RBW必须保持小于1/τ（频谱包络零点间隔）。
一般综合要求为1.7PRF<RBW<0.1/τ。
5.脉冲射频信号
脉冲射频信号是由对射频载波进行脉冲调制（即利用脉冲串使载波接通和断开）来导出。
当打开脉冲时，射频的幅度（脉冲调制信号峰值功率PPEAK）与未调制时的载波幅度PCAR相同。
雷达信号是脉冲射频信号的一个常见例子。
依据傅氏变换对的调制特性可导出脉冲射频频谱，调制特性的变换对为x（t）cos （2πf0t）→1/2[X（f-f0）+X（f+f0）]，调制信号x（t）的频谱X（f）位于载波频率的中心处。
在脉冲射频信号的情况下，调制信号是脉冲串，所以（sinx）/x型频谱不再以原点为中心，而是以载波频率f0为中心（作为原点参考）。
主瓣的宽度是旁瓣的2倍，主瓣的包络离开载波在Δ=1/τ点通过零值。
离散的谱线间隔=PRF，旁瓣间的零点间隔=Δ=1/τ。
如图3、图4所示。
6.脉冲的退敏因子
电压有效值：
，
功率有效值：
PA VG是平均功率。
从图3可清楚地看出主瓣中心频谱分量=脉冲频谱载波功率=脉冲射频信号功率有效值（即平均功率）与脉冲波形的占空比τ/T成正比。
脉冲射频信号波形电压的有效值为URMS=UCAR×（τ/T）。
式中UCAR是恒定载波电压有效值。
由于频谱仪通常被校准成用来测量谱线的有效值（RMS），常用V为单位加以表示，转换成用功率dB表示故取20lg。
用分贝表示功率有效值为：PRMS=[PCAR/dB+20lg（τ/T）]dB=PA VG=脉冲频谱载波功率。
式中PCAR/dB为载波功率的数值。
线状谱的脉冲退敏因子定义为aL=20lg（τ/T），它表示连续载波功率与脉冲频谱载波功率差（以dB为单位），这个公式只适用于线状谱。
对于脉冲谱，除脉冲宽度τ外，被测幅度还与频谱仪的RBW有关。
脉冲谱的退敏因子定义为aP=20lg（1.5RBW×τ）。
线状谱的峰值功率计算方法为PPEAK=PCAR=PA VG-aL；脉冲谱的峰值功率计算方法为PPEAK=PCAR=PA VG-aP。
退敏可比作测量仪器的灵敏度损失，但仪器并不是真正不太灵敏，而是波形的平均功率减小，这将反映在对它的测量上。
频率仪的工作范围（或衰减器调节）应根据连续载波的功率电平来设定。
否则，信号的峰值
功率可能使频谱仪的输入电路过载。
对于占空比小的信号，被测幅度将远小于峰值信号功率，迫使被测响应显著小于频谱仪的满刻度响应。
这个效应减小了频谱仪可用来测量的动态范围。
7.窄带与宽带状态下脉冲调制信号分析与测量
本例采用MG3692A信号源产生被测信号，将其进行设置如下：载波频率f0=5GHz，载波功率PCAR=PPEAK=-10dBm；打开内脉冲调制，脉宽τ=0.1ms 不变，PRF=1kHz，100Hz，10Hz；将其输出的脉冲射频信号连接至频谱仪输入端。
频谱仪设置为中心频率5GHz，参考电平0dBm，扫宽Span=10/τ=100kHz测量平均功率。
图3为窄带测量线状谱（RBW=0.3PRF），谱线中心频标1测量值为无调制载波功率，即峰值功率（PPEAK=PCAR）；谱线中心频标2、3、4测量值为脉冲调制的脉冲频谱载波功率，即平均功率（PA VG）。
各参数设置及功率测量结果详见表1。
从图3及表1测量结果中可以看出，脉冲调制时平均功率比载波功率降低的幅度与退敏因子aL相一致。
当占空比τ/T减小10倍，线状谱退敏因子aL减小20dB，即图3谱线中心测量幅度减小20dB。
但计算的峰值功率均与载波功率相一致。
图4为宽带测量脉冲谱（RBW=3～10PRF），谱线中心频标1、2、3、4测量值的含义均同上所述。
各参数设置及功率测量结果详见表2。
从图4和表2测量结果中可以看出，各脉冲参数均与表1相同，唯一不同的是宽带测量RBW≥PRF。
当RBW?PRF（谱线间隔）时，脉冲载波功率增大。
如图4中频谱包络幅度比图3中的相应幅度明显增高，即退敏因子增大。
脉冲调制时平均功率比载波功率降低的幅度与退敏因子aP相一致。
当τ=0.1ms不变，而RBW增加3倍（或10倍），则脉冲谱退敏因子aP增大约10dB（或20dB），即图4谱线中心测量幅度增大约10dB（或20dB）。
但计算的峰值功率均与载波功率相同。
综上所示，窄带状态下平均功率测量取决于波形的占空比τ/T，而宽带状态下平均功率测量则取决于有效脉冲带宽 1.5RBW×τ。
无论是哪种状态，测量“退敏”便意味着测出的读数将减小。
雷达信号应用时其脉冲参数是在不断改变的，脉宽τ和PRF不是固定的，因此无法通过功率计测量的平均功率计算得到峰值功率。
但只要正确设置频谱仪，在测出的平均功率上减去相应的退敏因子便可得到脉冲调制信号峰值功率，即未调制时的载波功率。
参考文献
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