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

1、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 一块

2、①号模块 一块

3、60M 双踪示波器 一台

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，就是脉冲增幅调制的原理。

自然抽样

平顶抽样

)

(t m )

(t T

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，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号m

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“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。

（2）将模块一上K1选到“自然”。

（3）关闭电源，连接

表3-1 抽样实验接线表

(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）。

图3-1 2KHz模拟信号

图3-2 自然抽样PAM输出

分析：抽样定理表明个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤

H

f 21

秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号m s (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

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”。

图3-3 2K同步正弦波输出

图3-4 平顶抽样输出

分析：抽样定理表明个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤

H

f 21

秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。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3-5 2K 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

表3-3 PAM解码实验接线表

（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) (-∞

五、实验总结

通过这次试验验证了抽样定理的正确性，加深了我对抽样定理的理解，同时也了解了PAM信号的形成以及解调过程。