通原实验2-PAM实验
通信原理实验指导书(8个实验)
实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实训一、实验目的1、熟悉各种时钟信号的特点及波形；2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验设备与器件1、通信原理实验箱一台；2、模拟示波器一台。
三、实验原理1、CPLD 可编程模块电路的功能及电路组成CPLD可编程模块（芯片位号：U101）用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和数字信号。
它由 CPLD可编程器件 ALTERA公司的 EPM7128(或者是Xilinx 公司的 XC95108)、编程下载接口电路（J104）和一块晶振（OSC1）组成。
晶振用来产生系统内的16.384MHz 主时钟。
本实验要求参加实验者了解这些信号的产生方法、工作原理以及测量方法，才可通过CPLD可编程器件的二次开发生成这些信号，理论联系实践，提高实际操作能力，实验原理图如图1-1 所示。
2、各种信号的功用及波形CPLD 型号为 EPM7128 由计算机编好程序从 J104 下载写入芯片，OSC1 为晶体，频率为 16.384MHz，经 8 分频得到 2.048MHz 主时钟，面板测量点与EPM7128 各引脚信号对应关系如下：SP101 2048KHz 主时钟方波对应 U101EPM7128 11 脚SP102 1024KHz 方波对应 U101EPM7128 10 脚SP103 512KHz 方波对应 U101EPM7128 9 脚SP104 256KHz 方波对应 U101EPM7128 8 脚SP105 128KHz 方波对应 U101EPM7128 6 脚SP106 64KHz 方波对应 U101EPM7128 5 脚SP107 32KHz 方波对应 U101EPM7128 4 脚SP108 16KHz 方波对应 U101EPM7128 81 脚SP109 8KHz 方波对应 U101EPM7128 80脚SP110 4KHz 方波对应 U101EPM7128 79脚SP111 2KHz 方波对应 U101EPM7128 77脚SP112 1KHz 方波对应 U101EPM7128 76脚SP113 PN32KHz 32KHz伪随机码对应U101EPM7128 75脚SP114 PN2KHz 2KHz伪随机码对应U101EPM7128 74脚SP115 自编码自编码波形，波形由对应 U101EPM7128 73 脚J106 开关位置决定SP116 长 0 长 1 码码形为1、0 连“1”对应 U101EPM7128 70脚、0 连“0”码SP117 X 绝对码输入对应 U101EPM7128 69 脚SP118 Y 相对码输出对应 U101EPM7128 68 脚SP119 F80 8KHz0 时隙取样脉冲对应 U101EPM7128 12 脚此外，取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
实验一 PAM实验
电话接口（左）PAM
K701
PAM 限带（左）
测试信号（右）
不限带（右）
K702
语音 限带器
缓 冲
抽样门
缓 冲
低通 滤波器
内部（左） TDMF2
K001
抽样脉冲 产生器
外部（右） 平顶抽样（左） TDMF2
KQ02
自然抽样（右）
4、脉冲调幅与解调系统实验工作原理
b、爱护仪器设备
仪器在使用过程中，不必经常开关电源。 仪器在使用过程中，不必经常开关电源。 切忌无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。 切忌无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。 无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮 仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 随便调换配件 注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ 注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ ），切勿超过 当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试， 当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然 后逐渐减小量程。 后逐渐减小量程。
还原信号
(2-1)脉冲调幅与解调系统各单元电路构成 (2-1)脉冲调幅与解调系统各单元电路构成
1）语音限带器
一般用运算放大器和阻容器件组成一个两级二阶巴特沃斯有 源低通滤波器,技术标准为：3dB带宽频率为3400Hz， 带宽频率为3400Hz 源低通滤波器,技术标准为：3dB带宽频率为3400Hz，用于限制最 高的信号频率，确保模/数变换性能，提高通信质量。 高的信号频率，确保模/数变换性能，提高通信质量。其电路构 成电原理图： 成电原理图：
2、脉冲调幅与解调系统组成
通信原理实验报告 各种模拟信号源实验
《通信原理》课程实验报告实验项目名称：各种模拟信号源实验院系：专业：指导教员：学员姓名：学号：成绩：学员姓名：学号：成绩：实验地点：完成日期：年月日一、实验目的和要求1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途；2、分析测量各种模拟信号触发及幅度、频率等调节方法。
二、实验内容及电路工作原理1、用示波器在相应测试点上测量并观察：同步正弦波信号、非同步简易信号、电话语音输出信号、音乐信号及话音发送与接收信号等的波形。
2、掌握同步正弦波幅度调节、非同步正弦波幅度调节与频率调节、音乐信号触发及用户终端回波衰减测量。
3、模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步简易正弦波信号、音乐信号及话路用户电路和音频功放电路。
图2-1 通信原理实验箱2（一）方波信号直接使用示波器检测方波信号的波形，并记录 （二）同步信号源（同步正弦波发生器）1、功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2kHz 正弦波信号，可作为抽样定理PAM 、增量调制CVSD 编码、PCM 编码实验的输入音频信号。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为取样及编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的取样及编码数字信号波形。
2、电路原理图2-2为同步正弦信号发生器的电路图。
它由2kHz 方波经高通滤波器、低通滤波器和输出放大及跟随等电路三部分组成。
由CPLD 可编程器件U101产生的2kHz 方波信号，经R201接入本电路。
TP111为其测量点。
U201A 及周边的阻容网络组成一个截止频率为234HZ 高通滤波器和截止频率为2342HZ 的低通滤波器，用以滤除2kHz 方波的各次谐波，输出2kHz 正弦波，TP202“同步输出”铜铆孔为其输出点。
2kHz 正弦波通过铜铆孔输出可供2kHz 正弦波通过铜铆孔输出可供PAM 、PCM 、CVSD （△M ）模块使用。
W201用来改变输出同步正弦波的幅度。
图2-2 同步正弦信号发生器电路图（三）非同步信号源1、功用非同步正弦波信号源是一个简易信号发生器，它可产生频率为0.3～10kHz 频率可调的正弦波信号，输出幅度为0～10V （一般使用范围0～4V ）连续可调。
普通双边带调幅与解调
太原理工大学现代科技学院通信原理课程实验报告专业班级通信0902学号20091姓名指导教师太原理工大学现代科技学院实验报告实验名称 普通双边带调幅与解调 同组人 房学涛 专业班级 通信0902 学号 200910 姓名 成绩 实验二 普通双边带调幅与解调实验 一、实验目的 1. 掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。
2. 掌握二极管包络检波原理。
3,. 掌握调幅信号的频谱特性。
4. 了解普通双边带调幅与解调的优缺点。
二、实验内容 1. 观察普通双边带条幅波形。
2． 观察偶同双边带调幅波形的频谱。
3. 观察普通双边带解调波形。
三、实验器材 1. 信号源模块 2. PAM/AM 模块 3. 终端模块 4. 频谱分析模块 5. 20M 双踪示波支器 一台 6. 频率计（可选） 一台 7. 音频信号发生器（可选） 一台 8. 立体声单放机（可选） 一台 9． 立体声耳机 一副 10. 迎接线 若干 四、实验原理 1. 普通双边带调幅 所谓调制，就是在传送信号的一方（发送端）将所要传送的信号（它的频率一般是较低的）“附加”在高频振荡信号上。
脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等，然后再用这已调脉冲对载波进行调制，脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………太原理工大学现代科技学院实验报告调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化，这变化周期与调制信号的周期相同，振幅变化与调制信号的振幅成正比。
2. 普通双边带解调在解调电路中，采用二极管包络检波对调幅信号进行解调。
五、实验步骤1. 将信号源模块、PAMAM模块、频谱分析模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2. 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。
抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验
实验二：抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验一、实验目的通过本实验，学生应达到以下要求：1、观察并了解PAM信号形成、平顶展宽、解调和滤波等过程；2、验证并理解抽样定理，掌握对频谱混叠现象的分析方法；3、观察时分多路系统中非理想信道之间的路际串话现象，分析并掌握其形成原因。
二、实验内容本实验课完成以下实验内容：采用专用集成抽样保持开关完成对输入信号的抽样；多种抽样时隙的产生；采用低通滤波器完成对PAM信号的解调；测试出入信号频率与抽样频率之间的关系，观察频谱混叠现象，验证抽样定理；多路脉冲条幅（PAM）；观察并测试时分多路PAM信号和高频串话。
三、实验原理在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用( FDM) 通信系统和时分多路复用( TDM) 通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号好称为脉冲调幅信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
抽样定理：fs>2fh,才能从抽样信号中可以无失真的恢复出原信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。
抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。
抽样量化编码信道解码滤波收定时发定时PAM语音信号语音信号PAM图2-1 单路PCM系统示意图作为例子，图2-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
通信原理实验二 抽样定理实验(PAM)
实验数据
1、对2K正弦基波用不同方波进行抽样的过程：
（1）、4KHZ方波A
（2）8KHZ方波A
（3）16KHZ方波A
由上面3个图的比较可知，对基波信号进行抽样的抽样脉冲即方波A的频率越大，在一个周期内的抽样点就越多，PAM输出点的波形就越接近基波信号。频谱更密集。
实验原理
1、图8-1是模拟信号的抽样原理框图。
图8-1模拟信号的抽样原理框图
实际上理想冲激脉冲串物理实现困难，实验中采用DDS直接数字频率合成信源产生的矩形脉冲来代替理想的窄脉冲串。
抽样信号规定在音频信号300~3400Hz范围内，由信号源模块提供。抽样脉冲的频率根据抽样定理的描述，应大于或等于输入音频信号频率的2倍。
抽样信号和抽样脉冲送入模拟信号数字化模块抽样电路中，产生PAM抽样信号。
3、抽样信号的还原
若要解调出原始语音信号，将抽样信号送入截止频率为3400Hz的低通滤波器即可。
图8-2抽样信号的还原原理框图
实验仪器
1、信号源模块一块
2、模拟信号数字化模块一块
3、20M双踪示波器一台
4、带话筒立体声耳机一副
5、频谱分析仪一台
4、实验连线如下：
信号源模块模拟信号数字化模块
2K正弦基波——————抽样信号
DDS-OUT——————抽样脉冲
模拟信号数字化模块内连线
PAM输出———————解调输入
5、不同频率方波抽样
（1）信号源模块“DDS-OUT”测试点输出选择“方波A”，调节“DDS调幅”旋转电位器，使其峰峰值为3V左右。
贵州大学实验报告
学院：计信学院专业：网络工程班级：091
通信原理报告实验一
大连理工大学本科实验报告课程名称：通信原理实验学院（系）：生物医学工程系专业：生物医学工程班级：电医1301学号：*********学生姓名：**2016年 5 月12 日实验一PAM编译码器系统一、实验原理1.实验原理框图2.实验电路图二、实验内容1．近似理想抽样脉冲序列测量结果分析：通道1代表正弦波的输入信号（J005），频率为574.71Hz，幅值为988.75mV，通道2代表抽样脉冲序列信号（TP703）由图中可以看出抽样脉冲信号的包络与正弦信号相对应，但是抽样信号是由一个个的窄脉冲构成，抽样脉冲信号与正弦信号的对应关系比较好，说明抽样得到的信号可以通过重建得到原信号。
2．理想抽样重建信号观测结果分析：通道1为正弦输入信号，通道2 为理想抽样重建信号，可以看出重建后的信号与原信号的频率相同，只是相位发生变化，信号幅度也不一样了，但这并不代表重建失败，只要重建后的信号与原信号频率一样，就说明重建成功。
3．平顶抽样脉冲序列测量结果分析：通道1为正弦输入信号，通道2为平顶脉冲抽样信号，平顶抽样和理想抽样不一样，理想抽样是对整个信号幅度抽样，而平顶抽样只对信号的包络线进行抽样，但是可以看出抽样脉冲序列也是由一个个抽样脉冲组成。
4．平顶抽样重建信号观测结果分析：通道1为正弦输入信号，通道2为平顶抽样重建信号，从图中可以看出，两条黑线之间夹的信号刚好为一个周期，说明重建成功，只是发生了相移和信号幅度的变化。
5．信号混叠观测结果分析：通道1为正弦输入信号，可以发现重建后的信号与原信号的频率并不相同，说明重建失败，这是因为采用频率低于信号最高频率的2倍时，会发生混叠，导致不能恢复原信号。
三、实验思考题1.当fs>2fh和fs<2fh时，低通滤波器输出（TP704）的波形是什么？总结一般规律。
答：当fs>2fh时，低通滤波器输出的信号是与输入信号相同的波形，因为此时信号频谱没有发生混叠，所以可以恢复出原信号。
通信原理实验报告PAM实验
PAM实验一、实验目的1、验证抽样定理、观察PAM信号形成的过程、学习中频抽样的基本方法；2、了解混迭效应产生的原因；3、熟悉matlab仿真；二、实验仪器1、J H5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱一台2、双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验原理利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
采样频率一般大于2fh 。
当采样频率小于2fh的时候，就会出现频谱的混叠。
抽样定理实验电路实验电路中A部分为低通滤波器用于限制最高频率，C部分为实现采样/保持的模拟开关，B、D为缓冲输出，E部分低通滤波器用于恢复原始信号。
图6 抽样定理实验电路组成框图四、实验步骤及实验现象与分析1.自然抽样脉冲序列测量预置电路：将KB04设置在右端（自然抽样状态）；将K501设置在右端以输入测试信号。
将K702设置在NF位置（无滤波），将正弦波输出1000Hz、2Vp-p 的测试信号送入测试端口。
PAM脉冲抽样序列观察：注意观测时以TP701做同步，本实验同步信号不同对结果影响不太大，但有的实验会影响严重。
记录与分析：CH2蓝色波形是由（TP701）观测到的正弦波输入信号，测得该信号频率为1kHz,Vpp为1.96V。
CH1黄色波形是由（TP703）观测到的PAM脉冲抽样序列信号。
由红框当中可以明显看出一个周期内PAM脉冲抽样序列信号抽样了8次（一个周期内有8个脉冲），符合以8kHz 脉冲来抽样1kHz 信号的结果。
且抽样信号占空比不是50%，而是大约1/3。
由图中可以看出黄色PAM 脉冲抽样信号的包络与蓝色正弦波输入信号波形是基本吻合的。
两者的峰谷位置以及正负半周变换都基本一致，相位上基本符合应有的对应关系，PAM 脉冲抽样信号包络的相位略微滞后于正弦波输入信号，应该是由于模拟开关等部分电路造成略微延时所带来的。
PAM 脉冲抽样信号的包络幅值要大于正弦波输入信号，约为2倍，应该是因为经过缓冲输出时电路的运放有放大作用。
pam实验原理
pam实验原理PAM实验原理引言：PAM（Pulse Amplitude Modulation，脉冲幅度调制）是一种常用的调制技术，广泛应用于通信和数据传输领域。
本文将介绍PAM实验原理及其应用。
一、PAM的基本原理PAM是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。
其基本原理是通过改变脉冲的幅度来表示模拟信号的变化。
在PAM中，模拟信号的幅度被离散化，然后用脉冲的幅度来表示。
PAM信号的幅度通常用离散级别来表示，离散级别的数量决定了PAM信号的分辨率。
二、PAM的实验过程1. 实验器材准备：准备一个模拟信号发生器、一个脉冲调制器和一个示波器。
2. 设置模拟信号：使用模拟信号发生器产生一个模拟信号，该信号可以是正弦波、方波或任何其他形式的连续信号。
3. 进行PAM调制：将模拟信号输入到脉冲调制器中，根据实验要求设置合适的脉冲宽度和脉冲幅度。
4. 观测PAM信号：将PAM信号连接到示波器上，观察PAM信号的波形和幅度变化。
三、PAM的应用1. 通信领域：PAM广泛应用于数字通信系统中。
在数字通信中，模拟信号被数字化后，通过PAM技术转换为数字信号进行传输。
2. 数据传输领域：PAM也被用于数据传输中。
通过改变脉冲的幅度，可以表示二进制数据的不同状态，实现数据的传输和接收。
3. 光纤通信：PAM在光纤通信中也有应用。
通过将模拟信号转换为脉冲信号，可以实现光信号的调制和传输。
4. 音频处理：PAM技术也被用于音频处理中。
将音频信号转换为脉冲信号后，可以进行数字音频处理和存储。
四、PAM的优势和局限性1. 优势：PAM技术简单易行，实现成本低。
同时，PAM信号的抗干扰能力较强，传输质量较高。
2. 局限性：PAM信号的带宽较宽，传输距离有限。
同时，PAM信号容易受到噪声和失真的影响，对传输环境要求较高。
结论：PAM是一种常用的调制技术，通过改变脉冲的幅度来表示模拟信号的变化。
PAM在通信和数据传输领域有广泛的应用，尤其在数字通信和音频处理中发挥着重要作用。
抽样定理和PAM调制解调实验
《通信原理》实验报告实验抽样定理和PAM 调制解调实验系别：信息科学与技术系专业班级：通信工程0901班学生姓名： M C 同组学生：成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：2011年11月18日——2011年11月18日）华中科技大学武昌分校实验三抽样定理和PAM 调制解调实验一、实验目的1、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、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。
二、实验器材1、信号源模块一块2、①号模块一块3、 20M 双踪示波器一台4、连接线若干三、实验原理（一）基本原理 1、抽样定理抽样定理表明：一个频带限制在（0，f H ）内的时间连续信号m (t ，如果以T ≤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。
假定将信号m (t 和周期为T 的冲激函数δT (t ）相乘，如图3-1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m (t 的值，它表示对函数m (t 的抽样。
若用m s (t 表示此抽样函数，则有：1秒2f Hm s (t =m (t δT (t图3-1 抽样与恢复假设m (t 、δT (t 和m s (t 的频谱分别为M (ω 、δT (ω 和M s (ω 。
按照频率卷积定理，m (tδT (t 的傅立叶变换是M (ω 和δT (ω 的卷积：M s (ω =1[M (ω *δT (ω ] 2π2π因为δT =Tωs =n =-∞∑δ∞T(ω-n ωs2π T∞1⎡⎤所以M s (ω =⎢M (ω *∑δT (ω-n ωs ⎥T ⎣n =-∞⎦由卷积关系，上式可写成1∞M s (ω =∑M (ω-n ωsT n =-∞该式表明，已抽样信号m s (t 的频谱M s (ω 是无穷多个间隔为ωs 的M (ω 相迭加而成。
这就意味着M s (ω 中包含M (ω 的全部信息。
需要注意，若抽样间隔T 变得大于1，则M (ω 和δ(ω 的卷积在相邻的周期内存T 2f H1是抽样的最大间隔，2f H在重叠（亦称混叠），因此不能由M s (ω 恢复M (ω 。
南理工通信原理实验思考题答案
思考题第三章数字调制技术实验一FSK 传输系统实验1 、FSK 正交调制方式与传统的一般FSK 调制方式有什么区别? 其有哪些特点?一般FSK调制方式产生FSK信号的方法根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。
采用这种方法产生的波形在切换的适合相位是不连续的。
正交FSK调制方式产生FSK信号的方法是：首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。
传统的FSK调制方式采用一个模拟开关在两个独立振荡器中间切换，这样产生的波形在码元切换点的相位是不连续的，而且在不同的频率下还需采用不同的滤波器，在应用上不方便。
采用正交调制的优点在于在不同的频率下可以自适应的将一个边带抑制掉，不需要专门设计滤波器，而且产生的波形相位也是连续的，从而具有良好的频谱特性。
2 、TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？TPi03 和TPi04 分别是基带FSK 输出信号的同相支路和正交支路信号。
测量两信号的时域信号波形时将输入全 1 码（或全0 码），两信号是满足正交关系。
即：TPi03的信号与TPi04信号频率相同，相位相差90︒3、分析解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因？这是由于解调端和发送端的本振源存在频差，实验时可以将解调器模块中的跳线置于右端，然后调节电位器，可以看出解调端基带信号与发送端趋于一致。
4、（思考）为什么在全 0 或全 1 码下观察不到位定时的抖动？因为在全0全1码下接收数据没有跳变沿，译码器无论何时开始从译码均能正确译码，因此译码器无需调整，当然就看不到抖动了。
实验二BPSK 传输系统实验1、写出眼图正确的观察方法；对眼图的测试方法如下：用示波器的同步输入通道接收码元的时钟信号，用示波器的另一通道接在系统接收滤波器的输出端（例如I 支路），然后调整示波器的水平扫描周期（或扫描频率），使其与接收码元的周期同步。
这时就可以在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛，所以称为眼图1）“眼睛”张开最大的时刻是最佳抽样时刻；（2）中间水平横线表示最佳判决门限电平；（3）阴影区的垂直高度表示接收信号振幅失真范围。
pam实验原理
pam实验原理
PAM（Pulse Amplitude Modulation）是一种脉冲幅度调制技术，常用于数字通信系统中。
其基本原理是通过调整脉冲的幅度来传输信息。
在PAM实验中，首先需要生成一个包含原始信息的电信号。
可以通过调制信号源和载波信号源来生成PAM信号。
调制信
号源可以是任何包含要传输的信息的信号源，如声音信号。
载波信号源是一个稳定的高频信号源，一般是正弦波。
然后，调制信号源和载波信号源通过一个调制器相乘，得到PAM信号。
调制器实际上是一个乘法器，将两个信号相乘。
乘积的结果就是PAM信号，其中脉冲的幅度随着调制信号的
幅度变化而变化。
接下来，PAM信号经过传输介质传输到接收端。
在接收端，
需要进行解调来恢复原始信号。
解调的过程与调制相反，需要做相关运算和滤波操作。
其中，相关运算可以通过将PAM信
号和一个参考信号进行乘法后进行积分来实现。
滤波操作则是为了去除高频噪声和其它干扰。
最后，解调后的信号通过放大器进行放大，以恢复原始信号的强度。
放大后的信号可以通过扬声器或者其它设备来进行播放或者处理。
总结起来，PAM实验的基本原理是使用调制器将调制信号源
和载波信号源相乘，得到脉冲幅度和调制信号幅度相关的
PAM信号。
在接收端，通过解调和放大来恢复原始信号。
这种原理可以广泛应用于数字通信系统中，例如音频、视频和数据传输等领域。
通信原理抽样定理及其应用实验报告
一、实验目的
1．通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解；
2．通过PAM调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点；
3．学习PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。
二、实验仪器
1．PAM脉冲调幅模块，位号：H（实物图片如下）
2．时钟与基带数据发生模块，位号：G（实物图片见第3页）
PAM实验原理：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出
图1-2 PAM信道仿真电路示意图
四、可调元件及测量点的作用
32P01：模拟信号输入连接铆孔。
32P02：抽样脉冲信号输入连接铆孔。
32TP01：输出的抽样后信号测试点。
7．取样恢复信号观察：
PAM解调用的低通滤波器电路（接收端滤波放大模块，信号从P14输入）设有两组参数，其截止频率分别为2.6KHZ、5KHZ。调节不同的输入信号频率和不同的抽样时钟频率，用示波器观测各点波形，验证抽样定理，并做详细记录、绘图。（注意，调节32W01应使32TP01、32P03两点波形相似，即以不失真为准。）
8．关机拆线：
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块
六.实验现象
输入模拟信号观察：将DDS信号源产生的正弦波（频率为2KHZ，峰一峰值2V）
取样脉冲观察：当DDS信号源处于《PDM波1》状态，旋转SS01可改变取样脉冲的频率示波器接在32P02上，可观察取样脉冲波形。
取样信号观察：示波器接在32TP01上，可观察PAM取样信号，示波器接在32P03上，调节“PAM脉冲幅度调制”上的32W01可改变PAM信号传输信道的特性，PAM取样信号波形会发生改变。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
实验一 PAM实验
实验一PAM实验一、实验目的1、验证抽样定理；2、观察PAM信号形成的过程；3、了解混迭效应产生的原因；4、学习中频抽样的基本方法；二、实验仪器1、J H5001Ⅱ通信原理基础实验箱一台2、20MHz双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验原理利用抽样脉冲把一个连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样。
抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f h，则可以唯一地由频率等于或大于2f h的样值序列所决定。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个信号，通过改变函数信号发生器的频率，观察抽样序列和重建信号，检验抽样定理的正确性。
抽样定理实验各点波形见图2.1.1所示。
图2.1.1 抽样定理实验原理框图图2.1.2 抽样定理实验电路组成框图图2.1.2 是通信原理基础实验箱所设计的抽样定理实验电路组成框图。
电路原理描述：将K701设置在测试位置时（右端），输入信号来自测试信号。
测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在信号模块内的跳线开关K001设置在1_2位置（左端）时，选择内部1KHz测试信号；当设置在2_3位置（右端）时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。
抽样定理实验采用外部测试信号输入。
运放U701A、U701B（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用于限制最高的信号频率。
信号经运放U701C 缓冲输出，送到U703（CD4066）模拟开关。
模拟开关U703（CD4066）通过抽样时钟完成对信号的抽样，形成抽样序列信号。
信号经运放U702B （TL084）缓冲输出。
运放U702A 、U702C （TL084）和周边阻容器件组成一个3dB 带宽为3400Hz 的低通滤波器，用来恢复原始信号。
通信原理实验：信号波形测试、信号的发送与接收实验
1 实验目的（1）熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。
（2）观察分析各种模拟信号波形的特点。
（3）熟悉各种时钟信号的特点及波形。
（4）熟悉各种数字信号的特点及波形。
（5）了解语音信号在通信话路终端的传输过程。
（6）掌握滤波器电路在通信话路终端接收电路中的作用。
（7）熟悉通信话路终端滤波器的带宽与幅频特性曲线。
2 实验内容2.1 各种模拟信号源实验 2.1.1电路工作原理模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦信号、非同步正弦信号、话音信号、音乐信号等。
（一）同步信号源 1.功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz 或1KHz 正弦信号，作为增量编码、PCM 编码实验的输入音频信号。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。
2.电路原理它由2KHz 或1KHz 方波信号产生器、高通滤波器、低通滤波器和输出电路四部分组成。
2KHz 或1KHz 方波信号由CPLD 可编程器件U101内的逻辑电路通过编程产生。
TP104为其测量点。
U107C 及周边的阻容网络组成一个截止频率为L ω的二阶高通滤波器，用以滤除各次的杂波。
U107C 及周边的阻容网络组成一个截止频率为H ω的二阶低通滤波器，用以滤除基波以下的杂波。
两者组成一个2KHz(或1KHz)正弦波的带通滤波器只输出一个2KHz （或1KHz ）正弦波，TP107为其测量点。
输出电路由BG102和周边阻容原件组成射极跟随器，起阻抗匹配、隔离与提高驱动能力的作用。
W104用来改变高通滤波器反馈量的大小，使其工作在稳定的状态，W105用来改变输出正弦波的幅度。
（二）非同步信号源 1.功用非同步信号源是一个简易正弦波信号发生器，它可产生频率为0.3~10KHz 的正弦波信号，输出幅度为0~2V 。
可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的音频信号源。
通信原理实验指导书(完整)
实验一：抽样定理实验一、实验目的1、熟悉TKCS—AS型通信系统原理实验装置；2、熟悉用示波器观察信号波形、测量频率与幅度；3、验证抽样定理；二、实验预习要求1、复习《通信系统原理》中有关抽样定理的内容；2、阅读本实验的内容，熟悉实验的步骤；三、实验原理和电路说明1、概述在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
而时分多路系统中则是利用不同时序的脉冲对基带信号进行抽样，把抽样后的脉冲信号按时序排列起来，在同一信道中传输。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。
抽样性能的优劣关系到整个系统的性能指标。
作为例子，图1-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
图1-1 单路PCM系统示意图为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的通信方式。
2、抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为f H(即m(t)的频谱中没有f H以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2f H的样值序列所决定。
实验信号的抽样与恢复
实验一信号的抽样与恢复（ＰＡＭ）一、实验目的1、验证抽样定理2、观察了解PAM信号形成的过程；二、实验原理由于模拟通信的有效性和可靠性很低，不能满足实际通信的需要，现在普遍采用数字通信，可大大提高可靠性和有效性。
但是实际的信号一般都是模拟信号，所以模拟信号数字化是实现数字通信的基础，而模数转化的第一步就是信号的抽样。
我们的目的就是用离散值来代替模拟信号，以便于在新道中传输，而且由这些离散值能准确无误地恢复原来的模拟信号。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。
数字通信系统是以此定理作为理论基础。
抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。
抽样信号的时域与频域变化过程与原理框图如下。
抽样定理实验原理框图抽样：一个频带限制在（0—Fm)范围内的信号f(t),如果用频率为fs>=2fm 的脉冲序列对其进行等间隔抽样，则抽样信号能完全确定原信号f(t)，这也就是奈奎斯特定理。
此外实际中还有一类带通信号，频带限制在（f1—f2）范围内，此时抽样频率最小为fs=2B+2(f2-nB)/n,其中n为小于f2/B的最大整数。
上面的定理也可以从频谱的角度来说明。
抽样信号为s(t)=f(t) (t)f(t) 相乘s(t)冲激序列2 恢复由频谱图标显示的频谱图可知通过适当的滤波器既可恢复原信号。
三、实验步骤1 根据信号的抽样与恢复定理，用Systemview软件建立仿真电路如下：2 元件参数的配置Token 4，5，6，7 观察点—分析窗Token 1 乘法器Token 0 正弦信号（1，频率100Hz）Token 3低通滤波器（极点数=3，截止频率=100Hz）Token 2信号源（脉冲信号，1，频率？Hz，脉冲宽度？）500 10-63 运行时间设置运行时间= 2.047s 采样频率=1000Hz 102.3e-34 运行系统在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 4，5，6,7三个点的波形。
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实验准备：
1 电路测试框图如图示 在框图中标明各单元电路名称 自 然 示波器CH1 抽 样 PAM 正弦波：f=1KHz/2Vp-p 信 J005和J006(地) 号 产 1.TP701，信号波形、幅度与频谱。 2.TP504信号波形、频率与占空比。 示波器CH2 生 测试数 与 3.TP703信号波形注意标明PAM信号的脉冲点数。 据观察 4、分别改变输入信号频率为2KHZ、500HZ，观察 测 与记录 并记录PAM信号，注意标明PAM信号的脉冲点数。 量 说明输入信号的抽样点数与抽样脉冲信号的关系。
2、脉冲调幅与解调系统组成
脉冲调幅（PAM）系统的电路组成框图如下：
PAM信号
话音输入 0-6000Hz 300-3400Hz
输入信号
语音 限带器
PAM调制器
抽样脉冲 f≥2fH
低 通 滤 波 器
解
调
器
抽样脉冲 产生器
调制器
脉冲调幅系统的功能是完成对模拟信号的抽样处 理，即产生脉冲调幅信号及不失真的恢复原信号。 该系统必须具备：模拟信号处理电路、抽样脉冲 产生器、抽样门电路和低通滤波器电路等单元。
还原信号
脉冲调幅与解调系统各单元电路构成与性能要求 ： 1）语音限带器
一般用运算放大器和阻容器件组成一个两级二阶巴特沃斯有 源低通滤波器,技术标准为：3dB带宽截止频率为3400Hz，用于 限制最高的信号频率，确保模/数变换性能，提高通信质量。
2）抽样脉冲产生器
抽样脉冲一般用振荡器产生，基本技术要求是： 电平要求：高电平 > 2.4V 低电平 < 0.5V 频率：8kHz 脉冲周期：125µs
实验现场操作规程
请注意人身安全和仪器设备的安全！！！
a、注意安全操作规程，确保人身安全
为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。
调换仪器时应切断实验台的电源。
逐步养成单手操作的习惯。
b、爱护仪器设备
仪器在使用过程中，不必经常开关电源。 切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。 仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ 当被测量值的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后 逐渐减小量程。
U701A、B、C U703 U702B U702A、C
语音 限带器
缓 冲
抽样门
缓 冲
FPGA 抽样脉冲 产生器
低通 滤波器
5、脉冲调幅与解调系统实验电路构成框图
通信原理综合实验系统所设计的抽样定理实验系统组成框图是： 1、跳线控制开关：K701、K702、K001、KQ02 2、语音限带器 3、抽样门 4、抽样脉冲产生器 5、低通滤波器
2、抽样门电路
抽样门电路由集成模拟开关（CD4066）U703构成。通过抽样脉冲完成对信号的抽样， 形成抽样序列信号PAM。PAM信号经运放（TL084）U702B缓冲输出。
3、抽样脉冲产生器
它由实验系统专用信号产生电路FPGA模块产生。
4、低通滤波器
低通滤波器由运放（TL084）U702A、U702C和周边阻容器件组成一个3dB带宽为 3400Hz的低通滤波器，用来恢复原始信号。
TP701 TP702
输入 信号 选择 TP703
语音 限带 选择
抽样脉冲
TP704
通信原理综合实验系统所设计的抽样定理实验电路主要有：
1、语音限带器
它由运放（TL084） U701A、U701B和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低 通滤波器，用于限制最高的语音信号频率，完成对输入模拟信号的限带。限带后的 信号经运放U701C缓冲输出，送到U703（CD4066）模拟开关。
U701A、B、C U703 U702B U702A、C
电话接口（左）PAM
K701
测试信号（右）
不限带（右）
PAM 限带（左） K702
语音 限带器
缓 冲
抽样门
缓 冲
低通 滤波器
内部（左）交换接续
K001
抽样脉冲 产生器
外部（右） 平顶抽样（左）交换接续
KQ02
自然抽样（右）
6、脉冲调幅与解调系统实验工作原理
(2)抽样定理:
抽样脉冲
抽样定理指出，一个频带受限(0;fH)信号m(t)，如果它的 最高频率为fH，则可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列 所决定。在满足这一条件的情况下，抽样信号保留了原信号的 全部信息，并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。
f≥2fH
话音输入 0-3400Hz
=
fH
语音信号: “你好” 波形
（1）频率集中在300～3400Hz之间
（2）语音信号幅度动态范围一般为40分贝，实际由于说话人的差别可以 达到60~70分贝。
语言信号的功率是不大的，人们日常谈话辐射的声功率平均约为 10mW，耳语时最低声功率只有0.001mW；有训练的歌唱家最高可能产生 1W的功率．可是它所能传递的信息是无限的． （3）在长时间的语音信号中有相当多的无信号区间，即所谓的语音寂静 区间.音乐信号属于语音信号范畴。乐器信号与普通语音信号相比，其 波形更规则一些，频率范围则更宽，如交响乐的高音可达15KHz左右。
3、语音编码的基本概念
3.1 语音编码的定义
语音编码就是实现语音信号的模数（A∕D）变换，即将模拟的语音 信号转换成数字的语音信号。
3.2 语音编码的目的
减少信源冗余，解除语音信源的相关性，压缩语音编码的码速率，
提高信源的有效性。
目前信源编码的方法主要有三大类
1、波形编码：从语音信号的波形出发，对波形的抽样值、预测值、预测误差 进行编码，它以重建语音波形为目的，力图使重建波形接近原信号波形。 (质量高，数据率高，占用频带宽) 特点：利用抽样定理，恢复原始信号的波形； 优点：适应能力强，重建语音质量好； 缺点：编码速率较高,通常在16-64kbit/s范围； 类型：PCM,自适应增量调制（ADM），自适应差分编码调制（ADPCM）， 自适应预测编码APC。 2、参数编码：提取语音的一些特征信息进行编码，在收端利用这些特征参数 合成语声。 （传输信号质量差，数据率低，占用频带窄） 优点：编码速率低,通常是在4.8kbit/s以下。 缺点：语音音质和自然度较差，很难辨别说话人。（有一定的可懂度) 类型：LPC线性预测编码。 3、混合型编码：介于波形编码和参数编码的一种编码。在参数编码的基础上 引入了波形编码的一些特征。可在4----16kbit/s范围内达到良好的语音质量。 类型：子带编码
K701（右） K702（左） K001（右） KQ02（右）
说明：什么是 自然抽样PAM？
实验现象记录和分析：f=(1KHZ)
输入信号和抽样脉冲序列信号
保持实验1的设置不变
Vi
2 t 自 电路测试框图如图示 在框图中标明各单元电路名称 然 抽 Vo 样 t PAM 信 正弦波：f=1KHz/2Vp-p 号 J005和J006(地). 解 1.TP701信号波形与幅度； 调 测试数 测 2.TP704信号波形与幅度； 据观察 量 与记录
基带信号
脉冲载波
振幅调制 （PAM）
PAM信号的特点：时间离散，但幅度不离散，仍为模拟信号。
一、实 验 目 的
1.通过脉冲幅度调制与解调实验，加深理 解脉冲幅度调制与解调的特点。 2.通过PAM编/译码系统实验，掌握PAM系 统的电路组成与工作原理，建立PAM通信系统 的概念。
3.通过验证抽样定理实验，加深理解和掌 握抽样定理。
研究 内容
模拟信号的数字化→脉冲振幅调制（PAM） 与解调→ 脉冲编码调制（PCM）与解调系 统工作原理；
实验 技术
信息传输系统中 信源的编码
6
实
验
二
脉冲振幅（PAM） 调制与解调系统实验
模拟信号
PAM信号
实验应知知识
在数字调制的实验中,我们验证的调制 技术是采用连续振荡波形（如正弦信号） 作为受调制的载波，但在实际的通信工程 中，这并不是唯一的一种载波形式。在时 间上离散的脉冲信号序列，同样可以作为 载波。这时的调制是用基带信号去改变脉 冲信号的波形参数而达到的，人们把这种 调制称为脉冲调制。
模拟信号源 信源编码 数字通信系统 信源译码
语音 0.3kHz ~ 3.4kHz 图象 0 ~ 6MHz
1、信源编码的定义
信源编码
信源编码就是信源信号的模数（A∕D）变换，即将模拟的信源信号转化 成适于在信道中传输的数字信号形式。
2、信源编码的作用
1、实现模数（A∕D）变换，使之适合于在信道中传输； 2．进行信息压缩编码，提高信息传输的有效性。
二、实 验 内 容
1.自然抽样 PAM 脉冲信号产生与测量
2.自然抽样 PAM信号解调观测
3.平顶抽样PAM脉冲信号产生与测量
4.平顶抽样PAM信号解调观测 5.抽样定理验证
三、实 验 原 理
1、实验基本原理
(1)抽样:
利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值 序列，这一过程称之为抽样。抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM） 信号。 PAM信号 X
在PCM30/32路系统中，常用的实际抽样脉冲（8KHZ） 形成电路，主要由晶体振荡器、整形、分频、反相器 和计数分配器等电路组成。其系统组成框图如图所示。
该抽样脉冲由FPGA电路 产生，同时产生8路频率 相等，时间排列有序的抽 样脉冲。
3）抽样门电路
对模拟信号进行抽样，是由抽样门电路来完成的，抽样门 相当于一扇门，若选定抽样脉冲频率为8KHZ，则抽样门每隔 125us打开一次，且在抽样脉冲的开通时间内模拟信号就可以 通过，关闭时，模拟信号就被阻断而不能通过。实际工程应用 的抽样门电路常见的有：
通信原理实验
模拟信号的数字化传输