实验三抽样定理实验(PAM)

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抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验

抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验一、实验目的l 、了解抽样定理;2 、了解PAM 信号形成过程，平顶展宽解调过程；3 、掌握时分多路系统中的路际串话分析解决方法。

二、实验仪器双踪同步示波器SR8 、数字频率计8110A 、低频信号发生器XFD7 、毫伏表GB9、直流稳压表JWY-30-4。

三、实验原理3.1 抽样定理：一个频带受限信号()m t 如果它的最高频率为H f ，则可以唯一地由频率等于或大于2H f 的样值序列所决定。

用截止频率为H f 的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号()m t ，这就说明了抽样定理的正确性。

3.2多路脉冲调幅( PA M 信号的形成和解调) 多路脉冲调幅的实验图如下其中分路抽样电路的作用是将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号；分路选通电路的作用是将进入接收端后的多路脉冲调幅信号分离，还原出单路的PAM 信号。

3.3 多路脉冲调幅系统中的路际串话路际串话指：在同一时分多路系统中，某一路或某几路的通话信号串扰到其他话路上去，这样就产生了同一端机中各路通话之间的串话。

在一个理想的传输系统中，各路PAM 信号应该是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。

但如果传输的PAM 信号的通道频带是有限的，则PAM 信号就会出现"拖尾"，当"拖尾"严重时，一直侵入领路时隙中，就产生了路际串话。

3.3.1 考虑通道频道高频端时，可将整个通道简化成低通网络，见下图：3.3.2 考虑通道频道低频端时，可将整个通道简化成高通网络，见下图：四、实验步骤(一)、用示波器观测各脉冲信号的频率及脉冲宽度，并记录相应的波形。

L 、在( 1 ) 观察主振脉冲信号；2、在( 6) 观察分路抽样脉冲(8KHz )；3、在( 7) 观察分路抽样脉冲(8KHz )。

(二)、抽样定律1 、正弦信号从(4) 输入，1H f KHz =，峰-峰值=2V ；2 、以(4)作为双踪同步示波器的同步信号，观察(8) 抽样信号---PAM ，把输入信号调到1KHz ，计算在一个信号周期内的抽样次数，核对信号频率与抽样频率的关系；3 、连接(8) --- ( 14) ，在(15) 观察经过低通滤波器和放大器的解调信号，R1tt测量其频率，确定和输入信号的关系。

抽样定理和PAM

河南工学院《通信原理》课程实验报告系部：电子通信工程系班级：通技142 姓名：吴志强学号： 140413229实验抽样定理和脉冲调幅实验一、实验目的1)验证抽样定理；2)观察了解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程。

3)了解时分多路系统中的路际串话现象。

二、基本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。

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。

下图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。

单路PCM系统示意图1、抽样定理一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为fH(即m(t)的频谱中没有fH 以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2fH 的样值序列所决定。

对于一个最高频率为3400Hz 的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz 的样值序列来表示。

抽样频率fs 和语音信号m(t)的频谱如图所示。

由频谱可知，用截止频率为fH 的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)，fHMf语音信号的频谱fHMff s 2f sfHf s +f Hf s +2理想低通滤波器语言信号的抽样频谱和抽样信号的频谱实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz 的语音信号，通常采用8KHz 抽样频率，这样可以留出1200Hz 的防卫带，见下图。

如果fs ＜2fH ，就会出现频谱混迭的现象，如图所示。

0fHMff s 2f sfHf s +f Hf s +2一般低通滤波器留出防卫带的语音信号的抽样频谱fHMff s 2f sf H f s +f Hf s +2fs ＜2fH 时语音信号的抽样频谱实验原理图：音频信号抽样门低通滤波抽样脉冲抽样定理实验方框图多路脉冲调幅(PAM 信号的形成和解调)音频信号1音频信号2分路抽样1分路抽样2分路3分路2相加信道分路选通1展宽低通分路2'多路脉冲调幅实验框图分路抽样电路的作用：将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验.doc

电子信息工程学系实验报告课程名称：通信原理实验项目名称：抽样定理和脉冲调幅（PAM ）实验实验时间：班级：通信091 姓名：Jxairy 学号：910705131实验目的:1)验证抽样定理； 2)观察了解PAM 信号形成过程，平顶展宽解调过程。

实验环境与仪器: 1)抽样定理和脉冲调幅（PAM ）实验模块 2)数字频率计 8110A 3) 低频信号发生器XFD7 4) 直流稳压电源 JWY-30-4 5) 双踪同步示波器 SR8 6) 毫伏表 GB9 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。

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。

图02-01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02-01 单路PCM 系统示意图1. 抽样定理：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。

图02-02 抽样定理实验方框图2.脉冲幅度调制（PAM）：是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种的调制方式。

若脉冲载波是冲激脉冲m()t就是一个PAM信号。

序列，则按抽样定理进行抽样得到的信号sPAM信号在时间上是离散的，但在幅度上却是连续的。

而在PCM系统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。

本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。

图02-03 多路脉冲调幅实验框图实验内容及过程:(一)、抽样和分路脉冲的形成用示波器和频率计观察并核对各脉冲信号的频率、波形及脉冲宽度，并记录相应的波形。

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验

实验环境与仪器: 1)抽样定理和脉冲调幅（PAM ）实验模块 2)数字频率计 8110A 3) 低频信号发生器XFD7 4) 直流稳压电源 JWY -30-4 5) 双踪同步示波器 SR8 6) 毫伏表 GB9 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。

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。

图02-01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02-02 抽样定理实验方框图2.脉冲幅度调制（PAM）：是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种的调制方式。

若脉冲载波是冲激脉冲序列，则按抽样定理进行抽样得到的信号m()t就是一个PAM信号。

sPAM信号在时间上是离散的，但在幅度上却是连续的。

而在PCM系统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。

本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验范文

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2f h。

当采样频率小于2f h 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。

实验三_抽样定理和PAM调制解调实验

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、实验内容1、观察模拟输入正弦波信号、抽样时钟的波形和脉冲幅度调制信号,并注意观察它们之间的相互关系及特点。

2、改变模拟输入信号或抽样时钟的频率,多次观察波形。

三、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、连接线若干四、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, H f 内的时间连续信号 ( m t , 如果以T ≤ Hf 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。

假定将信号 ( m t 和周期为 T 的冲激函数 t (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 t s 表示此抽样函数,则有:( ( ( s T m t m t t δ=图 3-1 抽样与恢复假设 ( m t 、( T t δ和 ( s m t 的频谱分别为( M ω、( T δω和( s M ω。

按照频率卷积定理, ( m t ( T t δ的傅立叶变换是( M ω和( T δω的卷积:[]1( ( ( 2s T M M ωωδωπ=* 因为 2( T Ts n n Tπδδωω∞=-∞=-∑Ts πω2=所以 1( ( ( s T s n M M n Tωωδωω∞=-∞⎡⎤=*-⎢⎥⎣⎦∑ 由卷积关系,上式可写成1( (s s n M M n T ωωω∞=-∞=-∑ 该式表明,已抽样信号 ( m t s 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Hf 21,则( M ω和( T δω的卷积在相邻的周期内存在重叠(亦称混叠,因此不能由 ( M s ω恢复( M ω。

通信原理-抽样定理(PAM)实验报告

3、信号源模块调节“2K调幅”旋转电位器，使“2K正弦基波”输出幅度为3V左右。
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。
通信原理-抽样定理（PAM）实验报告
实验目的
1、掌握抽样定理的概念。
2、掌握模拟信号抽样与还原的原理及实现方法。
3、了解模拟信号抽样过程的频谱
实验要求
按照实验指导书完成实验内容
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。
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
实验步骤
1、将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，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
（2）示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输Hz等典型频率值时“PAM输出”测试点波形及频谱的区别。
这里可采用频谱分析仪或数字存储示波器的频谱分析功能进行信号频谱分析。

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验

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。

PAM调制与抽样定理实验

PAM调制与抽样定理实验一、实验目的1. 掌握自然抽样、平顶抽样特性；2. 理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响；3. 理解低通滤波器幅频特性对恢复信号的影响；4. 了解混叠效应产生的原理。

二、实验仪器1. RZ9681实验平台2. 实验模块：●主控模块●信源编码与时分复用模块A3●信源译码与时分解复用模块A63. 100M双通道示波器4. 信号连接线5. PC机（二次开发）三、实验原理1. 抽样定理设连续信号ff(tt)，其最高截止频率为ffmm，如果用频率为ff≥2ff mm的抽样信号对ff(tt)进行抽样，则ff(tt)就可以被样值信号唯一地表示。

也就是说，如果一个连续信号ff(tt)的频谱中最高频率不超过ff mm，这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率ff≥2ff mm时，抽样后的信号就包含原始连续信号的全部信息，而不会有信息丢失，在接收端就可以用一个低通滤波器根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号ff(tt)。

抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的模拟信号进行抽样，且抽样速率达到一定的数值时，那么根据这些抽样值就可以准确地还原信号。

也就是说，我们在传送模拟信号的时候，不一定要传送模拟信号本身，而是可以只传输按抽样定理得到的抽样值，这样我们在接收端依然可以根据接收到的抽样值还原出原始信号。

图1 信号的抽样与恢复假设mm (tt )、δδTT (tt )和mm ss (tt )的频谱分别为MM (ωω)、δδTT (ωω)和MM ss (ωω)。

由图1可知， mm ss (tt )=mm (tt )×δδTT (tt ) 对于理想抽样，抽样信号为冲击序列，则经过傅里叶变化后，仍为冲击序列。

根据傅里叶变换的性质，时域的乘积等于频域的卷积，我们可得MM ss (ωω)=12ππ[MM (ωω)∗δδTT (ωω)]=1TT �MM (ωω−nnωωss )mmnn=−∞ 上式表明，mm ss (tt )的频谱由无穷多个MM (ωω)以ωωss 的各次谐波为中心点相叠加而成，幅度只有原来的1TT 。

三抽样定理与PAM调制解调实验通信原理实验多媒体课件

三抽样定理与PAM调制解调实验通信原理实验多媒体课件
•二、抽样定理和PAM调制解调
•四、实验原理
•（二）电路组成
• 脉冲幅度调制实验系统如下图所示，由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成，电路原理框图如图2-7所示。
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•图2-7
脉冲振幅调制电路原理框图
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三抽样定理与PAM调制解调实验通信原理实验多媒体课件
•二、抽样定理和PAM调制解调
•四、实验原理
• 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。
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。
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• 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。
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•（a）连续信号的频谱
三抽样定理与PAM调制解调实验通信原理实验多媒体课件
•二、抽样定理和PAM调制解调
•四、实验原理
•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

抽样定理与PAM调制解调实验

脉幅调制(PAM)是数字通信系统最为常用的调制方式之一，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。

如果脉冲载波是由脉冲激脉冲组成的，根据抽样定理，就可以把信号复原，就是脉冲振幅调制的原理。

通过本实验，我对抽样定理和PAM调制解调有更深的了解。

抽样定理与PAM调制解调实验工科实验报告2009-12-14 23:22:16 阅读292 评论0 字号：大中小订阅一、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、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，了解PAM调制方式的优缺点。

二、实验电路的工作原理与分析取样也称抽样、采样，是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。

抽样定理是指：一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以T≤1/2fH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。

根据取样脉冲的特性，取样分为理想取样、自然取样（亦称曲顶取样）、瞬时取样（亦称平顶取样）；根据被取样信号的性质，取样又分为低通取样和带通取样。

虽然取样种类很多，但是间隔一定时间，取样连续信号的样值，把信号从时间上离散，这是各种取样共同的作用，取样是模拟信号数字化及时分多路的理论基础。

抽样定理和脉冲幅度调制系统框图如（教材）图3－1所示，实验原理图如（教材）图3－2所示，由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。

取样电路是用4066模拟门电路实现。

当取样脉冲为高电位时，取出信号样值；当取样脉冲为低电平时，输出电压为0，这样便完成了取样。

本电路属于低通信号的自然取样根据取样定理，取样后的信号还原为原信号要通过理想低通滤波器，本滤波电路系统用有源低通滤波器代替理想低通滤波器完成还原。

数据测量当SP302接入抽样时钟信号为16KHZ抽样时钟方波信号SP108时测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ)TP301图11.442．00TP302 3.6416.65TP301图21.44 1.988TP3030.820 1.999TP303图30.840 1.999TP304 3.12 2.002图1图2图3当SP302接入抽样时钟信号为8KHZ抽样时钟方波信号SP109时测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ)TP301图41.44 1.953TP302 3.608.064TP301图51.42 2.000TP3030.840 2.012TP303图60.840 2.014TP304 3.16 2.000图4图5图6当SP302接入抽样时钟信号为4KHZ抽样时钟方波信号SP110时测量点波形峰峰值(V)频率(KHZ)TP301图71.44 1.986TP302 3.60 3.968TP301图81.44 1.985TP3030.664 2.005TP303图90.672 2.000TP304 1.84 1.969图7图8图9（二）音乐信号源的PAM调制解调实验将SP302分别接入不同的抽样时钟信号频率（SP108-SP112）可以发现音乐信号的质量随着频率的降低越来越差。

抽样定理跟脉冲调幅（PAM）实验

抽样定理跟脉冲调幅（PAM）实验实验⼀常⽤信号的分类与观察⼀、实验⽬的1、观察常⽤信号的波形特点及其产⽣⽅法；2、学会使⽤⽰波器对常⽤波形参数测量；3、掌握JH5004信号产⽣模块的操作。

⼆、实验原理对于⼀个系统的特性进⾏研究，重要的⼀个⽅⾯是研究它的输⼊—输出关系，即在特定输⼊信号下，系统输出的响应信号。

因⽽对信号进⾏研究是研究系统的出发点，是对系统特性观察的基本⽅法和⼿段。

在本实验中，将对常⽤信号及其特性进⾏分析、研究。

信号可以表⽰为⼀个或多个变量的函数，在这⾥仅对⼀维信号进⾏研究，⾃变量为时间。

常⽤的信号有：指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa （t ）信号、钟形信号、脉冲信号等。

1、指数信号：指数信号可表⽰为at Ke t f =)(。

对于不同的a 取值，其波形表现为不同的形式，如下图所⽰：在JH5004“信号与系统”实验平台的信号产⽣模块可产⽣a <0，t>0的Sa(t)函数的波形。

通过⽰波器测量输出信号波形，测量Sa(t)函数的a 、K 参数。

2、正弦信号：其表达式为)sin()(θω+?=t K t f ，其信号的参数有：振幅K 、⾓频率ω、与初始相位θ。

其波形如下图所⽰：通过⽰波器测量输出信号波形，测量正弦信号的振幅K 、⾓频率ω参数。

3、衰减正弦信号：其表达式为?>?<=-)0(sin )0(0)(t t Ke t t f at ω，其波形如下图：4、复指数信号：其表达式为)sin()cos()()(t e jK t e K e K e K t f t t t j st ωωσσωσ??+??=?=?=+⼀个复指数信号可分解为实、虚两部分。

其中实部包含余弦衰减信号，虚部则为正弦衰减信号。

指数因⼦实部表征了正弦与余弦函数振幅随时间变化的情况。

⼀般0<σ，正弦及余弦信号是衰减振荡。

指数因⼦的虚部则表⽰正弦与余弦信号的⾓频率。

对于⼀个复信号的表⽰⼀般通过两个信号联合表⽰：信号的实部通常称之为同相⽀路；信号的虚部通常称之为正交之路。

抽样定理和PAM调制解调实验

《通信原理》实验报告实验三：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1003 班学生姓名：揭芳073同组学生：杨亦奥成绩：指导教师：***（实验时间：20 12 年12 月7 日——20 12 年12 月7 日）华中科技大学武昌分校一、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、通过实验，了解了自然抽样和平顶抽样的区别3、对抽样定理的更深一步的了解4、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、实验内容1、观察模拟输入正弦波信号、抽样时钟的波形和脉冲幅度调制信号，并注意观察它们之间的相互关系及特点。

2、改变模拟输入信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。

三、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、连接线若干四、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，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤Hf 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。

假定将信号()m t 和周期为T 的冲激函数）t (T δ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 t s 表示此抽样函数，则有：()()()s T m t m t t δ=图3-1 抽样与恢复假设()m t 、()T t δ和()s m t 的频谱分别为()M ω、()T δω和()s M ω。

按照频率卷积定理，()m t ()T t δ的傅立叶变换是()M ω和()T δω的卷积：[]1()()()2s T M M ωωδωπ=* 因为 2()T Ts n n Tπδδωω∞=-∞=-∑Ts πω2=所以 1()()()s T s n M M n T ωωδωω∞=-∞⎡⎤=*-⎢⎥⎣⎦∑由卷积关系，上式可写成1()()s s n M M n T ωωω∞=-∞=-∑该式表明，已抽样信号()m t s 的频谱()M s ω是无穷多个间隔为ωs 的()M ω相迭加而成。

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验

抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验抽样定理，也称为奈奎斯特-香农定理或奈斯凯-香农定理，是信号处理中的一条基本定理，它表明，如果我们想要完全恢复连续的信号，我们必须将信号进行采样，采样频率必须要大于信号中频率最高的成分的两倍。

抽样定理告诉我们，如果我们使用低于两倍信号最高频率的采样频率，则不能完整地恢复原始信号。

因此，抽样定理是数字信号处理的基础之一。

脉冲调幅（PAM）是数字通信的一种基本模式，其通过将模拟信号转换为数字信号来完成模拟通信与数字通信之间的转换。

PAM是一种基本的数字化模拟调制技术，它将模拟信号进行采样并将其转换为数字信号，在数字信号中，每个样本由一个固定数量的二进制数表示。

在PAM中，我们使用一个调制脉冲来调制数据信号，这样可以将数据信号从一个信号空间映射到另一个信号空间，因此可以实现数字化通信。

在实际应用中，抽样定理和脉冲调幅（PAM）通常被用于数字通信和数字信号处理方面。

为了理解抽样定理和脉冲调幅（PAM）如何工作，我们可以进行以下实验：实验1：抽样定理实验在这个实验中，我们需要一个函数生成器（signal generator）和一个示波器（oscilloscope）来生成和观察信号。

设置函数生成器以产生一个正弦波信号，然后使用示波器来查看该信号。

以5kHz的频率采样信号，观察它的样本的数量和质量。

接下来，将抽样频率调整为10kHz并观察示波器上的波形，你会发现它看起来更平滑。

继续增加采样率以尝试找到一个极限值，达到这个极限值之后，再增加采样率不会对信号的质量产生任何显著的改进。

实验2：脉冲调幅实验在这个实验中，我们需要一个数字信号生成器（digital signal generator）、一个数字信号记录仪（digital signal recorder）和一个示波器。

设置数字信号生成器以产生一个正弦波数据信号，然后使用数字信号记录仪来记录该信号。

接下来，使用示波器来查看该记录的数字信号。

PAM调制与抽样定理实验

PAM调制与抽样定理实验PAM调制与抽样定理实验⼀、实验⽬的1. 掌握⾃然抽样、平顶抽样特性；2. 理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响；3. 理解低通滤波器幅频特性对恢复信号的影响；4. 了解混叠效应产⽣的原理。

⼆、实验仪器1. RZ9681实验平台2. 实验模块：●主控模块●信源编码与时分复⽤模块A3●信源译码与时分解复⽤模块A63. 100M双通道⽰波器4. 信号连接线5. PC机（⼆次开发）三、实验原理1. 抽样定理设连续信号ff(tt)，其最⾼截⽌频率为ffmm，如果⽤频率为ff≥2ff mm的抽样信号对ff(tt)进⾏抽样，则ff(tt)就可以被样值信号唯⼀地表⽰。

也就是说，如果⼀个连续信号ff(tt)的频谱中最⾼频率不超过ff mm，这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率ff≥2ff mm时，抽样后的信号就包含原始连续信号的全部信息，⽽不会有信息丢失，在接收端就可以⽤⼀个低通滤波器根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号ff(tt)。

抽样定理告诉我们：如果对某⼀带宽有限的模拟信号进⾏抽样，且抽样速率达到⼀定的数值时，那么根据这些抽样值就可以准确地还原信号。

也就是说，我们在传送模拟信号的时候，不⼀定要传送模拟信号本⾝，⽽是可以只传输按抽样定理得到的抽样值，这样我们在接收端依然可以根据接收到的抽样值还原出原始信号。

图1 信号的抽样与恢复假设mm (tt )、δδTT (tt )和mm ss (tt )的频谱分别为MM (ωω)、δδTT (ωω)和MM ss (ωω)。

由图1可知， mm ss (tt )=mm (tt )×δδTT (tt ) 对于理想抽样，抽样信号为冲击序列，则经过傅⾥叶变化后，仍为冲击序列。

根据傅⾥叶变换的性质，时域的乘积等于频域的卷积，我们可得MM ss (ωω)=12ππ[MM (ωω)?δδTT (ωω)]=1TT ?MM (ωω?nnωωss )mmnn=?∞ 上式表明，mm ss (tt )的频谱由⽆穷多个MM (ωω)以ωωss 的各次谐波为中⼼点相叠加⽽成，幅度只有原来的1TT 。

通信实验3抽样定理和PAM调制解调实验

福建工程学院国脉信息学院Fujian University Of Technology Guomai Information College 学生课程实验报告书专业班级：电子信息工程学号： 0930010357 姓名：张兴旺20 ——20 学年第学期实验项目: 实验时间:实验目的：实验仪器：实验原理：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（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。

（二) 电路组成脉冲幅度调制实验系统如图3-4所示，主要由抽样保持芯片LF398和解调滤波电路两部分组成，电路原理图如图3-5所示。

LF398N1话音输入模拟开关S 自然抽样/平顶抽样选择抽样脉冲N2PAM 解调图3-4 脉冲振幅调制电路原理框图1TP2PAM-SIN1PAMCLK 1PAMTH3THINPUT 1NC 2V-3NC 4NC 5NC 6OUTPUT 7Vo s 14NC 13V+12LOGIC 11LOGIC REF 10NC 9Ch8U2LF398E210u F/16V C1104C29104C31222R41KC20104+12V-12VR7104Y01Y22Yo ut3Y34Y15INH 6VEE 7VSS8B9A 10X311X012Xo ut 13X114X215VDD16U3CD4052VCC GND GNDC2104E110u F/16V1PAMTH1THOUTPUTOUTPUTC4104VEE D44.3VR9150-12VVEE平顶抽样输出自然抽样输出12U1A74LS04K1CLK-INCLK-IN图3-5 脉冲幅度调制电路原理图（三）实验电路工作原理1、 PAM 调制电路如图3-5所示，LF398是一个专用的采样保持芯片，它具有很高的直流精度和较高的采样速率，器件的动态性能和保持性能可以通过合适的外接保持电容达到最佳。

三( PAM 信号)抽样及恢复

三信号抽样及恢复—概述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。

二原理及框图1 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。

原理框图抽样信号为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。

三步骤1 根据信号的抽样及恢复定理，用Systemview软件建立仿真电路如下：2 元件参数的配置Token 0，1 ，3，7 观察点—分析窗Token 2 ，5 采样器（采样频率[2]=50Hz,[5]=40Hz) Token 4,6 保持（保持值为0）Token 8 低通滤波器（极点数=7，截止频率=10Hz）Token 9 信号源（单位冲激信号，偏移量为0）3 运行时间设置运行时间= 2.047s 采样频率=1000Hz4 运行系统在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 0,1,3,7三个点的波形。

5 功率谱在分析窗绘出该系统抽样后的功率谱。

信号抽样及恢复运行结果1 原低通信号频谱2 低通信号抽样后的频谱3 原带通信号频谱4 带通信号抽样后频谱由上面的频谱图可知，所谓抽样，实质上是对原信号的频谱进行搬移，对信号来说做的是线性变化，其目的是对信号进行调制，以使信号适合于在信道中传输。

实验三 抽样定理实验(PAM)

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