通信原理实验报告--脉冲幅度调制与解调实验

本科实验报告

课程名称：通信原理

实验项目：脉冲幅度调制与解调实验实验地点：通信原理实验室

专业班级：学号：

学生姓名：

指导教师：

2012年6 月16 日

一、实验目的和要求：

1.理解脉冲幅度调制的原理和特点。

2.了解脉冲幅度调制波形的频谱特性。

二、实验内容：

1.观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，并注意观察它们之间的相互关系及特点。

2.改变基带信号或抽样时钟的频率，重复观察波形。

3.观察脉冲幅度调制波形的频谱。

三、主要仪器设备：

信号源模块、PAM 、AM 模块、终端模块、频谱分析模块

四、实验原理：

抽样定理表明：一个频带限制在

)

,

0(f

H

内的时间联系信号)(t m ，

如果以

f

H

21

秒的时间对它进行等间隔抽样，则)

(t m

将被所得到的抽

样值完全确定。

假设将信号)

(t m

和周期为T 的冲激函数)

(t T

δ相乘，如图7-1所

示。乘积便是均匀间隔为T 秒的的冲激序列，这些冲激序列的强度等

于相应瞬时上)(t m 的值，他表示对函数)(t m 的抽样。若用)(t m s 表示

此抽样函数，则用：())

()(t t t T s

m

m δ=

假设)

(t m

、

)

(t T δ、和)

(t m s

的频谱分别为)

(ωM

、

)

(ωδT 和)(ωM s 。

按照频率卷积定理，

)

()(t t T

m δ的傅里叶变换是)

(ωM

和)

(ωδT

的卷积：

()()[]

ωωπ

ωδT s M M *=

21

)(

因为 ()

∑∞

-∞

=-=n s

T

T

n T

ωωδδ

π2 ，

T s πω2=

所以 ()()()⎥

⎦⎤⎢⎣

⎡-=∑∞-∞

=n s

T

S

n M M T ωωδωω*1

则

()

()⎥

⎦⎤⎢⎣⎡-=∑∞

-∞

=n s

S

n M M

T ωωω1

该式表明，已抽样信号)

(t m s

的频谱)(ωM s 是无穷多个间隔为ωs

的)

(ωM

相迭加而成。这就意味着)(ωM s 中包含)

(ωM

的全部信息。

需要注意，若抽样间隔T 变得大于

f

T

H

21

=

，则)

(ωM

和)

(t T

δ的

卷积在相邻的周期内存在重叠，因此不能由)(ωM s 恢复)

(ωM

。可见，

f

H

21

是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔。

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调制方式。如果脉冲载波是由脉冲组成的，则上述所介绍的抽样定理，就是脉冲幅度调制原理。

但是，实际上理想的冲激串物理实现困难，

通常采用窄脉冲串来

代替。本实验模板采用32K或64K或1MHz的窄矩形脉冲来代替理想的窄脉冲串，当然，也可以采用外接抽样脉冲对输入信号进行脉冲幅度调制，本实验采用图7-3所示的原理方框图。

如下图所示，被抽样的信号从S201输入，若此信号为音频信号，则它经过TL084构成的电压跟随器隔离之后，被送到模拟开关4066的第一脚。此时，将抽样脉冲由S202输入，其频率大于或等于输入音频信号频率的2倍即可，但至少应高于3400Hz。该抽样脉冲送到U201的13脚作为控制信号，当该脚为高电平时，U201的1脚和2脚导通，输出调制信号；当U201 的13脚为低电平时，U201的1脚和2脚断开，无波形输出，因此，在U201的2脚就可以观察到比较理想的脉冲幅度调制信号。

图6-1 PAM调制电路原理框图

若要解调出原始语音信号，则将调制信号送入截止频率为3400Hz的低通滤波器。因为抽样脉冲的频率远高于输入的音频信号的频率，因为通过低通滤波器之后高频的抽样时钟信号已被滤除，因而，只需通过一低通滤波器便能无是真地还原音频信号。解调电路如下所示。

图6-2 PAM解调电路

五、操作方法与实验步骤：

1.将信号源模块、PAM、AM模块、终端模块、频谱分析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发光，按一下信号源模块的复位键，四个模块均开始工作。

3.将信号源模块产生的2KHz的正弦波送入PAMAM模块的信号输入点“PAM音频输入”，将信号源模块产生的62.5KHz的方波送入

PAMAM模块的信号输入点“PAM时钟输入”，观察“调制输出”和“解调输出”点的波形D。

4.将点“PAM音频输入”和“调制输出”的波形分别送入频谱分析模块，观察其频谱并比较之。

六、实验数据记录和处理：

1.调制输出波形

2.解调输出波形