通信原理实验四 实验报告 抽样定理与PAM系统实训
实验4抽样定理和PAM调制解调实验共22页文档
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
实验4抽样定理和PAM调制解调实验
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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。
抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验
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。
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。
通信原理实验四 抽样定理与PAM调制解调实验
实验四抽样定理与PAM调制解调实验实验内容1.抽样定理实验2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验一.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特点。
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.实验电路工作原理（一）电路组成脉冲幅度调制实验系统如图4-1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，如图4-2所示。
图4-1 脉冲振幅调制电路原理框图（二）实验电路工作原理1.输入电路该电路由发送放大、限幅电路等组成。
该电路还用于PCM（一）、PCM （二）、增量调制编码电路中。
由限幅二极管D601、D602组成双向限幅电路，防止外加输入信号幅度过大而损坏后面调制电路中的场效应管器件。
电路电原理图如4-2所示。
2.PAM调制电路调制电路见图4-2中的BG601。
这是一种单管调制器，采用场效应管3DJ6F，利用其阻抗高的特点和控制灵敏的优越性，能很好的满足调制要求。
取样脉冲由该管的S极加入，D极输入音频信号，由于场效应管良好的开关特性，在TP602处可以测到脉冲幅度调制信号，该信号为双极性脉冲幅度信号，不含直流分量。
3DJ6的G极为输出负载端，接有取样保持电路，由R601、C601以及R602等组成，由开关K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，能观察其取样定理的波形。
在做系统实验时，将K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。
3.脉冲发生电路该部分电路详见图4-2所示，主要有两种抽样脉冲，一种由555及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过改变CA601的电容来实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLD产生的8KHz抽样脉冲，这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。
可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。
通信原理抽样定理和PAM调制解调实验实验报告
实验一抽样定理和PAM调制解调实验组员（姓名学号）成绩gllh631507xxxxx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、20M双踪示波器一台4、连接线若干四、实验结果PAM自然抽样波形PAM平顶抽样波形改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。
观测解码后PAM波形与原信号的区别答：无区别。
所测各点频率、电压等有关数据答：信号源为2kHZ，信号源CLK1为32kHZ，NRZ频率为16kHZ，自然抽样输出频率为25kHZ。
五、实验思考题1、简述平顶抽样和自然抽样的原理及实现方法。
答：（1）.平顶抽样原理：抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度不变，每个抽样脉冲顶部不随信号变化。
实际应用中是采用抽样保持电路来实现的。
（2）.自然抽样原理：抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度不变，每个抽样脉冲顶部随信号幅度变化。
用周期性脉冲序列与信号相乘就可以实现。
平顶抽样和自然抽样是用小矩形进行抽样，即抽样在一小段时间内进行。
2、在抽样之后，调制波形中包不包含直流分量，为什么？答：因为抽样过程实际是相乘的过程，得到的结果还是交流信号，经过调后不包含直流分量。
通信原理实验报告
通信原理实验报告学号：姓名：2012年12月25日实验1抽样定理与PAM通信系统实验一、实验内容样脉冲通过开关J601来选择。
可在TP62处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。
2、PAM解调与滤波电路该电路即为前面介绍的话路终端接收滤波电路，解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。
即一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。
三、实验步骤及注意事项1、脉冲幅度调制实验步骤用示波器在TP61处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度或调节W03。
在TP62处观察其抽样时钟信号。
2、PAM通信系统实验步骤分别将J601的第1排、第2排和第3排相连，即改变抽样频率f s，使f c=2f s、f c＞2f s、f c＜2f s，在TP63、TP64处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证抽样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图。
四、测量点说明TP61：若外加信号幅度过大，则该点信号波形被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些。
方法是：减小外加信号幅度或调节通信话路终端发送放大电路中的电位器W03。
TP62：抽样时钟输出，有三种抽样时钟：等于8KHz抽样脉冲、大于8KHz抽样脉冲、小于8KHz抽样脉冲。
由J601的选择决定。
TP63：抽样信号输出。
TP64：收端PAM解调信号输出。
六、实验报告要求绘出三种抽样时钟情况下测得各点的波形、频率，对所测波形做简要分析说明。
各点波形如下：TP61抽样频率：4kHzTP62TP63 TP64抽样频率：8kHzTP62TP63 TP64抽样频率：16kHzTP62TP63 TP64说明：在不同的抽样频率下，可以看见波形的失真程度不同，由抽样频率大于等于２倍的信号最高频率，可以验证，抽样频率在满足条件的基础上，越大，失真程度越小。
PAM调制与抽样定理实验.docx
、实验目的PAM调制与抽样定理实验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;了解混叠效应产生的原理。
餐验模1块:豐时分复用模块A3信源译码与时分解复用模块A63. 100M双通道示波器4•信号连接线三P d原理次开发）设连续信号？???,其最高截止频率为？???如果用频率为？???2????抽样信号对？???进行抽样，样定理???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?？？???的频谱中最高频率不超过????这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率????2????，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??????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、实验目的PAM调制与抽样定理实验图1信号的抽样与恢复2> ????假设??????????对于理想抽样 叶变换的性质，时域的乘积等于频域的卷积，我们可— —????i i???????? [?????)?? ????*???= ? ???????????????上式表明，????"???" 2????? ??……?■??■ 的各?次谐波为中心点相叠加而成， 幅度只利用上图2，我们可以分析出频谱不发生混叠的条件。
我们考虑中心点在 ??=?0和？???的频谱。
中心点在??=?0的频谱的上边带的截止频率为？??？ ，中心点在??=?????频谱傅里心1血.(b>応抽样频率时閑揄坤柑号及和常(不龍』》仍为?冲击序列。
通信报告PAM实验
通信原理实验报告--PAM实验101180009陈惠娟一、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、JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验一台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。
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。
实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率。
这样可以留出一定的防卫带（1200Hz）。
当抽样频率f s低于2倍语音信号的最高频率f h，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量。
本次实验采用标准的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。
图6 抽样定理实验电路组成框图上图为抽样定理实验电路组成框图，低通滤波器为3dB带宽为3400Hz的滤波器，用于限制最高的信号频率，信号通过跟随器缓冲送到模拟开关。
通过抽样时钟完成对信号的抽样，形成抽样序列信号，再通过运放输出。
接着继续通过3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，恢复原始信号。
跳线开关K702用于选择输入滤波器，当K702设置在滤波位置时（左端），送入到抽样电路的信号经过3400Hz的低通滤波器；当K702设置在直通位置时（右端），实验中所有信号都不经过抗混迭滤波器直接送到抽样电路，其目的是为了观测混迭现象。
四、实验内容1、自然抽样脉冲序列测量（1）实验步骤将复接解复接模块中的KB04设置在右端（自然抽样状态）；将ADPCM模块的输入信号选择开关K501设置在右端以输入测试信号。
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。
实验四 抽样定理和PAM调制解调
实验四 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 3．20M 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。
有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。
上面讨论了低通型连续信号的抽样。
如果连续信号的频带不是限于0与H f 之间，而是限制在L f （信号的最低频率）与H f （信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，其抽样频率sf 并不要求达到H f 2，而是达到2B 即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。
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。
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。
取样定理及PAM通信实验
实验二：取样定理及PAM通信实验
一．实验目的
1．通过对模拟信号的抽样实验，加深对取样定理的理解。
2．通过对PAM通信实验，加深对脉冲幅度调制系统的理解。
3．掌握模拟信号抽样及恢复的电路。
熟悉对它们的调整测试方法。
二．实验仪器
1．RZ8621D实验箱一台
2．20MHz 双踪示波器一台
3．专用连接线
4．平头小起子
三．实验预习及测量点说明
实验前请预习取样定理及PAM通信系统实验电路及工作原理
取样也称抽样、采样。
取样是把时间连续的信号变成时间离散的信号。
它的任务是每隔一定的时间，抽取样模拟信号的一个瞬时值，通常称为一个样值。
根据取样定理，对于频带为0- f h的低通信号，如果以f s ≥2 f h，速率对其取样，则原信号将被所抽取的样值完全确定，这就是著名的奈奎斯特低通信号取样定理。
根据取样脉冲的特性，取样分为理想取样、自然取样、瞬时取样；根据被取样信号的性质，取样又分为低通取样和带通取样，取样是模拟信号数字化和时分多路复用的理论基础。
本实验系统的方框原理如图2-1所示，它由取样和滤波两大部分组成。
电原理图框如图2-2所示。
图
2-1 取样及PAM通信方框图取样滤波。
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。
通信原理抽样定理及其应用实验报告
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。
6．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。
实验1 抽样定理及其应用实验
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。
32P03：经仿真信道传输后信号的输出连接铆孔。
32W01：仿真信道的特性调节电位器。
五、实验内容及步骤
1．插入有关实验模块：
在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“PAM脉冲幅度调制模块”，插到底板“G、H”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。
3．20M双踪示波器1台
4．频率计1台
5．小平口螺丝刀1只
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。
实验4 抽样定理与PAM通信系统实验
三、实验内容 1.输入同步正弦波验证抽样定理 输入同步正弦波验证抽样定理
（1）连接P201和P501将同步正弦波送入抽样电路，用示波器在 P501处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真， 则调节W201，减小同步正弦波SIN的输出幅度，使正弦波不失真。 （2）用频率计测量输入的正弦信号的频率是否为2KHz； （3）连接信号源和P502引入抽样信号,用读取信号源的频率； （4） 调节信号源频率调节旋钮改变抽样信号的频率为8KHz，根据 抽样定理判断,选择8KHz作为抽样信号，是否正确？ （5）用示波器在P503处观察和记录已调信号的波形，已调信号的一 个周期有几个采样点？ （6） 连接PAM_OUT和P605铆孔，观察解调后的信号输出，测量 点为P606，解调后的模拟信号是否有失真？如有失真分析可能产生 失真的原因有哪些？
（6）改变抽样时钟的频率为6KHz，连接P503和P603将抽样信 号送至终端滤波器，在P604出观察恢复信号的波形，看是否能够 恢复出原波形，是否有失真？ （7）改变抽样时钟的频率为12KHz，连接P503和P603将抽样信 号送至终端滤波器，在P604出观察恢复信号的波形，看是否能够 恢复出原波形，是否有失真？ （8）重复上述步骤，连接P503和P605将抽样信号送至终端滤波 器，分别改变抽样信号的频率的为3KHz，6KHz，12KHz，在 P606出观察恢复的波形，看是否能够恢复原信号，为什么？
测量点的实际波形
P501:输入正弦信号 P503:抽样输出波形
P502:抽样时钟 P503:抽样输出波形
五、实验报告要求
根据实验内容的要求，绘出所测各点的波形、频率、电压等有关 数据，对所测数据做简要分析说明。
2. 输入 输入1KHz的三角波作为抽样信号 的三角波作为抽样信号 （1）连接P202和P501，选择函数信号输出，K201打在第一档， 选择的三角波输出，调节W202时输入信号的频率为1KHz； （2）用示波器在P501处观察，以该点信号输出幅度不失真时为 好，如有失真，则调节W203，减小信号的输出幅度； W203 （3）连接信号源和P502引入抽样信号，调节信号源频率旋钮， 使输出信号的频率为3KHz； （4）用示波器观察抽样输出波形，看该波形是否稳定，为什么？ （5）连接P503和P603将抽样信号送至终端滤波器，在P604出 观察恢复信号的波形，考虑为什么会失真。
通信原理 实验四 抽样定理与PAM 系统实训
实验四抽样定理与PAM 系统实训一、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、实验电路工作原理取样也称抽样、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,f H)赫内的时间连续信号m(t),如果以≦1/2f H 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，抽取连续信号的样值，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实验电原理图如图4-2 所示，系统框图如图4-3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；当取样脉冲为低电位，输出电压为0，这样便完成了取样。
本电路属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。
三、实验步骤及注意事项1、连接SP202 与SP301，送入模拟信号。
2、 SP302 接入抽样时钟信号，频率有4K、8K、16KHZ 方波可供选择，建议先接入16KHZ 开始实验。
3、改变输入SP302 的抽样时钟频率，重复步骤1-3。
4、连接SP204 与SP301、SP303 与SP306、SP305 与TP207，把扬声器J204 开关置到1、2 位置，触发SW201 开关，变化SP302 的输入时钟信号频率，听辨音乐信号的质量。
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南昌大学实验报告
学生姓名：学号：专业班级：
实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验四抽样定理与PAM系统实训
一、实验目的
1.熟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、实验原理
1.取样（抽样、采样）
（1）取样
取样是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。
（2）抽样定理
一个频带限制在(0,f H) 内的时间连续信号m(t)，如果以≦1/2f H每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。
（3）取样分类
①理想取样、自然取样、平顶取样；
②低通取样和带通取样。
2.脉冲振幅调制电路原理（PAM）
（1）脉冲幅度调制系统
系统由输入电路、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。
图 1 脉冲振幅调制电路原理框图
（2）取样电路
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；当取样脉冲为低电位，输出电压为0。
图 2 抽样电路
图 3 低通滤波电路
三、实验步骤
1.函数信号发生器产生2KHz（2V）模拟信号送入SP301，记fs；
2.555电路模块输出抽样脉冲，送入SP304，连接SP304和SP302，记fc；
3.分别观察fc>>2fs，fc=2fs，fc<2fs各点波形；
4.连接SP204 与SP301、SP303H 与SP306、SP305 与TP207，把扬声
器J204开关置到1、2 位置，触发SW201 开关，变化SP302 的输入
时钟信号频率，听辨音乐信号的质量.
四、实验内容及现象
1.测量点波形
图 4 TP301 模拟信号输入
图 5 TP302 抽样时钟波形(555稍有失真) fc=38.8kHz
图 6 TP303 抽样信号输出1
图7 TP304 模拟信号还原输出1
图8 TP303 抽样信号输出2
图9 TP304 模拟信号还原输出2
图10 TP303 抽样信号输出3
图11 TP304 模拟信号还原输出3
2.电路Multisim仿真
图12 PAM调制解调仿真电路
图13 模拟信号输入
图14 抽样脉冲波形
图15 PAM信号
图16 低通滤波器特性
图17 还原波形
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