通信原理实验04 抽样定理与PAM调制解调实验
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
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。
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。
04016437-郑志刚-PAM调制与抽样定理实验
PAM 调制与抽样定理实验04016437郑志刚 04016428朱晗东一、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．了解混迭效应产生的原。
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. 抽样定理简介抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。
这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。
图1.2-1 信号的抽样与恢复假设()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：[]11()()()()2s T s n M M M n T ωωδωωωπ∞=−∞=*=−∑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。
需要注意，若抽样间隔T 变得大于 , 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。
可见， 是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔。
下图所示是当抽样频率s f ≥2B 时（不混叠）及当抽样频率s f ＜2B 时（混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。
(a) 连续信号及频谱（b ） 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）（c ） 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图1.2-2 采用不同抽样频率时抽样信号及频谱2.抽样定理实现方法通常，按照基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制分为脉幅12Hf 12HT f =011调制（PAM）、脉宽调制（PDM）和脉位调制（PPM）。
实验报告三
《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：信息科学与技术系专业班级：电子信息工程0902班学生姓名：潘胜同组学生：朱云龙成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：2011年11月17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，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、 通信原理实验箱 一个2、 60M 数字示波器 一台3、 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，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 T s 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。
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。
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。
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 。
实验二 抽脉冲调制解调实验
实验二抽脉冲调制解调实验Ⅰ.抽样定理与 PAM 调制解调实验一．实验内容1.抽样定理实验2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验二.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（二）实验电路工作原理1.输入电路该电路由发送放大电路组成。
该电路还用于PCM、增量调制编码电路中。
2.PAM 调制电路它是利用CD4066 开关特性完成抽样实验的,抽样输出的信号中不含有直流分量。
输出负载端，接有取样保持电路，由R605、C602 以及R607 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，可通过调节电位器W601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。
注意实验时，用8KHz 抽样脉冲效果较好，而且便于稳定观察。
4.PAM 解调与滤波电路解调滤波电路由集成运放电路TL084 组成。
组成了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。
该电路还用在接收通道电路中。
5.功放输出电路功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。
该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。
放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。
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。
PAM 调制与抽样定理实验
《信息处理综合实验》实验报告（一）班级：姓名：学号：日期：2020-11-15实验一 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．了解混迭效应产生的原理。
二、实验内容及步骤自然抽样验证(1). 选择自然抽样功能在实验框图上通过“切换开关”，选择到“自然抽样”功能；(2). 修改参数进行测量通过实验框图上的“原始信号”、“抽样脉冲”按钮，设置实验参数，如：设置原始信号为：“正弦”，2000hz，幅度为17；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；(3). 抽样信号时域观测用双通道示波器，在3P2 可观测原始信号，在3P4 可观测抽样脉冲信号，在3P6 可观测PAM 取样信号；(4). 抽样信号频域观测使用示波器的FFT 功能或频谱仪，分别观测3P2,3P4,3P6 测量点的频谱；(5). 恢复信号观察通过实验框图上的“恢复滤波器”按钮，设置恢复滤波器的截止频率为3K（点击截止频率数字），在6P3 观察经过恢复滤波器后，恢复信号的时域波形。
(6). 改变参数重新完成上述测量修改模拟信号的频率及类型，修改抽样脉冲的频率，重复上述操作。
频谱混叠现象验证(1). 设置各信号参数设置原始信号为：“正弦”，1000hz，幅度为20；设置抽样脉冲：频率：8000hz，占空比：4/8（50%）；恢复滤波器截止频率：2K；(2). 频谱混叠时域观察使用示波器观测原始信号3P2，恢复后信号6P4。
逐渐增加3P2 原始信号频率:1k，2k，3k,…,7k，8k；观察示波器测量波形的变化。
当3P2 为6k 时，记录恢复信号波形及频率；当3P2 为7k 时，记录恢复信号波形及频率；记录3P2 为不同情况下，信号的波形，并分析原因，其是否发生频谱混叠？(3). 频谱混叠频域观察使用示波器的FFT 功能或频谱仪观测抽样后信号3P6，然后重新完成上述步骤（2）操作。
通信原理实验—— 抽样定理及脉冲振幅调制实验(PAM)
贵州大学实验报告学院：计信学院专业：网络工程班级：101 姓名学号实验组实验时间2013.6.16 指导教师成绩实验项目名称实验一抽样定理及脉冲振幅调制实验（PAM）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。
实验要求本实验属于验证型实验，通过实验，加强对课堂讲授知识的理解。
开始实验前，先集中由老师进行具体要求和注意事项的讲解，然后各自独立在机器上完成实验。
实验过程中出现问题，在实验指导老师帮助下解决。
实验原理1、图8-1是模拟信号的抽样原理框图。
解调输入低通滤波解调输出图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。
解调输入低通滤波解调输出图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）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。
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。
试验四脉冲幅度调制PAM及系统试验
实验二第一部分1.脉冲幅度调制实验步骤用示波器在TP601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W108。
在TPP603处观察其取样脉冲信号。
改变CA601处的电容，再用示波器观察TP602该点波形。
做详细记录、绘图。
2.PAM通信系统实验步骤(1)将K602的2端和3端相连，为CPLD产生的8KHz抽样时钟脉冲，用示波器观测TP601～TP604各点波形，并做详细记录、绘图。
(2)将K602的1端和2端相连，然后改变CA601的电容，即改变抽样频率f sr，使f＞f sr、 f c =2f sr、f c＜2f sr，在TP603处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统中的正确性，同时做记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。
(3)在TP111处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。
3.CA601上插电容，可改变抽样时钟。
电容在5600pf～0.1 f 之间。
五.测量点说明TP601：若外加信号幅度过大，则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：调节通信话路终端发送放大电路中的电位器 W108。
TP602：抽样脉冲波形输出，其抽样脉冲波形由抽样时钟电路(在TP603处观察)决定，在抽样时钟电路里，在CA601中插上不同大小的电容，可改变抽样时钟的频率。
电容值在5600pf~0.1μf 之间选取。
TP603：抽样时钟信号输出，抽样频率由CA601上的电容大小决定，用频率计测量其频率的大小。
电容值在5600pf～0.1μf 之间选取；另一种抽样时钟为CPLD可编程模块产生的8KHz时钟脉冲，由开关K602选择。
TP604：收端PAM调制信号，由开关K601的1脚与2脚相接。
开关的设置：K601：取样与解调。
K602：取样脉冲选择，1—2：555定时器产生的脉冲；2—3：电路内部产生的8KHz脉冲。
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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
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。
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。
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幅度（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
实验四抽样定理与PAM调制解调实验（二）实验电路工作原理
1.输入电路
该电路由发送放大电路组成。
该电路还用于PCM、增量调制编码电路中。
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。
它是利用CD4066开关特性完成抽样实验的,抽样输出的信号中不含有直流分量。
输出负载端，接有取样保持电路，由R605、C602以及R607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，可通过调节电位器W601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。
注意实验时，用8KHz抽样脉冲效果较好，而且便于稳定观察。
4.PAM解调与滤波电路
解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。
组成了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。
该电路还用在接收通道电路中。
5.功放输出电路
功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。
该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。
放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。
喇叭输出时应将K102短接1-2。
三.实验内容
1.抽样定理实验
2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验
四.实验步骤及注意事项
1.脉冲幅度调制实验步骤
实验四抽样定理与PAM调制解调实验
用示波器在TP601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W108。
在TPP603处观察其取样脉冲信号。
改变电位器W601，再用示波器观察TP602该点波形。
做详细记录、绘图。
2.PAM通信系统实验步骤
(1)J106选择“同步输入”J104选择“PAM IN”，J105选择” PAM OUT”.
(2)将K602的2端和3端相连，为CPLD产生的8KHz抽样时钟脉冲，用示波器观测
TP601～TP604各点波形，并做详细记录、绘图。
(3)将K602的1端和2端相连，然后电位器W601，即改变抽样频率f sr，使f＞f sr、 f c =2f sr、f c＜2f sr，在TP603处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。
并分析比较。
(4)在TP111处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。
3.脉冲幅度调制实验注意事项
验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到稳定的信号。
此时可适当调整外加信号频率，使之同步，有时需要反复耐心地调整才能观察到。
特别当观察f c 2f sr 时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏（Nyquist）速率。
五.测量点说明
TP601：若外加信号幅度过大，则被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些，一般实验时正弦波的峰峰值调节到1V左右，请同学们一定要注
意。
方法是：调节通信话路终端发送放大电路中的电位器 W108。
TP602：抽样脉冲波形输出，其抽样脉冲波形由抽样时钟电路(在TP603处观察)决定，在抽样时钟电路里，可通过调节电位器W601，达到改变时钟的频率，此
时跳线K602跳到1-2，为555产生的时钟。
TP603：抽样时钟信号输出，当K602短接1-2时，为555振荡产生的抽样信号，抽样频率可调节电位器W601；另一种抽样时钟为CPLD可编程模块产生的8KHz
的固定时钟脉冲，此时开关K602选择短接2-3。
TP604：收端PAM调制信号，保持输出，开关K601的1脚与2脚相接。
TP111：为PAM解调信号，波形还原的好坏与抽样时钟的频率有关。
实验四抽样定理与PAM调制解调实验。