《2022年通信原理实验 4.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年通信原理实验 4.pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、实验二 脉冲幅度调制与解调实验一、实验目的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，多次观察波形。3、观察脉冲幅度调制波形的频谱。三、实验仪器1、信号源模块2、PAM/AM 模块3、频谱分析模块（可选）4、20M 双踪示波器一台5、频率计（可选）一台6、音频信号发生器（可选）一台7、立体声单放机（可选）一台8、立体声耳机（可选）一副9、连接线若干四、实验原理抽样定理表明：一个频带限制在（0， ）内的时间连续信号，如果以 T 秒的间隔对它
2、进行等间隔抽样，则将被所得到的抽样值完全确定。假定将信号和周期为 T的冲激函数相乘，如图 2-1 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的值，它表示对函数的抽样。若用表示此抽样函数，则有：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 图 2-1 抽样与恢复假设、和的频谱分别为、和。按照频率卷积定理，的傅立叶变换是和的卷积：因为所以由卷积关系，上式可写成该式表明， 已抽样信号的频谱是无穷多个
3、间隔为 s 的相迭加而成。这就意味着中包含的全部信息。需要注意，若抽样间隔T 变得大于，则和的卷积在相邻的周期内存在重叠（亦称混叠），因此不能由恢复。可见，是抽样的最大间隔， 它被称为奈奎斯特间隔。 图 2-2 画出当抽样频率2B时（不混叠）及当抽样频率2B时（混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - (a) 连续信号的频谱（b） 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）（c） 低抽样频率
4、时的抽样信号及频谱（混叠）图 2-2 采用不同抽样频率时抽样信号的频谱所谓脉冲振幅调制， 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， 则上述所介绍的抽样定理， 就是脉冲幅度调制的原理。图 2-3 脉冲幅度调制原理框图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 但是，实际上理想的冲激脉冲串物理实现困难，通常采用窄脉冲串来代替。本实验模块采用 32K或 64K或 1MHz 的窄矩形脉冲来代替
5、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 2-3 所示的原理方框图。具体的电路原理图如图2-4 所示。图 2-4 脉冲幅度调制电路原理图图中，被抽样的信号从H01 输入，若此信号为音频信号（3003400Hz ） ，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 1 脚。此时，将抽样脉冲由H03 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U02（4066）的 13 脚作为控制信号，当该脚为高电平时， U02的 1 脚和 2 脚导通，输出调制信号；当U02的 13 脚为低
6、电平时，U02 的 1 脚和 2 脚断开，无波形输出。因此，在U02 的 2 脚就可以观察到比较理想的脉冲幅度调制信号。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，因此通过低通滤波器之后高频的抽样时钟信号已经被滤除， 因而，只需通过一低通滤波器便能无失真地还原出原音频信号。解调电路如图2-5 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 图
7、2-5 脉冲幅度调制信号解调电路原理图五、实验步骤1、将信号源模块、 PAM/AM 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，再分别按下三个模块中的开关POWER1 、POWER2 ，各个模块对应的发光二极管LED01 、LED02发光，按一下信号源模块的复位键， 三个模块均开始工作。（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、将信号源模块产生的2KHz （峰-峰值在 2V 左右，从信号输出点“模拟输出”输出）的正弦波送入PAM/AM 模块的信号输入点“ PAM音频输入” ，将信号源模块产生
8、的 62.5KHz的方波（从信号输出点 64K输出）送入 PAM/AM 模块的信号输入点“ PAM时钟输入”，观察“调制输出”和“解调输出”测试点输出的波形名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4、将“PAM音频输入”和“调制输出”测试点输出的波形分别送入频谱分析模块，观察其频谱并比较之。调制输出频谱解调输出频谱六、实验思考题1、简述抽样定理。答：如果一个信号是带限的， 并且它的样本足够密的话， 那么这些样本值就能唯一
9、地用来表征这一信号，并且能从这些样本中把信号完全恢复出来，这就是抽样定理。2、本实验是什么方式的抽样？为什么？答：采用窄巨型脉冲串来代替理想窄脉冲串。因为实际上理想的冲击脉冲串物理上实现困难。3、本实验的抽样形式同理想抽样有什么区别？理论和实验相结合加以分析。答：理想的抽样脉冲是时间点， 是在一个时刻上实现的没有时间长度，而实际上是到不到，只能以窄巨型脉冲来代替理想的窄脉冲串。4、在抽样之后，调制波形中包不包含直流分量，为什么？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，
10、共 7 页 - - - - - - - - - 答：不包含直流分量。因为抽样后信号的频谱为( )=，由此可知，其中不包含直流分量。5、造成系统失真的原因有哪些？答：噪声的存在、采样频率不够高。6、为什么采用低通滤波器就可以完成PAM解调？答：因为抽样脉冲的频率远高于输入的音频信号的频率，因此，通过低通滤波器之后高频的抽样脉冲信号已经被滤除，因而，只需通过一个低通滤波器便能无失真地复原原信号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -