通信原理一脉冲幅度调制PAM.ppt

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1、实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST 提 示11 请同学们按请同学们按学号学号就座就座,每个实验台坐每个实验台坐22名名同学同学22 请检查实验台上的仪器请检查实验台上的仪器:双踪示波器双踪示波器,低频信号源低频信号源,实验箱各一台实验箱各一台;仪器所用附件仪器所用附件:信号源探头一根信号源探头一根,示波示波器探针两根分别放在其相应仪器所对应的抽屉里面器探针两根分别放在其相应仪器所对应的抽屉里面.33 请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整无缺并按原来位置放好无缺并按原来位置放好.将实验凳放回实验台下将实验凳放回实验台下.4

2、4 实验中保持实验室卫生实验中保持实验室卫生,下课时将自己产生的垃圾下课时将自己产生的垃圾带走带走,保持实验台面整洁保持实验台面整洁,特别是实验台抽屉里不得特别是实验台抽屉里不得存有垃圾存有垃圾!55 每位同学请自觉遵守上述要求每位同学请自觉遵守上述要求,实验结束后指导教实验结束后指导教师要对此做相应检查师要对此做相应检查.请同学们爱护实验室请同学们爱护实验室!实验一 脉冲脉冲幅度调制 PAM及系统实验 电工电子中心CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验【实验性质】:验证性实验实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST一、实验目

3、的1、加深对取样定理的理解。2、了解脉冲幅度调制PAM系统的工作过程实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST二、实验预习要求 主要预习通信系统原理教材中关于“脉冲模拟调制系统”这章中的“低通信号的取样定理”、“脉冲幅度调制”等主要章节,其次预习一下PPM、PDM调制系统。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST三、实验仪器仪表 1、双踪示波器 一台2、低频信号源 一台3、通信系统实验箱 一套 实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理知识点1:低通抽样定理 一个频带限制在(0,fH)赫内的时间连续信号m(t),如果抽样频率f

4、s大于或等于2fH,则可以由样值序列m(nTs)无失真地重建原始信号 m(t).此定理告诉我们:若m(t)的频谱在某一角频率H以上为零,则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于1/(2fH)秒的均匀抽样序列里。换句话说,在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次,或者说,抽样速率fs(每秒内的抽样点数)应不小于2fH,若抽样速率fs2fH,则会产生失真,这种失真叫混叠失真。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理知识点2:脉冲调制 以时间上离散的脉冲串作为载波,用模拟基带信号m(t)去控制脉冲串的某参数,使其按m(t)的规律变化的调制方式。通常,按基带信

5、号改变脉冲参量(幅度、宽度和位置)的不同,把脉冲调制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)。下面介绍脉冲振幅调制,它是脉冲编码调制的基础。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理知识点2:脉冲调制PAM、PDM、PPM 信号波形实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理知识点3:PAM PAM PAM是 是脉 脉冲 冲载 载波 波的 的幅 幅度 度随 随基 基带 带信 信号 号变 变化 化的 的一 一种 种调 调制 制方 方式 式。若 若脉 脉冲 冲载 载波 波是 是冲 冲激 激脉 脉冲 冲序 序列 列,则

6、 则前 前面 面讨 讨论 论的 的抽 抽样 样定 定理 理就 就是 是脉 脉冲 冲振 振幅 幅调 调制 制的 的原 原理 理。也 也就 就是 是说 说,按 按抽 抽样 样定 定理 理进 进行 行抽 抽样 样得 得到 到的 的信 信号 号就 就是 是一 一个 个PAM PAM信号。信号。但 但是 是,用 用冲 冲激 激脉 脉冲 冲序 序列 列进 进行 行抽 抽样 样是 是一 一种 种理 理想 想抽 抽样 样的 的情 情况 况,是 是不 不可 可能 能实 实现 现的 的。因 因为 为冲 冲击 击序 序列 列在 在实 实际 际中 中是 是不 不能 能获 获得 得的 的,即 即使 使能 能获 获得 得

7、,由 由于 于抽 抽样 样后 后信 信号 号的 的频 频谱 谱为 为无 无穷 穷大 大,对 对有 有限 限带 带宽 宽的 的信 信道 道而 而言 言也 也无 无法 法传 传递 递。因 因此 此,在 在实 实际 际中 中通 通常 常采 采用 用脉 脉冲 冲宽 宽度 度相 相对 对于 于抽 抽样 样周 周期 期很 很窄 窄的 的窄 窄脉 脉冲 冲序 序列 列近 近似 似代 代替 替冲 冲激 激脉 脉冲 冲序 序列 列,从 从而 而实 实现 现脉 脉冲 冲振 振幅 幅调 调制 制。我 我们 们介 介绍 绍用 用窄 窄脉 脉冲 冲序 序列 列进 进行 行实 实际 际抽 抽样 样的 的一 一种 种脉 脉

8、冲 冲振 振幅 幅调 调制 制方 方式 式:自 自然 然抽 抽样 样的 的脉冲调幅。脉冲调幅。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST自然抽样的脉冲调幅 自然抽样的脉冲调幅 自 自然 然抽 抽样 样又 又称 称曲 曲顶 顶抽 抽样 样,它 它是 是指 指抽 抽样 样后 后的 的脉 脉冲 冲幅 幅度 度(顶 顶部 部)随 随被 被抽 抽样 样信 信号 号m(t)m(t)变 变化 化,或 或者 者说 说保 保持 持了 了m(t)m(t)的 的变 变化 化规 规律 律。自 自然 然抽 抽样 样的 的脉 脉冲 冲调 调幅 幅原 原理 理框 框图 图如 如下图 下图 所示。所示。设

9、设模 模拟 拟基 基带 带信 信号 号m(t)m(t)的 的波 波形 形及 及频 频谱 谱如 如图 图(a)(a)所 所示 示,脉 脉冲 冲载 载波 波以 以s(t)s(t)表 表示 示,它 它是 是宽 宽度 度为 为,周 周期 期为 为Ts Ts的 的矩 矩形 形窄 窄脉 脉冲 冲序 序列 列,其 其中 中Ts Ts是 是按 按抽 抽样 样定 定理 理确 确定 定的 的,这 这里 里取 取Ts=1/(2 Ts=1/(2 f fH H)。s(t)s(t)的 的波 波形 形及 及频 频谱 谱如 如图 图(b)(b)所 所示 示,则 则自 自然 然抽 抽样 样PAM PAM信 信号 号(波 波形

10、形及频谱见图(及频谱见图(c c))为 为m(t)m(t)与 与s(t)s(t)的乘积,即 的乘积,即实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST五、实验原理电路图脉 脉冲 冲幅 幅度 度调 调制 制实 实验 验系 系统 统图 图见 见下 下图 图所 所示 示,主 主要 要由 由输 输入 入电 电路 路、调 调制 制电 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 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实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST六、实验内容 1 1、脉冲

11、幅度调制实验、脉冲幅度调制实验 a a 观 观察 察被 被调 调制 制信 信号 号正 正弦 弦波 波形 形、取 取样 样脉 脉冲 冲波 波形 形和 和已 已调 调信 信号 号波 波形 形的 的相 相互 互之 之间 间的 的关 关系 系及 及特 特点 点,特 特别 别是 是音 音频 频带 带内 内各 各频 频率 率点 点的 的情 情况 况。(测 测1 1个 个测量点 测量点)b b 观察验证抽样定理,并加以理论分析和必要的说明。观察验证抽样定理,并加以理论分析和必要的说明。2 2、PAM PAM通信系统实验 通信系统实验观 观察 察整 整个 个系 系统 统收 收发 发各 各点 点信 信号 号的

12、的特 特点 点并 并测 测量 量其 其参 参数 数,0 0 4K 4K音 音频 频段 段测 测2 2个频率点。个频率点。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST1、脉冲幅度调制实验步骤 在S201处,用外加信号源送04KHZ音频带内的频率为800HZ的信号fsr,然后用示波器在TP601处观察测量,以该点信号输出幅度不失真时较大为好,如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度,达到上述要求。TP606处观察其方波取样脉冲信号。在TP602处观察并用示波器测量该点波形。并做详细记录、绘图。七、实验步骤实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST 2、脉冲幅度调制实

13、验注意事项a、+5V工作b、按下按键开关:K2、K3、K100、K600c、按一下“复位”、“开始”与“PAM”功能键,显示代码“8”d、外加800Hz的信号从S201进入e、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fc2fsr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。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST 3、PAM通信系统实验步骤 在 s20l处,分 别 送 fsr=800Hz、4KHz信号。分别用示波器观测TP601、TP60

14、6、TP602、TP605各点波形,并做详细记录、绘图。实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST波形的正确画法:实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST1、结合实验简述取样定理2、记录所看到的TP601的陷幅波形,并说明其产生原因3、结合实验计算本组实验箱的输入信号最高频率八、讨论思考题实验一 脉冲幅度调制(PAM)及系统实验电工电子中心CUST 九、实验报告要求1、结合学过的理论知识简述对本实验原理的理解,绘出所做实验的电路。2、列出所测各点的波形、频率、电压(电平)等有关数据,对所测数据做简要分析说明。必要时借助于计算公式及推导。3、请写出思考题答案。

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