实验六信号的抽样与恢复.ppt

实验七 信号的抽样与恢复(PAM),实验目的 1、验证抽样定理 2、观察了解PAM信号形成的过程 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始信号. 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。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。,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fH，则可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。抽样信号的时域与频域变化过程如图所示。,卷积,包络,相乘,(一)抽样定理,不满足抽样定理时产生频率混叠现象,高抽样率时不混频,满足抽样定理时不混频,低抽样率时混频,（二）、由抽样信号恢复原连续信号,取主频带 ： 时域卷积定理：,卷积,包络,相乘,模块说明 在“JH 5004型信号与系统”实验中有一“PAM抽样定理 ”模块，该模块主要由一个抽样器与保持电容组成。,零阶抽样保持 上述假定抽样脉冲是冲激序列，但实际电路要产生（t）不容易。数字通信系统中最常用的零阶抽样保持。 f（t）与p（t）不是简单的相乘，而是在脉冲p（t）持续间保持抽样值直到下一个抽样值，f0（t）呈阶梯型。,零阶抽样保持,f（t）,fS0（t）,p（t）,实际电路，MOS晶体管M1和M2作为开关运用，当窄脉冲p1（t）到来时，M1、M2导通将f（t），抽样值引到电容C两端，此后电容保持这个值直到下一个抽样脉冲到来，依次重复，即可由f（t）产生fs0（t）波形。,f（t）,fS0（t）,C,M1,M2,P1（t）,为求得fs0（t）的频谱，构作一个线性时不变系统，它是具有如下的冲激响应， h0（t）=u（t）- u（t-TS） 显然令fs（t）通过此系统即可在输出端产生 fs0（t）波形，因此可以得： fs0（t）=fs（t）*h0（t）,fs0（t）经传输到收端后需要恢复f（t） 信号，为分析如何恢复，借助冲激序列抽样 信号的时域与频域特性，假定：,因为fs(t)是抽样信号(幅度大小不同的冲激).而fs0(t)是阶梯. 冲激与矩形乘得阶梯,一个完整的PAM电路组成如图所示，即在输入、输出端需加一低通滤波器。前一个低通滤波器是为了滤除高于fs/2的输入信号防止出现频谱混迭现象。产生混迭噪声，影响恢复出的信号质量。后面一个低通滤波器是为了从抽样序列中恢复出信号，滤除抽样信号中的高次谐波分量。,输入信号,抽样脉冲,抽样保持,低通滤波器,低通滤波器,抽样定理实验原理图,实验步骤,设置信号产生模块为模式为01，在该模式下在正弦信号16KHZ、32KHZ输出端产生相应的信号输出，同时在信号A组产生1KHZ信号，在信号B组产生125HZ信号输出，以及PAM所需的抽样时钟。 1、采样冲激串的测量 在JH5004的“PAM抽样定理”模块的D（T）输入端测量采样冲击串，测量采样信号的频率。 2、模拟信号的加入 用短线将“信号A组”输出1KHZ正弦信号与“PAM抽样定理”模块的信号输入X端相连。 3、信号采样的PAM序列观察 在“PAM抽样定理”模块的输出端可测量到输入信号的采样序列，用示波器比较采样序列与原始信号的关系、及采样序列与采样冲击串之间的关系,4、PAM信号的恢复 用短线将“PAM抽样定理”模块输出端的采样序列与“无源与有源滤波器”单元 的“八阶切比雪夫低通滤波器“的输入 端相连。在滤波器的输出端可测量出恢复出的模拟信号，用示波器比校恢复出的信号与原始信号的关系与差别。 5、用