实验2 抽样定理和脉冲调幅(PAM)

1、电子信息工程学系实验报告成 绩：课程名称：通信原理指导教师（签名）：实验项目名称：实验2 抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验 实验时间：2012.5.21班级：电信091 姓名：林杨亮 学号：910706104 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 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。 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

2、离散的脉冲调幅信号。N路抽样脉冲在时间上是互不相交，顺序排列的，各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号，本实验设置了两路抽样电路。多路脉冲调幅系统中的路际串话，在一个理想的传输系统中，各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但如果传输PAM信号的通道频带是有限的，则PAM信号就会出现拖尾现象。实 验 内 容 及 过 程：1.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。（1） 在TP1观察主振脉冲信号。 （2）在TP2观察分路抽样脉冲（8kHz）。抽样和分路脉冲的形成波形如图1、图2所示。由图1可知，主

3、振脉冲信号的频率为2.048KHz，脉冲宽度为240ns。由图2可知，分路抽样脉冲频率为8KHz，其脉冲宽度为10us。 图1 主振脉冲信号波形 图2 分路抽样脉冲波形2.验证抽样定理连接TP2 TP6，观察并画出以下各点的波形。（1）低频正弦信号从TP4输入，fH = 1kHz，幅度约2VP-P。（2）以TP4作双踪同步示波器的同步信号，观察TP8抽样后形成的PAM信号。把输入信号调整到一合适的频率上，使PAM信号在示波器上显示稳定，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TP8 TP14，在TP15观察经低通滤波器和放大器的解调信号。测量其频率，确定和输入信

4、号的关系。（4）改变fH，令fH = 6kHz，重复步骤2，3项内容。图3为输入的低频正弦信号波形图，fH = 1kHz，幅度约2VP-P。图4为抽样后形成的PAM信号波形图，由图4可知，一个周期内的抽样次数为8。可得信号频率f和抽样频率fs的关系：f=fs/N (N=8)图5为解调后的信号波形图，由图5可知，其频率为1KHz。 图3 TP4波形图 图4 TP8波形图 图5 TP15波形图图6为输入的低频正弦信号波形图，fH = 6kHz，幅度约2VP-P。图7为抽样后形成的PAM信号波形图，由图7可知，一个周期内的抽样次数为2。 图8为解调后的信号波形图，由图8可知，其频率为2KHz。 图6

5、 TP4波形图 图7 TP8波形图 图8 TP15波形图3.PAM信号的形成和解调连接TP8 - TP11、TP13 - TP14、TP2 - TP6、TP2 - TP12，观察并画出以下各点的波形。（1）低频正弦信号从TP4输入，fH = 1kHz，幅度约2VP-P。（2）以TP4作为双踪同步示波器的同步信号，在TP8观察单路PAM信号。（3）在TP13观察选通后的单路解调展宽信号，用示波器读出的宽度。（4）在TP15观察经低通滤波器放大后的音频信号。（5）改变fH，令fH = 6kHz，重复步骤2，3，4项内容。 图9为TP8中的单路PAM信号波形图，图10为单路解调展宽波形图，由图可知，

6、的宽度为125.0us。图11为经低通滤波器放大后的音频信号波形图，由图11可知，解调后频率f '=1.01KHz与输入信号f=1.0KHz差不多，说明解调成功了。 图9 单路PAM信号波形图 图10 展宽波形图 图11 放大后信号波形图 图12为改变fH = 6kHz后，TP8中的单路PAM信号波形图，图13为单路解调展宽波形图，的宽度为250.0us。图14为经低通滤波器放大后的音频信号波形图。 图12单路PAM信号波形图 图13 展宽波形图 图14 放大后信号波形图思 考 题： 1、本实验在TP8和TP13得到的是哪一类抽样波形？从理论上对理想抽样、自然抽样、平顶抽样进行对比和说明。答：在TP8和TP13处得到的是脉冲调幅信号抽样波形。理想抽样用脉冲序列进行抽样。平顶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不同的是：自然抽样的顶端是跟模拟波形一样的。而平顶抽样的顶端是平的 。 2、对实验步骤（二）进行讨论。当fs>2fH和fs<2fH时，低通滤波器输出的波形是什么？试总结一般规律。答：低通滤波器输出的波形与原信号波形具有一样的频率，但幅度不一样。当fs>2fH时，能恢复出原信号，只是幅度改变了。而当Fs<2Fh时，则不能恢复出原始信号。实 验