东南大学信息学院_系统实验(通信组)_第一次实验

1、信源编译码实验抽样定理告诉我们： 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。 也就是说传输模拟信号的采样值 就可以实现模拟信号的准确传输。 电路图可以看出， 抽样脉冲先对原始信号进行自然或者 平顶抽样，将得到的抽样信号进行传输到接收端，接收端进行滤波即可恢复到原始波形， 但是要注意，满足抽样脉冲的频率大于等于原始信号的两倍才可以准确恢复。5.2 自然抽样验证各参数的设臵如下：信号类型频率幅度占空比原始信号2000Hz20/抽样信号8000Hz/4/82K 正弦波3K2K1.5 倍抽样脉冲2K 正弦波4K2K2 倍抽样脉冲4

2、倍抽样脉冲2K 正弦波8K2K2K 正弦波16K2K8 倍抽样脉冲当原始信号频率保持 2k 不变时，抽样脉冲的频率从 3k 到 16k 变化时，我们可以看出， 当抽样脉冲频率小于 4k 取样信号的频谱发生混叠，无法准确的恢复出原始信号，但是当频 率大于 4k 时将不会发生混叠，随着频率增大，恢复的越来越好。对于三角波来说， 三角波的频域是无限扩展的， 所以一定要选取远大于奈奎斯特采样频 率才可以较准确的恢复出原始信号， 当然还会有混叠， 所以无法真正的恢复出原始信号。 从 中可以看出，虽然恢复出了原始信号，但是仍有一定的失真。 从频谱图也可以看出，出现一 定的混叠。5.3 频谱混叠现象验证设臵

3、原始信号为： “正弦”，1000hz ，幅度为 20 ；设臵抽样脉冲： 频率： 8000hz ，占空比：4/8 （ 50% ）；恢复滤波器截止频率： 2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz20/抽样信号8000Hz/4/8使用示波器观测原始信号 3P2 ，恢复后信号 6P4 。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？当信号频率为 6k 、7kHz 时，都超出抽样频率 8k*1/2=4k ，因此会发生频谱混叠。经过 2k 低通滤波器之后，高频分量被去掉

4、，所以基本恢复为 2k 正弦波。但是通频带之内仍然 有低频的杂波分量，所以信号的毛刺比较明显。5.4 抽样脉冲占空比恢复信号影响设臵原始信号为： “正弦”，1000hz ，幅度为 20 ；设臵抽样脉冲： 频率： 8000hz ，占空比： 4/8 （ 50% ）；恢复滤波器截止频率： 2K信号类型频率幅度占空比原始信号1000Hz20/抽样信号8000Hz/4/8维持原始信号不变，不断改变占空比记录波形如下：从图中可以看出， 第一个过零点的值为抽样频率乘以占空比的倒数， 也就是说当占空比增大 时，第一个过零点的值逐渐减小，另外占空比越大，恢复的信号幅度越大， 这是因为占空比 越大使得发送的信号功

5、率越大。5.5 平顶抽样验证(1). 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，设臵实验参数；如：设臵原始 信号为：“正弦”，1000hz ，幅度为 20 ；设臵抽样脉冲： 频率：8000hz ，占空比：4/8(50% )；(2). 对比自然抽样和平顶抽样频谱 使用示波器的 FFT 功能或频谱仪观测抽样后信号 3P6 。在实验框图上通过 “切换开关” ， 选择到“自然抽样”功能，观察并记录其频谱；切换到“平顶抽样” ，观察并记录器频谱。 自然抽样 平顶抽样PCM 编译码实验5.2 PCM 编码原理验证抽样脉冲信号以及输出时钟信号图如下：从图中我们可以看出来，抽样脉冲宽

6、度是输出时钟宽度的两倍，同时频率是它的 1/8 ，同步沿为下降沿。PCM 编码输出数据与抽样脉冲信号的关系图如下：从图中可以看出， 1 钟同步。次抽样 8 位编码输出，在抽样脉冲下降沿同步，编码输出与输出时液晶屏上观测 PCM 编码六、实验报告描述 PCM 编码串行同步接口的时序关系。3. 填下下表，并画出 PCM 的频响特性：输入频率（ Hz ）20050080010002000300034003600输出幅度（ V ）2.062.822.922.962.962.942.480.864. 填下下表，并画出 PCM 的动态范围：输入幅度（ V ）0.0010.010.112345输出幅度（ V

7、 ）-0.351.622.864.405.005.04增量调制( cvsd )编译码验证CVSD 的过载观测正常情况下，增量调制本地译码信号和原始信号会有“跟随效果” ，即原始信号和本地 译码信号会有同样的变化规律。 但是当量阶过小， 或者本地信号幅度变化太快， 则会出现本地译码跟随不了原始信号的情况， 即过载量化失真。 在实验中， 尝试逐渐增大原始信号的幅 度，观察过载量化失真现象。 观察过载量化失真是： 增量调制编码器输出交替的长连 “ 1 长连“ 0 ”码现象。输入信号频率4008001200160020002400280030003400时钟速率 (KHz)64KHz605440323

8、02728262632KHz4128252215141277固定时钟频率下：随着输入信号的频率增大，临界过载电平减小，这是合理的，因为当频 率过高，原始信号变化更快，编码跟踪变难。当固定输入信号频率时， 时钟频率降低， 临界过载电平也相应减少， 这是因为时钟降低导 致编码速率降低以至于无法准确跟踪信号的变化。编码时钟对编码系统的影响 编码时钟频率越大，恢复信号越准确。5.7 增量调制编译码系统频率响应测量输入频率 (Hz)20050080010002000300034003600输入幅度 (V)22222222输出幅度 (V)1.261.641.651.711.741.811.530.625.8 测量系统的最大信噪比(1). 设臵“原始信号”为： “正弦”， 1000hz ，用示波器观察比较“本地译码”与“模拟 输入”的波形，在编码器临界过载的情况下，测量系统的最大信噪比。实际工作时， 通常采用失真度仪来测量最大信号量化噪声比。 因为失真度与信噪比互 为倒数，所以当用失真度仪测出失真度为 x