第二次PAM实验

1、语音信号语音信号: “你好你好” 波形波形（1 1）频率集中在）频率集中在3003003400Hz3400Hz之间之间（2 2）语音信号幅度动态范围一般为）语音信号幅度动态范围一般为4040分贝，实际由于说话人的差别可以分贝，实际由于说话人的差别可以达到达到60706070分贝。分贝。 语言信号的功率是不大的，人们日常谈话辐射的声功率平均约为语言信号的功率是不大的，人们日常谈话辐射的声功率平均约为10mW10mW，耳语时最低声功率只有，耳语时最低声功率只有0.001mW0.001mW；有训练的歌唱家最高可能产生；有训练的歌唱家最高可能产生1W1W的功率可是它所能传递的信息是无限的的功率可是它所

2、能传递的信息是无限的（3 3）在长时间的语音信号中有相当多的无信号区间，即所谓的语音寂静）在长时间的语音信号中有相当多的无信号区间，即所谓的语音寂静区间区间. .音乐信号属于语音信号范畴。乐器信号与普通语音信号相比，其音乐信号属于语音信号范畴。乐器信号与普通语音信号相比，其波形更规则一些，频率范围则更宽，如交响乐的高音可达波形更规则一些，频率范围则更宽，如交响乐的高音可达15KHz15KHz左右。左右。通信原理实验通信原理实验模拟信号的数字化传输模拟信号的数字化传输理解信源编码的定义、作用；理解信源编码的定义、作用； 掌握语音编码的基本概念；掌握语音编码的基本概念； 掌握模拟信号数字化的基本概

3、念；掌握模拟信号数字化的基本概念；模拟信号的数字化传输模拟信号的数字化传输 通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类。数字通信系统可以传输两类数字信号，一类是两类。数字通信系统可以传输两类数字信号，一类是数据信号，如两台计算机之间的数据传输；另一类是数据信号，如两台计算机之间的数据传输；另一类是模拟信号数字化信号，也就是说模拟信号数字化后，模拟信号数字化信号，也就是说模拟信号数字化后，也可以用数字通信的方式传输。也可以用数字通信的方式传输。模拟信号源模拟信号源信源编码信源编码数字通信系统数字通信系统信源译码信源译码语音 0.3kHz 3.4kHz

4、图象 0 6MHz模拟信号数字化传输的系统框图如图所示。模拟信号数字化传输的系统框图如图所示。 信源编码信源编码1、信源编码的定义、信源编码的定义信源编码就是信源信号的模数（信源编码就是信源信号的模数（ADAD）变换，即将模拟的信源信号转化）变换，即将模拟的信源信号转化成适于在信道中传输的数字信号形式。成适于在信道中传输的数字信号形式。1 1、实现模数（、实现模数（ADAD）变换，使之适合于在信道中传输；）变换，使之适合于在信道中传输；2 2进行信息压缩编码，提高信息传输的有效性。进行信息压缩编码，提高信息传输的有效性。2、信源编码的作用、信源编码的作用3、语音编码的基本概念、语音编码的基本概

5、念 语音编码就是实现语音信号的模数（语音编码就是实现语音信号的模数（ADAD）变换，即将模拟的语音）变换，即将模拟的语音信号转换成数字的语音信号。信号转换成数字的语音信号。3.1 3.1 语音编码的定义语音编码的定义3.2 3.2 语音编码的目的语音编码的目的 减少信源冗余，解除语音信源的相关性，压缩语音编码的码速率，减少信源冗余，解除语音信源的相关性，压缩语音编码的码速率，提高信源的有效性。提高信源的有效性。目前信源编码的方法主要有三大类目前信源编码的方法主要有三大类 1 1、波形编码：、波形编码：从语音信号的波形出发，对波形的抽样值、预测值、预测误差从语音信号的波形出发，对波形的抽样值、预

6、测值、预测误差进行编码，它以重建语音波形为目的，力图使重建波形接近原信号波形。进行编码，它以重建语音波形为目的，力图使重建波形接近原信号波形。( (质量高，数据率高，占用频带宽质量高，数据率高，占用频带宽) ) 特点：利用抽样定理，恢复原始信号的波形；特点：利用抽样定理，恢复原始信号的波形； 优点：适应能力强，重建语音质量好；优点：适应能力强，重建语音质量好； 缺点：编码速率较高缺点：编码速率较高, ,通常在通常在16-64kbit/s16-64kbit/s范围；范围； 类型：类型：PCM,PCM,自适应增量调制（自适应增量调制（ADMADM），自适应差分编码调制（），自适应差分编码调制（AD

7、PCMADPCM），），自适应预测编码自适应预测编码APCAPC。2 2、参数编码：、参数编码：提取语音的一些特征信息进行编码，在收端利用这些特征参数提取语音的一些特征信息进行编码，在收端利用这些特征参数合成语声。合成语声。（传输信号质量差，数据率低，占用频带窄）传输信号质量差，数据率低，占用频带窄） 优点：编码速率低优点：编码速率低,通常是在通常是在4.8kbit/s以下。以下。 缺点：语音音质和自然度较差，很难辨别说话人。（有一定的可懂度缺点：语音音质和自然度较差，很难辨别说话人。（有一定的可懂度) ) 类型：类型：LPCLPC线性预测编码。线性预测编码。3 3、混合型编码：、混合型编码：

8、介于波形编码和参数编码的一种编码。在参数编码的基础上介于波形编码和参数编码的一种编码。在参数编码的基础上引入了波形编码的一些特征。可在引入了波形编码的一些特征。可在4-16kbit/s范围内达到良好的语音质量。范围内达到良好的语音质量。 类型：类型：子带编码子带编码6信息传输系统中信息传输系统中信源的编码信源的编码实验实验技术技术 模拟信号的数字化模拟信号的数字化脉冲振幅调制脉冲振幅调制（PAM）与解调与解调 脉冲编码调制脉冲编码调制（PCM）与解调系）与解调系统工作原理；统工作原理；研究内容脉冲振幅（脉冲振幅（PAMPAM）调制与解调系统实验调制与解调系统实验实实 验验 二二PAMPAM信号

9、信号模拟信号模拟信号 在数字调制的实验中在数字调制的实验中, ,我们验证的调制我们验证的调制技术是采用连续振荡波形（如正弦信号）技术是采用连续振荡波形（如正弦信号）作为受调制的作为受调制的载波载波，但在实际的通信工程，但在实际的通信工程中，这并不是唯一的一种载波形式。中，这并不是唯一的一种载波形式。在时在时间上离散的脉冲信号序列，同样可以作为间上离散的脉冲信号序列，同样可以作为载波。载波。这时的调制是用基带信号去改变脉这时的调制是用基带信号去改变脉冲信号的波形参数而达到的，人们把这种冲信号的波形参数而达到的，人们把这种调制称为脉冲调制。调制称为脉冲调制。 实验应知知识实验应知知识脉冲相位调制脉

10、冲相位调制PPMPPM：用基带信号：用基带信号m(t)m(t)去改变脉冲去改变脉冲的相位，这种调制称为的相位，这种调制称为 PPMPPM。脉冲调制种类：脉冲调制种类：脉冲幅度调制脉冲幅度调制PAMPAM：用基带信号：用基带信号m(t)m(t)去改变脉冲去改变脉冲的幅度，这种调制称为的幅度，这种调制称为 PAMPAM。脉冲宽度调制脉冲宽度调制PWMPWM：用基带信号：用基带信号m(t)m(t)去改变脉冲去改变脉冲的宽度，这种调制称为的宽度，这种调制称为 PWMPWM。实验应知知识实验应知知识实验应知知识实验应知知识脉冲振幅调制脉冲振幅调制 用基带信号去改变脉冲的幅度参数，使输出载波变换成在用基带

11、信号去改变脉冲的幅度参数，使输出载波变换成在时间上离散的脉冲串的过程，称时间上离散的脉冲串的过程，称PAMPAM。 将时间连续信号变换成时间离散信号的过程，称将时间连续信号变换成时间离散信号的过程，称PAMPAM 。基带信号基带信号脉冲载波脉冲载波振幅调制振幅调制（PAM）PAM信号的特点：时间离散，但幅度不离散，仍为模拟信号。信号的特点：时间离散，但幅度不离散，仍为模拟信号。 3.3.通过验证抽样定理实验，加深理解和掌通过验证抽样定理实验，加深理解和掌握抽样定理。握抽样定理。 1.1.通过脉冲幅度调制与解调实验，加深理通过脉冲幅度调制与解调实验，加深理解脉冲幅度调制与解调的特点。解脉冲幅度调

12、制与解调的特点。 2. 2.通过通过PAMPAM编编/ /译码系统实验，掌握译码系统实验，掌握PAMPAM系系统统的电路的电路组成与工作原理，建立组成与工作原理，建立PAMPAM通信系统通信系统的概念。的概念。一、实一、实 验验 目目 的的二、实二、实 验验 内内 容容1.1.自然抽样自然抽样 PAM PAM 脉冲信号产生与测量脉冲信号产生与测量 2.2.自然抽样自然抽样 PAMPAM信号解调观测信号解调观测3.3.平顶抽样平顶抽样PAMPAM脉冲信号产生与测量脉冲信号产生与测量4.4.平顶抽样平顶抽样PAMPAM信号解调观测信号解调观测 5.5.抽样定理验证抽样定理验证 利用抽样脉冲把一个时

13、间连续信号变为时间上离散的样值利用抽样脉冲把一个时间连续信号变为时间上离散的样值序列，这一过程称之为抽样。抽样后的信号称为脉冲调幅（序列，这一过程称之为抽样。抽样后的信号称为脉冲调幅（PAMPAM）信号。信号。 抽样定理指出，一个频带受限抽样定理指出，一个频带受限(0;f(0;fH H) )信号信号m m( (t t) )，如果它的，如果它的最高频率为最高频率为f fH H，则可以唯一地由频率等于或大于，则可以唯一地由频率等于或大于2f2fH H的样值序列的样值序列所决定。在满足这一条件的情况下，抽样信号保留了原信号的所决定。在满足这一条件的情况下，抽样信号保留了原信号的全部信息，并且，从抽样

14、信号中可以无失真地恢复出原始信号。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。(1)(1)抽样抽样: :(2)(2)抽样定理抽样定理: :1 1、实验基本原理、实验基本原理三、实三、实 验验 原原 理理话音输入话音输入0-3400Hz0-3400HzPAM信号 抽样脉冲X=f fH Hf2fH解解调调器器调制器调制器2 2、脉冲调幅与解调系统组成、脉冲调幅与解调系统组成脉冲调幅（脉冲调幅（PAMPAM）系统的电路组成框图如下：）系统的电路组成框图如下：语音语音限带器限带器PAMPAM调制器调制器低低通通滤滤波波器器抽样脉冲抽样脉冲产生器产生器话音输入话音输入0-6000Hz0-60

15、00Hz300-3400Hz 抽样脉冲 f2fHPAM信号还原信号还原信号脉冲调幅系统的功能是完成对模拟信号的抽样处脉冲调幅系统的功能是完成对模拟信号的抽样处理，即产生脉冲调幅信号及不失真的恢复原信号。理，即产生脉冲调幅信号及不失真的恢复原信号。该系统必须具备：模拟信号处理电路、抽样脉冲该系统必须具备：模拟信号处理电路、抽样脉冲产生器、抽样门电路和低通滤波器电路等单元。产生器、抽样门电路和低通滤波器电路等单元。输入信号输入信号1 1）语音限带器）语音限带器脉冲调幅与解调系统各单元电路构成与性能要求脉冲调幅与解调系统各单元电路构成与性能要求 ： 一般用运算放大器和阻容器件组成一个两级二阶巴特沃斯

16、有一般用运算放大器和阻容器件组成一个两级二阶巴特沃斯有源低通滤波器源低通滤波器, ,技术标准为：技术标准为：3dB3dB带宽截止频率为带宽截止频率为3400Hz3400Hz，用于，用于限制最高的信号频率，确保模限制最高的信号频率，确保模/ /数变换性能，提高通信质量。数变换性能，提高通信质量。2 2）抽样脉冲产生器）抽样脉冲产生器抽样脉冲一般用振荡器产生，基本技术要求是：抽样脉冲一般用振荡器产生，基本技术要求是： 电平要求：高电平电平要求：高电平 2.4V 2.4V 低电平低电平 0.5V 0.5V 频率：频率：8kHz8kHz 脉冲周期：脉冲周期：125125s s 在在PCM30/32PC

17、M30/32路系统中，常用的实际抽样脉冲（路系统中，常用的实际抽样脉冲（8KHZ8KHZ）形成电路，主要由晶体振荡器、整形、分频、反相器形成电路，主要由晶体振荡器、整形、分频、反相器和计数分配器等电路组成。其系统组成框图如图所示。和计数分配器等电路组成。其系统组成框图如图所示。该抽样脉冲由FPGA电路产生，同时产生8路频率相等，时间排列有序的抽样脉冲。3）抽样门电路抽样门电路 对模拟信号进行抽样，是由抽样门电路来完成的，抽样门对模拟信号进行抽样，是由抽样门电路来完成的，抽样门相当于一扇门，若选定抽样脉冲频率为相当于一扇门，若选定抽样脉冲频率为8KHZ8KHZ，则抽样门每隔，则抽样门每隔125u

18、s125us打开一次，且在抽样脉冲的开通时间内模拟信号就可以通打开一次，且在抽样脉冲的开通时间内模拟信号就可以通过，关闭时，模拟信号就被阻断而不能通过。实际工程应用的过，关闭时，模拟信号就被阻断而不能通过。实际工程应用的抽样门电路常见的有：抽样门电路常见的有：a.a.模拟乘法器构成的抽样门模拟乘法器构成的抽样门b.b.电子开关构成的抽样门电子开关构成的抽样门4）低通滤波器电路低通滤波器电路 一般用运算放大器和阻容器件组成有源低通滤波器，作用一般用运算放大器和阻容器件组成有源低通滤波器，作用是将调制信号中的基带频谱提取出来，恢复原始信号。常用的是将调制信号中的基带频谱提取出来，恢复原始信号。常用

19、的基本电路是：两级二阶巴特沃斯有源低通滤波器。技术标准为：基本电路是：两级二阶巴特沃斯有源低通滤波器。技术标准为：3dB3dB带宽频率带宽频率3400Hz3400Hz，它的质量好坏直接影响着通信系统的质，它的质量好坏直接影响着通信系统的质量。量。实验现场操作规程 a a、注意安全操作规程，确保人身安全、注意安全操作规程，确保人身安全请注意人身安全和仪器设备的安全！请注意人身安全和仪器设备的安全！为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。调换仪器时应切断实验台的电源。调换仪器时应切断实验台的电源。 逐步养成单手操作的习惯。

20、逐步养成单手操作的习惯。 b b、爱护仪器设备、爱护仪器设备仪器在使用过程中，不必经常开关电源。仪器在使用过程中，不必经常开关电源。切忌切忌无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。无目的地拨弄仪器面板上的开关和按钮。仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿请勿随便调换配件。随便调换配件。注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ 当被测量值的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后当被测量值的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐渐减小量程。逐渐减小量程。c c、实验完成后、实验完成后 请将所有设备电

21、源关断，实验箱盖按号还原，连接线、工具请放回箱内，请将所有设备电源关断，实验箱盖按号还原，连接线、工具请放回箱内，并将实验台面清理干净，养成良好的习惯。并将实验台面清理干净，养成良好的习惯。3 3、脉冲调幅与解调系统实验电路布局图、脉冲调幅与解调系统实验电路布局图 电话1模块ADPCM模块PAM模块交换接续控制模块U701运放TL084U702运放TL084U703抽样门CD40664 4、脉冲调幅与解调系统实验电路电原理图、脉冲调幅与解调系统实验电路电原理图 输入输入信号信号选择选择语音语音限带限带选择选择TP701TP702TP703TP704抽样脉冲抽样脉冲 通信原理综合实验系统所设计的

22、抽样定理实验电路主要有：通信原理综合实验系统所设计的抽样定理实验电路主要有： 语音限带器U701A、B、C缓冲1、语音限带器 它由运放（TL084） U701A、U701B和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用于限制最高的语音信号频率，完成对输入模拟信号的限带。限带后的信号经运放U701C缓冲输出，送到U703（CD4066）模拟开关。抽样门抽样门缓冲U703U702B2、抽样门电路 抽样门电路由集成模拟开关（CD4066）U703构成。通过抽样脉冲完成对信号的抽样，形成抽样序列信号PAM。PAM信号经运放（TL084）U702B缓冲输出。 低通滤波器U702A、C4、

23、低通滤波器 低通滤波器由运放（TL084）U702A、U702C和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用来恢复原始信号。3、抽样脉冲产生器 它由实验系统专用信号产生电路FPGA模块产生。FPGA抽样脉冲产生器5 5、脉冲调幅与解调系统实验电路构成框图、脉冲调幅与解调系统实验电路构成框图PAMK701电话接口（左）测试信号（右）PAMK702 限带（左）不限带（右）抽样门缓冲U703U702B 语音限带器U701A、B、C缓冲 低通滤波器U702A、C交换接续 KQ02平顶抽样（左）自然抽样（右）交换接续 K001内部（左）外部（右）抽样脉冲产生器 通信原理综合实验系统所设

24、计的抽样定理实验系统组成框图是：1 1、跳线控制开关：、跳线控制开关：K701K701、K702K702、K001K001、KQ02KQ025 5、低通滤波器、低通滤波器3 3、抽样门、抽样门4 4、抽样脉冲产生器、抽样脉冲产生器2 2、语音限带器、语音限带器6 6、脉冲调幅与解调系统实验工作原理、脉冲调幅与解调系统实验工作原理 抽样脉冲产生器 低通滤波器U702A、CPAMK701电话接口（左）测试信号（右）PAMK702 限带（左）不限带（右）输入信号输入信号TDMF2 KQ02平顶抽样（左）自然抽样（右） 语音限带器U701A、B缓冲抽样门抽样门缓冲U703U702BTP701TP702

25、TP703TP704PAM信号话音输入话音输入0-3400Hz0-3400Hz300-3400Hz还原信号还原信号TDMF2 K001内部（左）外部（右）测量点测量点7 7、脉冲调幅与解调系统实验电路布局图、脉冲调幅与解调系统实验电路布局图 TP701TP701J005J005J006J006TP702TP702TP504TP504TP703TP703K701K702K001KQ02PAM实验需设置的开关PAM实验的测量点TP704TP704实验现场操作规程 a a、注意安全操作规程，确保人身安全、注意安全操作规程，确保人身安全5.1 5.1 注意人身安全和仪器设备的安全注意人身安全和仪器设备

26、的安全为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。为了防止器件损坏，在切断实验电路板上的电源后才能改接电路。调换仪器时应切断实验台的电源。调换仪器时应切断实验台的电源。 逐步养成用右手进行单手操作的习惯。逐步养成用右手进行单手操作的习惯。 b b、爱护仪器设备、爱护仪器设备仪器在使用过程中，不必经常开关电源。仪器在使用过程中，不必经常开关电源。切忌切忌无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿请勿随便调换配件。随便调换配件。注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！注意仪表允

27、许安全电压（或电流），切勿超过！ 当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然后逐渐减小量程。后逐渐减小量程。 1 1 自自 然然 抽抽 样样PAMPAM 信信 号号 产产 生生 与与 测测 量量实验准备：实验准备：电路测试框图如图示电路测试框图如图示测试数测试数据观察据观察与记录与记录正弦波：正弦波：f=1KHz/2Vp-pf=1KHz/2Vp-pJ005J005和和J006(J006(地地) )K702K702（左）（左）K701K701（右）（右）KQ02KQ02（右）（右）K001K001（右）（右）在框图中标明各单元

28、电路名称在框图中标明各单元电路名称2.TP5042.TP504信号波形、频率与占空比。信号波形、频率与占空比。 1.TP7011.TP701，信号波形、幅度与频谱。，信号波形、幅度与频谱。3.TP7033.TP703信号波形注意标明信号波形注意标明PAMPAM信号的脉冲点数信号的脉冲点数。4 4、分别改变输入信号频率为、分别改变输入信号频率为2KHZ2KHZ、500HZ500HZ，观察，观察并记录并记录PAMPAM信号，注意标明信号，注意标明PAMPAM信号的脉冲点数。信号的脉冲点数。说明输入信号的抽样点数与抽样脉冲信号的关系。说明输入信号的抽样点数与抽样脉冲信号的关系。 说明：什么是说明：什

29、么是自然抽样自然抽样PAMPAM？示波器示波器CH1示波器示波器CH2实验现象记录和分析：实验现象记录和分析：f=(1KHZ)输入信号和抽样脉冲序列信号 2 2 自自 然然 抽抽 样样PAMPAM 信信 号号 解解 调调 测测 量量实验准备：实验准备：K702K702（左）（左）K701K701（右）（右）KQ02KQ02（右）（右）K001K001（右）（右）电路测试框图如图示电路测试框图如图示在框图中标明各单元电路名称在框图中标明各单元电路名称正弦波：正弦波：f=1KHz/2Vp-pf=1KHz/2Vp-pJ005J005和和J006(J006(地地).).测试数测试数据观察据观察与记录与

30、记录1.TP7011.TP701信号波形与幅度；信号波形与幅度；3.3.注意观察自然抽样解调信号的质量，并说明输注意观察自然抽样解调信号的质量，并说明输入信号与解调输出信号的差异。入信号与解调输出信号的差异。保持实验保持实验1 1的设置不变的设置不变2.TP7042.TP704信号波形与幅度；信号波形与幅度；VitVot实验现象记录和分析：1infkHz8sfkHz此时的输入信号频率为，抽样信号为固定频率 没有出现频谱混叠情况。故可以通过加一个低通滤波还原出调制信没有出现频谱混叠情况。故可以通过加一个低通滤波还原出调制信号，如图中所示，重建信号频率也为号，如图中所示，重建信号频率也为1kHz1

31、kHz，但解调输出信号的信噪比较，但解调输出信号的信噪比较大，且有一定的延时。大，且有一定的延时。 3 3 平平 顶顶 抽抽 样样PAMPAM 信信 号号 产产 生生 与与 测测 量量实验准备：实验准备：电路测试框图如图示电路测试框图如图示测试数测试数据观察据观察与记录与记录正弦波：正弦波：f=1KHz/2Vp-pf=1KHz/2Vp-pJ005J005和和J006(J006(地地) )K702K702（左）（左）K701K701（右）（右）KQ02KQ02（左）（左）K001K001（右）（右）在框图中标明各单元电路名称在框图中标明各单元电路名称2.TP5042.TP504信号波形、频率与占

32、空比；信号波形、频率与占空比；1.TP7011.TP701，信号波形、幅度与频谱；，信号波形、幅度与频谱；3.TP7033.TP703信号波形与幅度，注意比较与自然抽样的差别信号波形与幅度，注意比较与自然抽样的差别。4 4、分别改变输入信号频率为、分别改变输入信号频率为2KHZ2KHZ、500HZ500HZ，观察并记录，观察并记录平顶抽样平顶抽样PAMPAM信号波形。信号波形。请说明，平顶抽样的波形，在非抽样时刻不为零的原因。请说明，平顶抽样的波形，在非抽样时刻不为零的原因。实验现象记录和分析：实验现象记录和分析： 输入信号和平顶脉冲抽样输入信号和平顶脉冲抽样 观察图，平顶抽样的波形在非抽样时

33、间内其幅度不为观察图，平顶抽样的波形在非抽样时间内其幅度不为0 0，从抽样后的序列波形可以近似看出原正弦波形状，可以看从抽样后的序列波形可以近似看出原正弦波形状，可以看到这是和自然抽样后的序列波形的一个明显的不同。到这是和自然抽样后的序列波形的一个明显的不同。 4 4 平平 顶顶 抽抽 样样PAMPAM 信信 号号 解解 调调 测测 量量实验准备：实验准备：K702K702（左）（左）K701K701（右）（右）KQ02KQ02（左）（左）K001K001（右）（右）电路测试框图如图示电路测试框图如图示在框图中标明各单元电路名称在框图中标明各单元电路名称正弦波：正弦波：f=1KHz/2Vp-p

34、f=1KHz/2Vp-pJ005J005和和J006(J006(地地).).测试数测试数据观察据观察与记录与记录1.TP7011.TP701信号波形与幅度；信号波形与幅度；3.3.注意观察平顶抽样解调信号的质量。注意观察平顶抽样解调信号的质量。与自然抽样与自然抽样测量结果对比分析平顶抽样的测试结果测量结果对比分析平顶抽样的测试结果保持实验保持实验3 3 的设置不变的设置不变2.TP7042.TP704信号波形与幅度；信号波形与幅度；VitVot可见重建信号相较于原信号有较为明显的变大，而且和自然抽样相同，可见重建信号相较于原信号有较为明显的变大，而且和自然抽样相同，重建信号相对于原信号都有都有

35、一定的延时。重建信号相对于原信号都有都有一定的延时。 实验现象记录和分析：实验现象记录和分析：5 5抽抽样样定定理理的的验验证证与与观观测测实验准备：实验准备：K702K702（右）（右）K701K701（右）（右）KQ02KQ02（右）（右）K001K001（右）（右）电路测试框图如图示：电路测试框图如图示：1.1.按表中数据按表中数据分别输入电平均为分别输入电平均为2Vp-p2Vp-p的测试信号送入信号测试端的测试信号送入信号测试端口口J005J005和和J006J006。输入频率（输入频率（KHZKHZ）3 34 46 68 81010输入波形输入波形（TP701TP701）输出波形输出

36、波形（TP704TP704） 频频 谱谱（TP704TP704）2.2.对不同频率测试数据结果进行分析，说明发生混叠的原因。对不同频率测试数据结果进行分析，说明发生混叠的原因。5、信号混迭观测、信号混迭观测分析：分析：由于此时的输入信号的频率为3kHz，低于抽样频率8kHz的一半，因此几乎无失真地经过末级的低通滤波恢复出原始信号f(t)。但是由于使用的低通滤波器不是理想的低通滤波，因此，过滤的频率成分并不完全干净，会剩下3kHz的主要频率和部分5kHz的频率分量。频率=3KHz从频域图上也可以明显得看到3kHz和5kHz的两种频率，波形有一定程度地失真。所以实际符合理论。（正弦波在频域上（正弦

37、波在频域上是脉冲信号。上图是脉冲信号。上图中中5kHz5kHz是是-3kHz-3kHz的频的频率经过率经过8kHz8kHz抽样频抽样频谱搬迁后得到的）谱搬迁后得到的）频率=4KHz分析：分析：此时输入信号为4kHz，已经达到了输入信号频率的临界值。相当于下图：虽然从上图中只能看到一个单一的频率4kHz，但是，实际中使用的低通滤波器并不是理想低通的，而且输入信号也不是严格带限的，这时候取样信号的频谱成分可能出现某些重叠，而这些重叠就成为了混叠误差。而且，实际抽样的信号也不是理想的脉冲，而是近似脉冲的矩形波，频域实际上搬迁不是准确的8kHz。在图中截取了不同时刻的波形，虽然波形大体上仍然是4kHz，但是幅度在不断变化。这就是混叠噪声造成的。频率=6KHz分析：分析：简单地画出抽样后的频谱图如下：简单地画出抽样后的频谱图如下：2kHz2kHz处的信号是处的信号是-6kHz-6kHz处的信号经过抽样后频处的信号经过抽样后频谱搬迁得到的。因此从分析中可以看出，谱搬迁得到的。因此从分析中可以看出，2kHz2kHz信号可以完整地通过低通滤波器，而信号可以完整地通过低通滤波器，而6kHz6kHz只能通过一部