实验1、抽样定理实验

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业实验 1 PAM 调制与抽样定理实验一、实验目的掌握抽样定理原理，了解自然抽样、平顶抽样特性；理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响；理解恢复滤波器幅频特性对恢复信号的影响；了解混迭效应产生的原因。二、实验原理抽样定理简介（模拟信号图1-1信号的抽样与恢复假设t)、T (t)和ms (t)的频谱分别为M)、T )和Ms )。按照频率卷积定t)T (t)M)和T )M () 1 M () () 1TT M ( n)sssT n 该式表明，已抽样信号ms(t) 的频谱 Ms

2、 () 是无穷多个间隔为s 的 M () 相迭加而成。T 1 , 则 M () 和() 的卷积在相邻的周期内存在2fHT（亦称混叠Ms() 恢复 M () 。可见，T 1 是抽样的最大间隔，它被2 2 称为奈奎斯特间隔。下图所示是当抽样频率 fs 2B 时（不混叠）及当抽样频率 fs 2B 时（混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。F ()0tmm0(a) 连续信号及频谱0Tsts1TS0m0Fs ()1ms高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）0Tst低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图1-2采用不同抽样频率时抽样信号及频谱抽样定理实现方法（调PAM（PD）PPM但PDMPPM70究验平台仅

3、介绍脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。抽样定理实验电路框图，如下图所示：图1-3抽样定理实验电路框图2PAM自然抽样和平顶抽样m(tm(t)变化的规律。图 1-4 自然抽样及平顶抽样比较平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱失真2Si/)/2，2) 的滤波器来进行频谱校准，这种频谱失真称为孔径失真。实验电路框图1-5，A2 单元完成信号抽样，A7 单元完成信号恢复，模拟信号图 1-5 抽样定理实验框图框图说明：本实验中需要用到以下 4 个功能单元：信号源单元：用于选择模拟信号，点击框图“原始信号”按钮，出现虚拟信号源面DDSA2开关”可以选择自然抽样还是平顶抽样；恢

4、复滤波器：A7（低通）A7模块测量点说明A2 单元：2P1：原始模拟信号；2P2：抽样脉冲信号；2P7A77P8三、实验任务自然抽样验证：抽样时域信号观察、抽样频域信号观察、恢复信号观察；频谱混叠现象验证：通过改变模拟信号频率、抽样脉冲频率验证奈奎斯特定理；抽样脉冲占空比恢复信号影响；四、实验步骤实验准备获得实验权限，从浏览器进入在线实验平台；选择实验内容使用鼠标在通信原理实验目录选择：PAM 调制与抽样定理，进入到抽样定理实验页面。2.自然抽样验证选择自然抽样功能自然抽样”功能；修改参数进行测量2KHz，幅度设置指示为45；设置抽样脉冲频率：KHz，占空比： 4/（50；抽样信号时域观测2P

5、12P22P7抽样信号频域观测使用示波器的 FFT 功能或频谱仪，分别观测 2P1,2P2,2P7 测量点的频谱；2P1:2P2:2P7:恢复信号观察3K（点击截止7P8改变参数重新完成上述测量修改模拟信号的频率及类型，修改抽样脉冲的频率，重复上述操作。 1-1表 1-1模拟信号抽样脉冲恢复滤波器说明2K 正弦波3K2K1.5 倍抽样脉冲2K 正弦波4K2K2 倍抽样脉冲2K 正弦波8K2K4 倍抽样脉冲2K 正弦波16K2K8 倍抽样脉冲1K 三角波16K2K复杂信号恢复1K 三角波16K6K复杂信号恢复自己尝试设计某种组合进行扩展2K 正弦波3K2K1.5 倍抽样脉冲2K 正弦波4K2K2

6、 倍抽样脉冲2K 正弦波8K2K4 倍抽样脉冲2K 正弦波16K2K8 倍抽样脉冲频谱混叠现象验证设置各信号参数Kz5z，/（%K；频谱混叠时域观察使用示波器观测原始信号 2P1，恢复后信号 7P8。逐渐增加 2P1 原始信号频率:1k，2k，2P1 6k 2P1 7k 2P1 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？1K：2K:3K:4K:6K:7K:8K: 频谱混叠频域观察FFT 2P7，然后重新完成上述步骤（2）操2P1 2K:3K:5K:6K:7K:频谱混叠扩展抽样脉冲占空比恢复信号影响设置各信号参数Kz5z，/（%K修改抽样脉冲占空比2P17P8。点击“抽样脉冲”按

7、钮，逐渐修改抽1/8,2/8,7/8（1/2,1/4,1/8 三种情况。在修改占空比过程中， 7P8 恢复信号的幅度变化，并记录波形。分析占空比对抽样定理有什么影响？脉冲占空比1/8:脉冲占空比2/8:脉冲占空比3/8:脉冲占空比4/8:脉冲占空比7/8:结论：占空比不超过1/2时，抽样信号占空比越高，则恢复信号幅度越大平顶抽样验证修改参数进行测量1KH4KHz4/50；对比自然抽样和平顶抽样频谱使用示波器的FFT7P自然抽样自然抽样：平顶抽样：结论分析：平顶抽样的波形电平更接近于原始信号，但是波形相对于自然抽样的波形更容易失真。原因是平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱

8、失真Si/)/2。实验扩展尝试使用复杂信号完成抽样定理的验证将原始信号修改为“复杂信号”即：1k+3k 正弦波，自己设计思路完成抽样定理。实验结束实验结束，从浏览器退出在线实验平台。五、实验报告简述抽样定理验证电路的工作原理。抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关切换输出的。抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。记录在各种测试条件下的测试数据，分析测试点的波形、频率、信号幅度等各项测试数据并验证抽样定理。1-11.5KHz六、思考题1. 模拟信号为三角波，频率 1KHz，幅度设置指示为 45；抽样频率 32KHz，占空比：4/8%T 三角波信号频谱抽样信号频上图每根谱线是什么信号？频率是多少？根据三角波频谱，抽样频率设置多少较好？为什么？根据三角波频谱，恢复滤波器截止频率应设置多少较好？为什么？用实验结果验证你的 结论。实验心得通过本次实验，