通信原理一脉冲幅度调制PAM

实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST 提提 示示1 1 请同学们按请同学们按学号学号学号学号就座就座,每个实验台坐每个实验台坐2 2 2 2名名名名同学同学2 2 请检查实验台上的仪器请检查实验台上的仪器:双踪示波器双踪示波器,低频信号源低频信号源,实验箱各一台实验箱各一台;仪器所用附件仪器所用附件:信号源探头一根信号源探头一根,示示波器探针两根分别放在其相应仪器所对应的抽屉里波器探针两根分别放在其相应仪器所对应的抽屉里面面.3 3 请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整无缺并按原来位置放好无缺并按原来位置放好.将实验凳放回实验台下将实验凳放回实验台下.4 4 实验中保持实验室卫生实验中保持实验室卫生,下课时将自己产生的垃圾下课时将自己产生的垃圾带走带走,保持实验台面整洁保持实验台面整洁,特别是实验台抽屉里不得特别是实验台抽屉里不得存有垃圾存有垃圾!5 5 每位同学请自觉遵守上述要求每位同学请自觉遵守上述要求,实验结束后指导教实验结束后指导教师要对此做相应检查师要对此做相应检查.请同学们爱护实验室请同学们爱护实验室!实验一实验一 脉冲脉冲幅度调制脉冲脉冲幅度调制 PAM PAM及系统实验及系统实验 电工电子中心CUST实验一实验一实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验及系统实验及系统实验【实验性质】：验证性实验【实验性质】：验证性实验实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST一、实验目的一、实验目的1 1、加深对取样定理的理解。、加深对取样定理的理解。2 2、了了解解脉脉冲冲幅幅度度调调制制PAMPAM系系统统的的工作过程工作过程实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST二、实验预习要求二、实验预习要求 主主要要预预习习通通信信系系统统原原理理教教材材中中关关于于“脉脉冲冲模模拟拟调调制制系系统统”这这章章中中的的“低低通通信信号号的的取取样样定定理理”、“脉脉冲冲幅幅度度调调制制”等等主主要要章章节节，其次预习一下其次预习一下PPMPPM、PDMPDM调制系统。调制系统。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST三、实验仪器仪表三、实验仪器仪表 1 1、双踪示波器、双踪示波器 一台一台2 2、低低频信号源信号源 一台一台3 3、通信系统实验箱、通信系统实验箱 一套一套 实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点1:低通抽样定理低通抽样定理 一一个个频频带带限限制制在在(0,fH)赫赫内内的的时时间间连连续续信信号号m(t)，如如果果抽抽样样频频率率fs大大于于或或等等于于2fH,则则可可以以由由样样值序列值序列m(nTs)无失真地重建原始信号无失真地重建原始信号 m(t).此此定定理理告告诉诉我我们们：若若m(t)的的频频谱谱在在某某一一角角频频率率H以以上上为为零零，则则m(t)中中的的全全部部信信息息完完全全包包含含在在其其间间隔隔不不大大于于1/(2fH)秒秒的的均均匀匀抽抽样样序序列列里里。换换句句话话说说，在在信信号号最最高高频频率率分分量量的的每每一一个个周周期期内内起起码码应应抽抽样样两两次次，或或者者说说，抽抽样样速速率率fs（每每秒秒内内的的抽抽样样点点数数）应应不不小小于于2fH，若若抽抽样样速速率率fs2fH，则则会产生失真，这种失真叫混叠失真。会产生失真，这种失真叫混叠失真。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点2:脉冲调制 以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号信号m(t)去控制脉冲串的某参数，去控制脉冲串的某参数，使其按使其按m(t)的的规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制、脉宽调制(PDM)和脉和脉位调制位调制(PPM)。下面介绍脉冲振幅调制，它是脉下面介绍脉冲振幅调制，它是脉冲编码调制的基础。冲编码调制的基础。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点2:脉冲调制PAM、PDM、PPM信号波形信号波形实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点3:PAM PAMPAM是是是是脉脉脉脉冲冲冲冲载载载载波波波波的的的的幅幅幅幅度度度度随随随随基基基基带带带带信信信信号号号号变变变变化化化化的的的的一一一一种种种种调调调调制制制制方方方方式式式式。若若若若脉脉脉脉冲冲冲冲载载载载波波波波是是是是冲冲冲冲激激激激脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列，则则则则前前前前面面面面讨讨讨讨论论论论的的的的抽抽抽抽样样样样定定定定理理理理就就就就是是是是脉脉脉脉冲冲冲冲振振振振幅幅幅幅调调调调制制制制的的的的原原原原理理理理。也也也也就就就就是是是是说说说说，按按按按抽抽抽抽样样样样定定定定理理理理进进进进行行行行抽抽抽抽样样样样得得得得到到到到的的的的信信信信号号号号就就就就是是是是一一一一个个个个PAMPAM信号。信号。信号。信号。但但但但是是是是，用用用用冲冲冲冲激激激激脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列进进进进行行行行抽抽抽抽样样样样是是是是一一一一种种种种理理理理想想想想抽抽抽抽样样样样的的的的情情情情况况况况，是是是是不不不不可可可可能能能能实实实实现现现现的的的的。因因因因为为为为冲冲冲冲击击击击序序序序列列列列在在在在实实实实际际际际中中中中是是是是不不不不能能能能获获获获得得得得的的的的，即即即即使使使使能能能能获获获获得得得得，由由由由于于于于抽抽抽抽样样样样后后后后信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱为为为为无无无无穷穷穷穷大大大大，对对对对有有有有限限限限带带带带宽宽宽宽的的的的信信信信道道道道而而而而言言言言也也也也无无无无法法法法传传传传递递递递。因因因因此此此此，在在在在实实实实际际际际中中中中通通通通常常常常采采采采用用用用脉脉脉脉冲冲冲冲宽宽宽宽度度度度相相相相对对对对于于于于抽抽抽抽样样样样周周周周期期期期很很很很窄窄窄窄的的的的窄窄窄窄脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列近近近近似似似似代代代代替替替替冲冲冲冲激激激激脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列，从从从从而而而而实实实实现现现现脉脉脉脉冲冲冲冲振振振振幅幅幅幅调调调调制制制制。我我我我们们们们介介介介绍绍绍绍用用用用窄窄窄窄脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列进进进进行行行行实实实实际际际际抽抽抽抽样样样样的的的的一一一一种种种种脉脉脉脉冲冲冲冲振振振振幅幅幅幅调调调调制制制制方方方方式式式式：自自自自然然然然抽抽抽抽样样样样的的的的脉冲调幅。脉冲调幅。脉冲调幅。脉冲调幅。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST自然抽样的脉冲调幅自然抽样的脉冲调幅自然抽样的脉冲调幅自然抽样的脉冲调幅 自自自自然然然然抽抽抽抽样样样样又又又又称称称称曲曲曲曲顶顶顶顶抽抽抽抽样样样样，它它它它是是是是指指指指抽抽抽抽样样样样后后后后的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲幅幅幅幅度度度度（顶顶顶顶部部部部）随随随随被被被被抽抽抽抽样样样样信信信信号号号号m(t)m(t)变变变变化化化化，或或或或者者者者说说说说保保保保持持持持了了了了m(t)m(t)的的的的变变变变化化化化规规规规律律律律。自自自自然然然然抽抽抽抽样样样样的的的的脉脉脉脉冲冲冲冲调调调调幅幅幅幅原原原原理理理理框框框框图图图图如如如如下图下图下图下图 所示。所示。所示。所示。设设设设模模模模拟拟拟拟基基基基带带带带信信信信号号号号m(t)m(t)的的的的波波波波形形形形及及及及频频频频谱谱谱谱如如如如图图图图 (a)(a)所所所所示示示示，脉脉脉脉冲冲冲冲载载载载波波波波以以以以s(t)s(t)表表表表示示示示，它它它它是是是是宽宽宽宽度度度度为为为为，周周周周期期期期为为为为TsTs的的的的矩矩矩矩形形形形窄窄窄窄脉脉脉脉冲冲冲冲序序序序列列列列，其其其其中中中中TsTs是是是是按按按按抽抽抽抽样样样样定定定定理理理理确确确确定定定定的的的的，这这这这里里里里取取取取Ts=1/(2 Ts=1/(2 f fHH)。s(t)s(t)的的的的波波波波形形形形及及及及频频频频谱谱谱谱如如如如图图图图 (b)(b)所所所所示示示示，则则则则自自自自然然然然抽抽抽抽样样样样PAMPAM信信信信号号号号(波波波波形形形形及频谱见图（及频谱见图（及频谱见图（及频谱见图（c c）)为为为为m(t)m(t)与与与与s(t)s(t)的乘积，即的乘积，即的乘积，即的乘积，即实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST五五、实验原理电路图脉脉脉脉冲冲冲冲幅幅幅幅度度度度调调调调制制制制实实实实验验验验系系系系统统统统图图图图见见见见下下下下图图图图所所所所示示示示，主主主主要要要要由由由由输输输输入入入入电电电电路路路路、调调调调制制制制电电电电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST六、实验内容六、实验内容 1 1、脉冲幅度调制实验、脉冲幅度调制实验、脉冲幅度调制实验、脉冲幅度调制实验 a a 观观观观察察察察被被被被调调调调制制制制信信信信号号号号正正正正弦弦弦弦波波波波形形形形、取取取取样样样样脉脉脉脉冲冲冲冲波波波波形形形形和和和和已已已已调调调调信信信信号号号号波波波波形形形形的的的的相相相相互互互互之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系及及及及特特特特点点点点，特特特特别别别别是是是是音音音音频频频频带带带带内内内内各各各各频频频频率率率率点点点点的的的的情情情情况况况况。(测测测测1 1个个个个测量点测量点测量点测量点)b b 观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。2 2、PAMPAM通信系统实验通信系统实验通信系统实验通信系统实验观观观观察察察察整整整整个个个个系系系系统统统统收收收收发发发发各各各各点点点点信信信信号号号号的的的的特特特特点点点点并并并并测测测测量量量量其其其其参参参参数数数数，0 04K4K音音音音频频频频段段段段测测测测2 2个频率点。个频率点。个频率点。个频率点。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST1、脉冲幅度调制实验步骤、脉冲幅度调制实验步骤 在在S201处处，用用外外加加信信号号源源送送04KHZ音音频频带带内内的的频频率率为为800HZ的的信信号号fsr，然然后后用用示示波波器器在在TP601处处观观察察测测量量，以以该该点点信信号号输输出出幅幅度度不不失失真真时时较较大大为为好好，如如有有削削顶顶失失真真则则减减小小外外加加信信号号源源的的输输出出幅幅度度，达达到到上上述述要要求求。TP606处处观观察察其其方方波波取取样样脉脉冲冲信信号号。在在TP602处处观观察察并并用用示波器测量该点波形。并做详细记录、绘图。示波器测量该点波形。并做详细记录、绘图。七、实验步骤七、实验步骤实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST 2、脉冲幅度调制实验注意事项、脉冲幅度调制实验注意事项a、+5V工作工作b、按下按键开关：、按下按键开关：K2、K3、K100、K600c、按按一一下下“复复位位”、“开开始始”与与“PAM”功功能能键键，显显示代码示代码“8”d、外加、外加800Hz的信号从的信号从S201进入进入e e、验验证证取取样样定定理理时时，有有时时会会产产生生不不同同步步现现象象，在在示示波波器器中中观观察察不不到到稳稳定定的的信信号号。此此时时可可适适当当调调整整外外加加信信号号频频率率，使使之之同同步步，有有时时需需要要反反复复耐耐心心地地调调整整才才能能观观察察到到。特特别别当当观观察察fc2fsrfc2fsr时时，注注意意判判断断区区别别临临界界状状态态时时的的波波形形及及频频率率，并记下奈氏并记下奈氏(Nyquist)(Nyquist)速率。速率。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST 3、PAM通信系统实验步骤通信系统实验步骤 在在 s20l处处，分分 别别 送送 fsr=800Hz、4KHz信信号号。分分别别用用示示波波器器观观测测TP601、TP606、TP602、TP605各各点点波波形形，并做详细记录、绘图。并做详细记录、绘图。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST波形的正确画法：波形的正确画法：实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST1、结合实验简述取样定理、结合实验简述取样定理2、记录所看到的、记录所看到的TP601的陷幅波的陷幅波形，并说明其产生原因形，并说明其产生原因3、结合实验计算本组实验箱的、结合实验计算本组实验箱的输入信号最高频率输入信号最高频率八、讨论思考题八、讨论思考题实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验电工电子中心CUST 九、实验报告要求九、实验报告要求1、结结合合学学过过的的理理论论知知识识简简述述对对本本实实验验原原理的理解，绘出所做实验的电路。理的理解，绘出所做实验的电路。2、列列出出所所测测各各点点的的波波形形、频频率率、电电压压(电电平平)等等有有关关数数据据，对对所所测测数数据据做做简简要要分分析析说明。必要时借助于计算公式及推导。说明。必要时借助于计算公式及推导。3、请写出思考题答案。、请写出思考题答案。