抽样,量化,编码
PCM（Pulse-code modulation），即脉冲编码调制。其工作原理是：
脉冲编码调制就是把一个时间连续，取值连续的模拟信号变换成时间离散，取值离散的数字信号后在信道中传输。脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，再对样值幅度量化，编码的过程。
抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号，抽样必须遵循奈奎斯特抽样定理。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。抽样速率采用8KHZ。
量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示,通常是用二进制表示。
量化误差：量化后的信号和抽样信号的差值。量化误差在接收端表现为噪声，称为量化噪声。量化级数越多误差越小，相应的二进制码位数越多，要求传输速率越高，频带越宽。为使量化噪声尽可能小而所需码位数又不太多，通常采用非均匀量化的方法进行量化。非均匀量化根据幅度的不同区间来确定量化间隔，幅度小的区间量化间隔取得小，幅度大的区间量化间隔取得大。
一个模拟信号经过抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。
编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。
话音信号先经防混叠低通滤波器，进行脉冲抽样，变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的PAM信号用“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。对于电话，CCITT规定抽样率为8KHz，每抽样值编8位码，即共有2∧8=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。为解决均匀量化时小信号量化误差大，音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密，量化间隔小，而在大信号时分层疏，量化间隔大。
在实际中使用的是两种对数形式的压缩特性：A律和U律，A律编码主要用于30/32路一次群系统，U律编码主要用于24路一次群系统。A律PCM用于欧洲和中国，U律PCM 用于北美和日本。
通信原理抽样定理实验报告
通信原理实验（五） 实验一抽样定理实验 项目一、抽样信号观测及抽样定理实验 1、观测并记录抽样前后的信号波形，分别观测music和抽样输出 由分析知，自然抽样后的结果如图，很明 显抽样间隔相同，且抽样后的波形在其包 络严格被原音乐信号所限制加权，与被抽 样信号完全一致。 2、观测并记录平顶抽样前后信号的波形。 此结果为平顶抽样结果，仔细观察可发现 与上一实验中的自然抽样有很大差距，即 相同之处，其包络也由原信号所限制加 权，但是在抽样信号的每个频率分量呈矩 形，顶端是平的。 3、观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信 号的波形，并以100HZ为步进，减小A-OUT的频率，比较观测并思考在抽样脉冲频率为多少的情况下恢复信号有失真。
(2)7.7KHZ 在频率为9HZ 时的波形如上图，低通滤 波器恢复出的信号与原信号基本一致， 只是相位有了延时，约1/4个Ts ； 逐渐减小抽样频率可知在7.7KHZ 左右， 恢复信号出现了幅度的失真，且随着fs 的减小，失真越大。 上述现象验证了抽样定理，即，在信号 的频率一定时，采样频率不能低于被采 样信号的2倍，否则将会出现频谱的混 叠，导致恢复出的信号严重失真。 实验二PCM 编译码实验 实验项目一 测试W681512的幅频特性 1、将信号源频率从50HZ 到4000HZ 用示波器接模块21的音频输出，观测信号 的幅频 特性。 ⑴、4000HZ (2)、3500HZ (1)9.0KHZ (3)7.0KHZ
(3)120HZ⑷ 50HZ 在实验中仔细观察结果，可知，当信号源的频率由4000HZ不断下降到3000HZ 的过程中，信号的频谱幅度在不断地增加；在3000HZ~1500HZ的过程中，信号的幅度在一定范围内变化，但是没有特别大的差距；在1500HZ~50HZ的过程中，信号的幅度有极为明显的下降。 实验项目二PCM编码规则实验 1、以FS为触发，观测编码输入波形。示波器的DIV档调节为100微秒 图中分别为输入被抽样信号和抽样脉冲， 观察可发现正弦波与编码对应。 2、保持示波器设置不变的情况下，以FS 为触发观测PCM量化输出，记录波形
通信原理实验-抽样定理实验
电子与信息工程系《通信原理实验》任务及报告书 实验名称抽样定理实验指导教师 班级姓名学号总成绩 一、实验目的 1.掌握抽样定理的概念； 2.掌握模拟信号抽样与还原的原理与实现方法； 3.了解模拟信号抽样过程的频谱。 二、实验内容 1.采用不同频率的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽样信号与还原信号的波形和 频谱； 2.采用同一频率但不同占空比的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽样信号与还原 信号的波形和频谱。 三、所需设备 1.信号源模块； 2.模拟信号数字化模块； 3.20MHz双踪示波器； 4.频谱分析仪（可用数字存储示波器代替）。 四、实验原理 1.简述抽样定理的概念及实现方法 …… 2.抽样信号的还原 …… 五、实验步骤 1.将所用模块固定在机箱中，确保电源接触良好； 2.连线： 信号源模块模拟信号数字化模块 2K正弦基波—————————————抽样信号 DDS-OUT —————————————抽样脉冲 模拟信号数字化模块模拟信号数字化模块 PAM输出—————————————解调输入 3.接通电源（220V AC输入开关、模块电源开关要全部打开）； 4.调节信号源模块“2K调幅”旋钮，使“2K正弦基波”输出3V左右； 5.不同频率方波抽样： a.信号源模块“DDS-OUT”测试点输出选择“方波A”，调节“DDS调幅”旋钮，使其峰峰值为 3V左右； b.示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输出”测试点波形，对比方波A的频率为4KHz、8KHz、 1
16KHz、32KHz等典型频率值时“PAM输出”测试点的波形和频谱； c.示波器双踪观测“抽样信号”与“解调输出”测试点波形，对比各典型频率值时抽样信号 还原的效果。 6.同频率但不同占空比方波抽样： a.信号源模块“DDS-OUT”测试点输出选择“方波B”，调节“DDS调幅”旋钮，使其峰峰值为 3V左右、输出频率为4KHz； b.示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输出”测试点波形，对比方波B的占空比为5%、20%、 35%、50%、80%等值时“PAM输出”测试点的波形和频谱； c.示波器双踪观测“抽样信号”与“解调输出”测试点波形，对比各占空比值时抽样信号还 原的效果。 d.改变方波B的频率，重复上述步骤。 六、实验结果记录 记录各测试点的波形。 七、心得体会 …… 实验报告成绩教师签名年月日 2
通信原理抽样定理及其应用实验报告
实验1 抽样定理及其应用实验 一、实验目的 1．通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解； 2．通过PAM 调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点； 3．学习PAM 调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。 二、实验仪器 1．PAM 脉冲调幅模块，位号：H （实物图片如下） 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G （实物图片见第3页） 3．20M 双踪示波器1台 4．频率计1台 5．小平口螺丝刀1只 6．信号连接线3根 三、实验原理 抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽 样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 PAM 实验原理：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时， 模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开， 无信号输出 图1-2 PAM 信道仿真电路示意图 32W01 C1 C2 32P03 R2 32TP0
四、可调元件及测量点的作用 32P01：模拟信号输入连接铆孔。 32P02：抽样脉冲信号输入连接铆孔。 32TP01：输出的抽样后信号测试点。 32P03：经仿真信道传输后信号的输出连接铆孔。 32W01：仿真信道的特性调节电位器。 五、实验内容及步骤 1．插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“PAM脉冲幅度调制模块”，插到底板“G、H”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。 2．信号线连接： 用专用铆孔导线将P03、32P01；P09、32P02；32P03、P14连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。 3．加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
通信原理实验七
实验七抽样定理实验 一、实验目的 1、了解抽样定理在通信系统中的重要性。 2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 3、理解低通采样定理的原理。 4、理解实际的抽样系统。 5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 7、理解带通采样定理的原理。 二、实验器材 1、主控&信号源、3号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 三、实验原理 1、实验原理框图 图1-1 抽样定理实验框图 2、实验框图说明 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
S1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。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。 要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。 四、实验步骤 实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证 概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。 1、关电，按表格所示进行连线。 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。 3、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占空比20%的方波。 4、实验操作及波形观测。 （1）观测并记录自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器分别观测MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。 MUSIC主控&信号源抽样输出3#
通信原理MATLAB验证低通抽样定理实验报告
通信原理实验报告 一、实验名称 MATLAB验证低通抽样定理 二、实验目的 1、掌握抽样定理的工作原理。 2、通过MATLAB编程实现对抽样定理的验证，加深抽样定理的理解。同时训练应用计算机分析问题的能力。 3、了解MATLAB软件，学习应用MATLAB软件的仿真技术。它主要侧重于某些理论知识的灵活运用，以及一些关键命令的掌握，理解，分析等。 4、计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下恢复信号的误差，并由此总结采样频率对信号恢复产生误差的影响，从而验证时域采样定理。 三、实验步骤及原理 1、对连续信号进行等间隔采样形成采样信号，采样信号的频谱是原连续信号的频谱以采样频率为周期进行周期性的延拓形成的。 2、设连续信号的的最高频率为Fmax，如果采样频率Fs>2Fmax，那么采样信号可以唯一的恢复出原连续信号，否则Fs<=2Fmax会造成采样信号中的频谱混叠现象，不可能无失真地恢复原连续信号。 四、实验内容 1、画出连续时间信号的时域波形及其幅频特性曲线，信号为 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t) 2、对信号进行采样，得到采样序列，画出采样频率分别为10Hz，20 Hz，50 Hz时的采样序列波形； 3、对不同采样频率下的采样序列进行频谱分析，绘制其幅频曲线，对比各频率下采样序列和的幅频曲线有无差别。 4、对信号进行谱分析，观察与3中结果有无差别。 5、由采样序列恢复出连续时间信号，画出其时域波形，对比与原连续时间信号的时域波形。 五、实验仿真图 (1) x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t)的时域波形及幅频特性曲线。clear; close all; dt=0.05; t=-2:dt:2 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); N=length(t); Y=fft(x)/N*2; fs=1/dt; df=fs/(N-1); f=(0:N-1)*df;
信号与系统通信原理抽样定理实验报告
新疆师范大学 实验报告 2020年4月20日课程名称通信原理实验项目实验三：抽样定理实验物理与电子工程学院电子17-5 姓名赵广宇 同组实验者指导教师 一、实验目的 了解抽样定理在通信系统中的重要性。 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。 理解低通采样定理的原理。 理解实际的抽样系统。 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。 理解带通采样定理的原理。 二、实验器材 主控&信号源 3号信源编译模块 示波器 三、实验原理 2、实验框图说明
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S1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。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。 要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。 四、实验步骤 实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证
基带信号+抽样脉冲输出 模拟滤波器恢复出的信号 数字滤波器恢复出的基带信号
五．心得与体会 1.通过本次实验进一步了解了抽样定理的内容 2.通过本次实验将理论与实践联系在了一起，不仅提高了动手实践能力，更加深了对课程的理解 3.通过实验现象可以更加深入的认识到，数字滤波器比模拟滤波器的恢复波形能力要强. 教师签字
通信原理抽样定理及其应用实验报告
实验1 抽样定理及其应用实验 一、实验目的 1．通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解； 2．通过PAM调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点； 3．学习PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法。 二、实验仪器 1．PAM脉冲调幅模块，位号：H（实物图片如下） 2．时钟与基带数据发生模块，位号：G（实物图片见第3页） 3．20M双踪示波器1台 4．频率计1台 5．小平口螺丝刀1只 6．信号连接线3根 三、实验原理 抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 PAM实验原理：它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无 信号输出 图1-2 PAM信道仿真电路示意图
四、可调元件及测量点的作用 32P01：模拟信号输入连接铆孔。 32P02：抽样脉冲信号输入连接铆孔。 32TP01：输出的抽样后信号测试点。 32P03：经仿真信道传输后信号的输出连接铆孔。 32W01：仿真信道的特性调节电位器。 五、实验内容及步骤 1．插入有关实验模块： 在关闭系统电源的条件下，将“时钟与基带数据发生模块”、“PAM脉冲幅度调制模块”，插到底板“G、H”号的位置插座上（具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”）。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。 2．信号线连接： 用专用铆孔导线将P03、32P01；P09、32P02；32P03、P14连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔）。 3．加电： 打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。 4．输入模拟信号观察： 将DDS信号源产生的正弦波（通常频率为2KHZ）送入抽样模块的32P01点，用示波器在32P01处观察，调节电位器W01，使该点正弦信号幅度约2V（峰一峰值）。5．取样脉冲观察： 当DDS信号源处于《PDM波1》状态，旋转SS01可改变取样脉冲的频率。示波器接在32P02上，可观察取样脉冲波形。 6．取样信号观察： 示波器接在32TP01上，可观察PAM取样信号，示波器接在32P03上，调节“PAM脉冲幅度调制”上的32W01可改变PAM信号传输信道的特性，PAM取样信号波形会发生改变。 7．取样恢复信号观察： PAM解调用的低通滤波器电路（接收端滤波放大模块，信号从P14输入）设有两组参数，其截止频率分别为2.6KHZ、5KHZ。调节不同的输入信号频率和不同的抽样时钟频率，用示波器观测各点波形，验证抽样定理，并做详细记录、绘图。（注意，
通信原理抽样定理
湖南农业大学课程论文 学院：班级： 姓名：学号： 课程论文题目：基于SystemView的抽样定理验证仿真设计与分析课程名称： 评阅成绩： 评阅意见： 成绩评定教师签名： 日期：年月日
f H f t ) (f H f H f L f L 基于SystemView 的抽样定理验证的仿真设计与分析 学生： （） 摘 要：本文阐述了抽样定理的基本原理，并利用SystemView 动态仿真软件进行抽样定理验证的仿真设计。 在SystemView 动态仿真软件上分别建立了低通、带通信号的采样与恢复的仿真系统，通过设置不同的采样频率，分别得到了两种信号在不同频率的情况下信号的恢复波形，通过源信号波形与恢复波形比较，并观察信号的失真程度，从而直观地验证抽样定理。 关键词：抽样定理；低通滤波器；带通滤波器；抽样脉冲 一、引言 SystemView 是ELANIX 公司推出的一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，SystemView 在友好而功能齐全的窗口环境下，为用户提供了几百种功能模块，能满足各种各种功能的实现。 SystemView 的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库(Main Library)及专业库(Optional Library),基本库中包含多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通信(Communication)、逻辑(Logic)、数字信号处理(DSP)、射频/模拟(RF /Analog)等；在系统设计和仿真分析方面，SystemView 还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内、可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗口还带有一个功能强大的“接受计算器”。可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波[1]。综上，SystemView 是一个功能强大、用途广泛的软件，特别适合于系统的仿真与设计。本文使用SystemView 构建通、带通信号的采样与恢复的仿真系统，并通过其分析窗口观察比较源信号波形和恢复波形，从而验证了抽样定理。 二、抽样定理概述 抽样定理是模拟信号数字化传输的理论基础，它告诉我们：如果对某一带宽的有限 时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且在抽样率达到一定数值时，根据这些抽样值可以在接收端准确地恢复原信号。也就是说，要传输模拟信号不一定传输模拟信号本身，只需传输按抽样定理得到的抽样值就可以了。对于低通型和带通型模拟信号，分别对应不同的抽样定理，抽样定理是模拟信号数字化的理论基础。 对上限频率为的低通型信号，低通抽样定理要求抽样频率应满足[2]： （1） 对下限频率为 f L 、上限频率为 的带通型信号，带通抽样定理要求抽样频率满 足： （2） 其中，公式（1） 为一个频带限制在 内的时间连续信号 的 上限频率。公式（2） 为信号带宽，n 为整数时， 。 当 时，无论带通型信号的和为何值，只需将抽样频率设定在2B ，理论上就不会发生抽样后的频谱重叠，而不像低通抽样定理要求的必须为上限频率的2倍以上。两种信号的抽样与恢复，只要抽样频率分别满足公式（1）和公式（2），抽样后恢复的波形就不会 ]1[2n k B f s +?≥H s f f 2≥),0(f H L H f f B -=1 0<≤k nB f H =
通信原理实验四 抽样定理与PAM调制解调实验
实验四抽样定理与PAM调制解调实验实验四抽样定理与PAM调制解调实验 实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 一.实验目的 过大而损坏后面调制电路中的场效应管器件。电路电原理图如4-2所示。 2.PAM调制电路 调制电路见图4-2中的BG601。这是一种单管调制器，采用场效应管3DJ6F，利用其阻抗高的特点和控制灵敏的优越性，能很好的满足调制要求。取样脉冲由该管的S极加入，D极输入音频信号，由于场效应管良好的开关特性，在TP602处可以测到脉冲幅度调制信号，该信号为双极性脉冲幅度信号，不含直流分量。
实验四抽样定理与PAM调制解调实验 3DJ6的G极为输出负载端，接有取样保持电路，由R601、C601以及R602等组成，由开关K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，能观察其取样定理的波形。在做系统实验时，将K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。 3.脉冲发生电路 该部分电路详见图4-2所示，主要有两种抽样脉冲，一种由555及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过改变CA601的电容来实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLD产生的8KHz 抽样脉冲，这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。 4.PAM解调与滤波电路 解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。 5.功放输出电路 功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。 三.实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 四.实验步骤及注意事项 1.脉冲幅度调制实验步骤 输入信号可选择同步正弦波或外加输入信号，用示波器在TP601处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度或调节W108。在TPP603处观察其取样脉冲信号。改变CA601处的电容，再用示波器观察TP602该点波形。做详细记录、绘图。 2.PAM通信系统实验步骤 (1)将K602的2端和3端相连，为CPLD产生的8KHz抽样时钟脉冲，用示波器观测 TP601～TP604各点波形，并做详细记录、绘图。 (2)将K602的1端和2端相连，然后改变CA601的电容，即改变抽样频率f sr，使f＞ f sr、 f c =2f sr、f c＜2f sr，在TP603处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证取样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特速率。并分析比较。 (3)在TP111处用示波器观察话音输出波形，通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。 3.脉冲幅度调制实验注意事项 (1)CA601上插电容，可改变抽样时钟。电容在5600pf～0.1μf 之间。 (2)验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到稳定的信号。此时可适当调整外加信号频率，使之同步，有时需要反复耐心地调整才能观察到。特别当观察f c ≤ 2f sr 时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏（Nyquist）速率。
通信原理实验04 抽样定理与PAM调制解调实验
实验四抽样定理与PAM调制解调实验 实验四抽样定理与PAM调制解调实验 实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 一.实验目的 1.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。 2.通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。 二.实验电路工作原理 抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。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，抽样后的信号称为脉冲幅度（PAM）信号。抽样定理指出：一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f h,则可以
实验四抽样定理与PAM调制解调实验（二）实验电路工作原理 1.输入电路 该电路由发送放大电路组成。该电路还用于PCM、增量调制编码电路中。电路电原理图如4-2所示。 2.PAM调制电路 调制电路见图4-2。它是利用CD4066开关特性完成抽样实验的,抽样输出的信号中不含有直流分量。 输出负载端，接有取样保持电路，由R605、C602以及R607等组成，由开关K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，能观察其取样定理的波形。在做系统实验时，将K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。 3.脉冲发生电路 该部分电路详见图4-2所示，主要有两种抽样脉冲，一种由555及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通过调节电位器W601实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLD产生的8KHz 抽样脉冲，这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。注意实验时，用8KHz抽样脉冲效果较好，而且便于稳定观察。 4.PAM解调与滤波电路 解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。 5.功放输出电路 功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。喇叭输出时应将K102短接1-2。 三.实验内容 1.抽样定理实验 2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验 四.实验步骤及注意事项 1.脉冲幅度调制实验步骤
抽样定理的验证通信原理实验
抽样定理的验证--通信原理实验
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北京邮电大学 通信原理实验报告 题目：通信原理软件实验 班级：2009211127 专业：信息工程 姓名：张帆（23） 成绩：
实验二 数字信号基带传输 一、 【实验目的】 理解数字信号基带传输的原理和发送滤波器和接收滤波器对信号传输的影响 二、 【实验原理】 在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。 奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。 奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个传送过程传递函数满足：x (nT s )={1,n =00,n ≠0 ,其充分必要条 件是x(t)的傅氏变换X ( f )必须满足 ∑X (f +m T S )=T s ∞ m=?∞ 奈奎斯特准则还指出了信道带宽与码速率的基本关系。即RB=1/TB=2?N=2BN 。式中Rb 为传码率，单位为比特/每秒（bps ） 。
fN和BN分别为理想信道的低通截止频率和奈奎斯特带宽。上式说明了理想信道的频带利用率为RB/BN=2。 在实际应用中，理想低通滤波器是不可能实现的，升余弦滤波器是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件，已获得广泛应用的滤波器。 。其中，α为滚降系数，0 升余弦滤波器的带宽为：B=1+α 2T s ≤α≤1， 三、【实验过程】 实验连接图： 设置升余弦滚降滤波器的滚降因子α=0.35，判决门限为0V 四、【实验结果】 1.噪声为零，即E=0，D=0
通信原理抽样定理实验报告
通信原理实验（五) 实验一抽样定理实验 项目一、抽样信号观测及抽样定理实验 1、观测并记录抽样前后的信号波形,分别观测mｕsｉc和抽样输出. 由分析知，自然抽样后的结果 如图，很明显抽样间隔相同， 且抽样后的波形在其包络严格 被原音乐信号所限制加权，与 被抽样信号完全一致。 2、观测并记录平顶抽样前后信号的波形。 此结果为平顶抽样结果，仔细观 察可发现与上一实验中的自然抽 样有很大差距，即相同之处，其 包络也由原信号所限制加权，但 是在抽样信号的每个频率分量呈 矩形，顶端是平的。 3、观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形，并以1００ＨZ为步进，减小A-OＵＴ的频率,比较观测并思考在抽样脉冲频率为多少的情况下恢复信号有失真。
（1)9．0KHZ ?? ?(2)7.７KH Ｚ (3)7.0KHZ 实验二 P ＣM 编译码实验 实验项目一 测试W6815１2的幅频特性 1、将信号源频率从5０HZ 到400０ＨZ ，用示波器接模块21的音频输出，观测信号的幅频特性. 在频率为9HZ 时的波形如上图，低通滤波器恢复出的信号与原信号基本一致，只是相位有了延时，约1/4个Ts ； 逐渐减小抽样频率可知在7.7KHZ 左右，恢复信号出现了幅度的失真，且随着fs 的减小，失真越大。 上述现象验证了抽样定理，即，在信号 的频率一定时，采样频率不能低于被采样信号的2倍，否则将会出现频谱的混
（1）、4０00HZ??（2）、3５00HＺ （3）1２0HZ?????(4）５0HZ 在实验中仔细观察结果，可知，当信号源的频率由4000HZ不断下降到3000HZ 的过程中，信号的频谱幅度在不断地增加；在3000HZ~1500HZ的过程中，信号的幅度在一定范围内变化，但是没有特别大的差距；在1500HZ~50HZ的过程中，信号的幅度有极为明显的下降。
抽样定理的验证--通信原理实验
北京邮电大学 通信原理实验报告 题目：通信原理软件实验 班级：2009211127 专业：信息工程 姓名：张帆（23） 成绩：
实验二 数字信号基带传输 一、 【实验目的】 理解数字信号基带传输的原理和发送滤波器和接收滤波器对信号传输的影响 二、 【实验原理】 在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。 奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。 奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的 整个传送过程传递函数满足：x (nT s )={1,n =00,n ≠0 ,其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X ( f )必须满足 ∑X (f +m T S )=T s ∞m=?∞ 奈奎斯特准则还指出了信道带宽与码速率的基本关系。即RB=1/TB=2?N=2BN 。式中Rb 为传码率，单位为比特/每秒（bps ） 。
fN和BN分别为理想信道的低通截止频率和奈奎斯特带宽。上式说明了理想信道的频带利用率为RB/BN=2。 在实际应用中，理想低通滤波器是不可能实现的，升余弦滤波器是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件，已获得广泛应用的滤波器。 。其中，α为滚降系数，0 升余弦滤波器的带宽为：B=1+α 2T s ≤α≤1， 三、【实验过程】 实验连接图： 设置升余弦滚降滤波器的滚降因子α=0.35，判决门限为0V 四、【实验结果】 1.噪声为零，即E=0，D=0
通信原理实验—— 抽样定理及脉冲振幅调制实验(PAM)
贵州大学实验报告 学院：计信学院专业：网络工程班级：101 姓名学号实验组实验时间2013.6.16 指导教师成绩 实验项目名称实验一抽样定理及脉冲振幅调制实验（PAM） 实 验目的1、掌握抽样定理的概念。 2、掌握模拟信号抽样与还原的原理及实现方法。 3、了解模拟信号抽样过程的频谱。 实 验要求 本实验属于验证型实验，通过实验，加强对课堂讲授知识的理解。开始实验前，先集中由老师进行具体要求和注意事项的讲解，然后各自独立在机器上完成实验。实验过程中出现问题，在实验指导老师帮助下解决。 实验原理1、图8-1是模拟信号的抽样原理框图。 解调输入 低通滤波 解调输出 图8-1 模拟信号的抽样原理框图 实际上理想冲激脉冲串物理实现困难，实验中采用DDS直接数字频率合成信源产生的矩形脉冲来代替理想的窄脉冲串。 抽样信号规定在音频信号300~3400Hz范围内，由信号源模块提供。抽样脉冲的频率根据抽样定理的描述，应大于或等于输入音频信号频率的2倍。 抽样信号和抽样脉冲送入模拟信号数字化模块抽样电路中，产生PAM抽样信号。 3、抽样信号的还原 若要解调出原始语音信号，将抽样信号送入截止频率为3400Hz的低通滤波器即可。 解调输入 低通滤波 解调输出 图8-2 抽样信号的还原原理框图
实验仪器1、信号源模块一块 2、模拟信号数字化模块一块 3、20M双踪示波器一台 4、带话筒立体声耳机一副 实验步骤1、将模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关， 对应的发光二极管灯亮，两个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线） 3、信号源模块调节“2K调幅”旋转电位器，使“2K正弦基波”输出幅度为3V 左右。 4、实验连线如下： 信号源模块模拟信号数字化模块 2K正弦基波——————抽样信号 DDS-OUT——————抽样脉冲 模拟信号数字化模块内连线 PAM输出———————解调输入 5、不同频率方波抽样 （1）信号源模块“DDS-OUT”测试点输出选择“方波A”，调节“DDS调幅”旋转电位器，使其峰峰值为3V左右。 （2）示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输出”测试点波形，对比方波A的频率为4KHz、8KHz、16KHz等典型频率值时“PAM输出”测试点波形的区别。 （3）示波器双踪观测“抽样信号”和“解调输出”测试点波形，对比方波A的频率为4KHz、8KHz、16KHz等典型频率值时抽样信号还原的效果。 6、模拟语音信号抽样与还原 用信号源模块模拟语音信源输出的“T－OUT”话音信号代替2K正弦信号输入模拟信号数字化模块中，还原的“解调输出”信号送回信号源模拟语音信源“R －IN”测试点，耳机接收话筒语音信号，完成模拟语音信号抽样与还原的整个过程。 实验内容1、采用不同频率的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽样信号及还原 信号的波形和频谱。 2、采用同一频率但不同占空比的方波对同一模拟信号抽样并还原，观测并比较抽 样信号及还原信号的波形和频谱。