通信原理实验四 实验报告 抽样定理与PAM系统实训
抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验范文
实验二：抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验一、实验目的通过本实验，学生应达到以下要求：1、观察并了解PAM信号形成、平顶展宽、解调和滤波等过程；2、验证并理解抽样定理，掌握对频谱混叠现象的分析方法；3、观察时分多路系统中非理想信道之间的路际串话现象，分析并掌握其形成原因。
二、实验内容本实验课完成以下实验内容：采用专用集成抽样保持开关完成对输入信号的抽样；多种抽样时隙的产生；采用低通滤波器完成对PAM信号的解调；测试出入信号频率与抽样频率之间的关系，观察频谱混叠现象，验证抽样定理；多路脉冲条幅（PAM）；观察并测试时分多路PAM信号和高频串话。
三、实验原理在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容量。
因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。
最常用的多路复用体制是频分多路复用( FDM) 通信系统和时分多路复用( TDM) 通信系统。
频分多路技术是利用不同频率的正弦载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。
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，抽样后的信号好称为脉冲调幅信号。
在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。
抽样定理：fs>2fh,才能从抽样信号中可以无失真的恢复出原信号。
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。
数字通信系统是以此定理作为理论基础的。
在工作设备中，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整个系统的性能指标。
抽样量化编码信道解码滤波收定时发定时PAM语音信号语音信号PAM图2-1 单路PCM系统示意图作为例子，图2-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。
从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。
因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。
为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的抽样电路。
通信原理实验报告PAM实验
PAM实验一、实验目的1、验证抽样定理、观察PAM信号形成的过程、学习中频抽样的基本方法；2、了解混迭效应产生的原因；3、熟悉matlab仿真；二、实验仪器1、J H5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱一台2、双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验原理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调幅（PAM）信号。
采样频率一般大于2f h。
当采样频率小于2f h 的时候，就会出现频谱的混叠。
抽样定理实验电路实验电路中A部分为低通滤波器用于限制最高频率，C部分为实现采样/保持的模拟开关，B、D为缓冲输出，E部分低通滤波器用于恢复原始信号。
图6 抽样定理实验电路组成框图四、实验步骤及实验现象与分析1.自然抽样脉冲序列测量预置电路：将KB04设置在右端（自然抽样状态）；将K501设置在右端以输入测试信号。
将K702设置在NF位置（无滤波），将正弦波输出1000Hz、2Vp-p 的测试信号送入测试端口。
PAM脉冲抽样序列观察：注意观测时以TP701做同步，本实验同步信号不同对结果影响不太大，但有的实验会影响严重。
记录与分析：CH2蓝色波形是由（TP701）观测到的正弦波输入信号，测得该信号频率为1kHz,Vpp为1.96V。
CH1黄色波形是由（TP703）观测到的PAM脉冲抽样序列信号。
由红框当中可以明显看出一个周期内PAM脉冲抽样序列信号抽样了8次（一个周期内有8个脉冲），符合以8kHz 脉冲来抽样1kHz 信号的结果。
且抽样信号占空比不是50%，而是大约1/3。
由图中可以看出黄色PAM 脉冲抽样信号的包络与蓝色正弦波输入信号波形是基本吻合的。
两者的峰谷位置以及正负半周变换都基本一致，相位上基本符合应有的对应关系，PAM 脉冲抽样信号包络的相位略微滞后于正弦波输入信号，应该是由于模拟开关等部分电路造成略微延时所带来的。
PAM 脉冲抽样信号的包络幅值要大于正弦波输入信号，约为2倍，应该是因为经过缓冲输出时电路的运放有放大作用。
通信原理第四次实验
实验二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.通过PAM调制硬件实现电路，掌握调整测试方法二、实验仪器1.时钟与基带数据发生模块G2.100M双踪示波器3.PAM脉冲调幅模块 H三、实验原理抽样定理：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（Fs>=2*F h），在频域中，抽样信号的频谱是对原信号频谱关于周期fs（抽样频率）的周期延拓，此时相邻两个频带不会发生频谱混叠，所以可以恢复出原信号。
因此，我们在传输模拟信号的时候，不一定传输模拟信号本身，可以只传输抽样序列。
整个实验系统分为五个部分：1.DDS信号源，提供正弦波，三角波等信号，频率可调。
也可以直接接一根电话线，模拟传输语音信号，语音信号的最高频是 3.4kHz，采样信号需 6.8kHz。
2.抽样脉冲形成电路，提供有限高度，不同宽度和频率的脉冲序列，此频率即是抽样频率。
3.PAM脉冲调幅模块，根据抽样信号来对原模拟信号进行抽样，产生抽样序列。
原理是抽样脉冲为高电平时，开关导通；脉冲序列为低电平时，开关关闭。
4.模拟信道模块，模拟信号传输，有一个可调开关，调节模拟信道的噪声大小。
用示波器观测输入输出信号的波形幅度，当幅度相同时，信道噪声最小，开关大致是置于中间的。
5，接收滤波器与功放模块，接收滤波器低通带宽有2.6kHz和5kHz两种，有接线头可以用示波器观测最终滤出的波的波形。
四、实验步骤1.三角波抽样实验三角波严格意义上不是带宽有限的模拟信号，它是奇次谐波，频谱中只含有1.3.5.7...等谐波，但是他的功率大致都集中于前3/5次谐波，再往后面频谱的幅度就很低了，可以忽略不计，所以可看作频带有限的模拟信号。
旋转，按压实验平台左侧旋钮，选择1kHz的三角波信号，我想保留1.3.5次谐波，所以我应该选择10kHz以上的采样频率，我选择了12kHz的，当滤波器分别为2.6k低通和5k低通时，观察输出信号波形。
通原实验4 PAM
还原信号
脉冲调幅与解调系统各单元电路构成与性能要求 ： 1）语音限带器
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,技术标准为：3dB带宽截止频率为3400Hz，用于限 制最高的信号频率，确保模/数变换性能，提高通信质量。其电 路构成电原理图：
2）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： 电平要求：高电平 > 2.4V 低电平 < 0.5V 频率：8000Hz 脉冲周期：125µS 脉冲宽度：2Bit(0.976µS) 各路脉冲相邻：3.9µS
a.模拟乘法器构成的抽样门 b.电子开关构成的抽样门
4）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 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 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： 3dB带宽频率3400Hz，它的质量好坏直接影响着通信系统的质 量。
3、语音编码的基本概念
3、1 语音编码的定义
语音编码就是实现语音信号的模数（A∕D）变换，即将模拟的语音 信号转换成数字的语音信号。
3、2 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，提
高信源的有效性。
实
验
四
脉冲振幅（PAM） 调制与解调系统实验
PAM信号
模拟信号
研究 内容
实验准备： 电路测试框图如图示
K701（右） K702（左） K001（右） KQ02（右）
在框图中标明各单元电路名称
正弦波：f=1KHz/2Vp-p J005和J006(地).
Vi
t
Vo
测试数 据观察 与记录
1.TP701信号波形与幅度； 2.TP704信号波形与幅度；
通信原理实验报告
通信原理实验报告学号：姓名：2012年12月25日实验1抽样定理与PAM通信系统实验一、实验内容样脉冲通过开关J601来选择。
可在TP62处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。
2、PAM解调与滤波电路该电路即为前面介绍的话路终端接收滤波电路，解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。
即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。
三、实验步骤及注意事项1、脉冲幅度调制实验步骤用示波器在TP61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W03。
在TP62处观察其抽样时钟信号。
2、PAM通信系统实验步骤分别将J601的第1排、第2排和第3排相连，即改变抽样频率f s，使f c=2f s、f c＞2f s、f c＜2f s，在TP63、TP64处用示波器观测系统输出波形，以判断和验证抽样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图。
四、测量点说明TP61：若外加信号幅度过大，则该点信号波形被限幅电路限幅成方波了，因此信号波形幅度尽量小一些。
方法是：减小外加信号幅度或调节通信话路终端发送放大电路中的电位器W03。
TP62：抽样时钟输出，有三种抽样时钟：等于8KHz抽样脉冲、大于8KHz抽样脉冲、小于8KHz抽样脉冲。
由J601的选择决定。
TP63：抽样信号输出。
TP64：收端PAM解调信号输出。
六、实验报告要求绘出三种抽样时钟情况下测得各点的波形、频率，对所测波形做简要分析说明。
各点波形如下：TP61抽样频率：4kHzTP62TP63 TP64抽样频率：8kHzTP62TP63 TP64抽样频率：16kHzTP62TP63 TP64说明：在不同的抽样频率下，可以看见波形的失真程度不同，由抽样频率大于等于２倍的信号最高频率，可以验证，抽样频率在满足条件的基础上，越大，失真程度越小。
抽样定理和PAM调制解调实验
抽样定理和PAM调制解调实验一、实验目的1、通过脉冲幅度调制实验，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、实验设备1、信号源模块一块2、①号模块一块3、20M双踪示波器一台4、连接线若干三、实验原理抽样是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。
抽样定理是指：一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以T≤1/2fH秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
根据取样脉冲的特性，取样分为理想取样、自然取样（亦称曲顶取样）、瞬时取样（亦称平顶取样）；根据被取样信号的性质，取样又分为低通取样和带通取样。
虽然取样种类很多，但是间隔一定时间，取样连续信号的样值，把信号从时间上离散，这是各种取样共同的作用，取样是模拟信号数字化及时分多路的理论基础。
四、实验步骤1、将信号源模块、模块1固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块1的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12V电源指示灯。
3、观测PAM自然抽样波形1）用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在4V左右。
2）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。
3）将模块1上K1选到“自然”。
4）关闭电源，按如下方式连线源端口目标端口连线说明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“PAM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟5）用示波器在“自然抽样输出”处观察PAM自然抽样波形。
4、观测PAM平顶抽样波形a）用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在4V左右。
b）将信号源上S1、S2、S3依次设为“10000000”、“10000000”、“10000000”，将S5拨为“1000”，使“NRZ”输出速率为128K，抽样频率为：NRZ频率/8c）将K1设为“平顶”。
PAM调制与抽样定理实验.docx
、实验目的PAM调制与抽样定理实验1. 掌握自然抽样、平顶抽样特性;2. 理解抽样脉冲脉宽、频率对恢复信号的影响;3. 理解低通滤波器幅频特性对恢复信号的影响;了解混叠效应产生的原理。
餐验模1块:豐时分复用模块A3信源译码与时分解复用模块A63. 100M双通道示波器4•信号连接线三P d原理次开发）设连续信号？???,其最高截止频率为？???如果用频率为？???2????抽样信号对？???进行抽样，样定理???就可以被样值信号唯一地表示。
？也就是说，如果一个连续信号?？？???的频谱中最高频率不超过????这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率????2????，抽样后的信号就包含原始连续信?号的全部信息，而不会有信息丢失，在接收端就可以用一个低通滤波器根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号??????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，我们在传送模拟信号的时候，不一定要传送模拟信号本身，而是可以只传输按抽样定理得到的抽样值，这样我们在接收端依然可以根据接收到的抽样值还原出原始信号。
图1信号的抽样与恢复、实验目的PAM调制与抽样定理实验图1信号的抽样与恢复2> ????假设??????????对于理想抽样 叶变换的性质，时域的乘积等于频域的卷积，我们可— —????i i???????? [?????)?? ????*???= ? ???????????????上式表明，????"???" 2????? ??……?■??■ 的各?次谐波为中心点相叠加而成， 幅度只利用上图2，我们可以分析出频谱不发生混叠的条件。
我们考虑中心点在 ??=?0和？???的频谱。
中心点在??=?0的频谱的上边带的截止频率为？??？ ，中心点在??=?????频谱傅里心1血.(b>応抽样频率时閑揄坤柑号及和常(不龍』》仍为?冲击序列。
抽样定理和PCM调制解调实验报告
《通信原理》实验报告实验一：抽样定理和PAM调制解调实验系别：信息科学与工程学院专业班级：通信工程1003班学生姓名：陈威同组学生：杨鑫成绩：指导教师：惠龙飞（实验时间：2012 年 12 月 7 日——2012 年 12 月28日）华中科技大学武昌分校1、实验目的1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。
2.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原理。
2、实验器材1、信号源模块一块2、①号模块一块3、60M双踪示波器一台4、连接线若干3、实验原理3.1基本原理1、抽样定理图3-1 抽样与恢复2、脉冲振幅调制（PAM）所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。
如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。
自然抽样平顶抽样)(tm)(tT图3-3 自然抽样及平顶抽样波形PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。
自然抽样又称为“曲顶”抽样，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号ms化的规律（如图3-3所示）。
平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。
在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。
四、实验步骤1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。
双踪示波器，设置CH1通道为同步源。
2、观测PAM自然抽样波形。
（1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。
（2）将模块一上K1选到“自然”。
（3）关闭电源，连接表3-1 抽样实验接线表(5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左右。
在PAMCLK处观察被抽样信号。
CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。
图3-1 2KHz模拟信号图3-2 自然抽样PAM输出分析：抽样定理表明个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤Hf 21秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
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南昌大学实验报告
学生姓名：学号：专业班级：
实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验四抽样定理与PAM系统实训
一、实验目的
1.熟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.通过对电路组成、波形和所测数据的分析，了解PAM调制方式的优缺点。
二、实验原理
1.取样（抽样、采样）
（1）取样
取样是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。
（2）抽样定理
一个频带限制在(0,f H) 内的时间连续信号m(t)，如果以≦1/2f H每秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽
样值完全确定。
（3）取样分类
①理想取样、自然取样、平顶取样；
②低通取样和带通取样。
2.脉冲振幅调制电路原理（PAM）
（1）脉冲幅度调制系统
系统由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。
图 1 脉冲振幅调制电路原理框图
（2）取样电路
取样电路是用4066模拟门电路实现。
当取样脉冲为高电位时，
取出信号样值；当取样脉冲为低电位，输出电压为0。
图 2 抽样电路
图 3 低通滤波电路
三、实验步骤
1.函数信号发生器产生2KHz（2V）模拟信号送入SP301，记fs；
2.555电路模块输出抽样脉冲，送入SP304，连接SP304和SP302，记fc；
3.分别观察fc>>2fs，fc=2fs，fc<2fs各点波形；
4.连接SP204 与SP301、SP303H 与SP306、SP305 与TP207，把扬声
器J204开关置到1、2 位置，触发SW201 开关，变化SP302 的输入
时钟信号频率，听辨音乐信号的质量.
四、实验内容及现象
1.测量点波形
图 4 TP301 模拟信号输入
图 5 TP302 抽样时钟波形(555稍有失真)
fc=38.8kHz
①fc>>2fs，使fs=5KHz：
图 6 TP303 抽样信号输出1
图7 TP304 模拟信号还原输出1
②fc=2fs，使fs=20KHz：
图8 TP303 抽样信号输出2
图9 TP304 模拟信号还原输出2
③fc<2fs，使fs=25KHz：
图10 TP303 抽样信号输出3
图11 TP304 模拟信号还原输出3
2.电路Multisim仿真
图12 PAM调制解调仿真电路
图13 模拟信号输入
图14 抽样脉冲波形
图15 PAM信号
图16 低通滤波器特性
图17 还原波形
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