system_view抽样定理、PCM实验报告
基于SystemView的通信原理软件实验
通信原理实验报告题目：基于SystemView的通信原理软件实验实验一 低通抽样定理的验证1、 实验目的：1、 利用SystemView 模拟来验证低通抽样定理。
2、 熟悉SystemView 的基本操作，学会基本的分析方法。
2、 实验原理：奈奎斯特第一准则：∑∞-∞==+m s s T T m H )2(πω，sT πω≤||该式的物理意义是: 基带系统的传输特性沿ω轴平移sT mπ2),2,1,0( ±±=m 再相加起来，在区间),(ss T T ππ-叠加的结果为一条水平直线，即为一固定数值。
则理想低通信道的最高码元传输速率等于2W Baud 。
抽样定理是模拟信号数字化的理论基础，对上限频率为f H 的低通型信号，低通抽样定理要求抽样频率应满足： 其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样，最后滤波重建原始信号。
仿真分析时，三路信号的频率分别设为10Hz 、12Hz 和14Hz ，设置低通滤波器的上限频率为14Hz ，，低通抽样频率选为50Hz 。
3、 实验步骤：(一)设置“时间窗”参数：● 运行时间：Start Time: 0秒；Stop Time: 1.5秒； ● 采样频率：Sample Rate= 100Hz 。
(二)创建的仿真分析系统图：Hs f f 2≥(三)参数配置●信源：3组正弦，f1=10Hz.f2=12Hz.f3=14Hz●抽样：f= 50Hz●模拟低通滤波器：截止频率=50Hz●加法器：将3个信源信号叠加●乘法器：加入抽样●3个分析窗：三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号(四)运行并观察结果4、实验结果：运行后，获得的实验结果如下所示：分别为三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号5、实验分析与讨论：当抽样频率小于最高频率的2倍时，由于无法获得原信号一个周期内的完整信息，所以在对信号恢复的会产生误差，如图显示会将两个波峰相连，形成一个波峰，而丢失掉原信号的信息，无法无失真的恢复。
SystemView实验报告（全）
SystemView实验报告（全）昆明理⼯⼤学（SystemView）实验报告实验名称：SystemView实验时间：20013 年 9 ⽉ 8⽇专业：11电信指导教师：⽂斯姓名：张鉴学号：201111102210 成绩：教师签名：⽂斯第⼀章SystemView的安装与操作⼀实验⽬的1、了解和熟悉Systemview 软件的基本使⽤；2、初步学习Systemview软件的图符库,能够构建简单系统。
⼆实验内容1、熟悉软件的⼯作界⾯；2、初步了解Systemview软件的图符库，并设定系统定时窗⼝；3、设计⼀些简单系统，观察信号频谱与输出信号波形。
三实验过程及结果1.1试⽤频率分别为f1=200HZ、f2=2000HZ的两个正弦信号源，合成⼀调制信号y(t)=5sin(2πf1t)*cos(2πf2t)，观察其频谱与输出信号波形。
注意根据信号的频率选择适当的系统采样数率。
画图过程：（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率20000Hz，采样点数512；（2）定义两个幅度分别为1V，5V，频率分别为200Hz，2000Hz的正弦和余弦信号源；（3）拖出乘法器及接收图符；（4）连线；（5）运⾏并分析单击按钮和。
仿真电路图：波形图如下：频谱图如下：结果分析：频率为200HZ 的信号与频率为2000HZ的信号f2相乘，相当于在频域内卷积，卷积结果为两个频率想加减，实现频谱的搬移，形成1800HZ和2200HZ的信号，因信号最⾼频率为2000HZ所以采⽤5000HZ的采样数率。
1.2将⼀正弦信号与⾼斯噪声相加后观察输出波形及其频谱。
由⼩到⼤改变⾼斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。
画图过程：（1）设置系统定时，单击按钮，设置采样率100Hz，采样点数128；（2）定义⼀个幅度为1V，频率为100Hz正弦信号源和⼀个⾼斯噪声；（3）拖出加法器及接收图符；（4）连线；（5）运⾏并分析单击按钮和；（6）在分析窗⼝下单击进⼊频谱分析窗⼝，再单击点OK分析频谱。
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)7.7KHZ(3)7.0KHZ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。
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。
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。
SystemView抽样定理验证实验
实验四、抽样定理验证实验
一、实验目的
1、熟悉使用System View软件，了解各部分功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握低通抽样定理的原理。
二、实验内容
用System View建立一个低通抽样定理仿真电路，通过观察各个模块输出波形变化，理解低通抽样定理原理。
三、思考题
1、观察仿真电路中各个模块输出波形变化，理解低通抽样定理原理。
2、调节抽样速率的大小（f＝80Hz、100Hz、200Hz），观察低通滤波器输出波形变化，理解变化原因。
观察模拟信号与抽样信号的功率谱密度，观察有何变化，说明原因。
四、电路构成
参数设置：
Token0：产生模拟信号（参数设置：Source――Periodic――Sinusoid，幅度1V，频率50HZ，相位0度）
Token1：Multiplier
Token2：产生抽样信号（参数设置：Source——Periodic——Pulse Train，幅度1V，频率100Hz，脉冲宽度0.000001，偏移0V，相位0度，抽样速率可调）
Token3：产生一个模拟低通滤波器，滤除高频信号，保留低频信号（参数设置：Operator——Filters/Systems——Linear Sys Filters，选择：Analog——Lowpass ——Butterworth，Lowcuttoff＝50Hz，No of Poles＝3，截止频率＝模拟信号最高频率）。
SYSTEMVIEW之PCM举例
编码：
采用8位折叠二进制码，对应有M=28=256个量化级。这需要将 13折线中的每个折线段再均匀划分16个量化级。
PCM的解码原理：
译码：包括以下两个动作，
D/A变换， PCM码变换成模拟信号
解压扩： 采用一个与13段折线压扩特性பைடு நூலகம்反的解压扩器来恢复x ，
各图符参数设置如下表所示，系统时间设置：采 样点数为1024，系统采样频率为100KHz。
仿真结果
若频率3.4k的正弦输入幅度修改为与其它正弦输入 相同的2v，则仿真结果为：
即 x=f -1(y)。目标是恢复发送端PCM编码时刚完成采样时的信 号。
低通：
通带要满足低通采样定理的要求。
PCM的System View仿真实现
目的：
抛开通信系统中的发射、信道、接收部分，只验证信 源码中的PCM编解码功能的正确性。
实施：
验证系统中信号源为3个正弦信号相加模拟随机的语音 信号 ；
PCM解码部分功能模块组成与上述原理解释中相同； PCM编码部分，功能模块从前向后按顺序由压扩器、
A/ D 转换器组成，这里的模块功能实现与上述原理解 释中有什么区别吗？为什么？
PCM仿真的System View模型如下图所示：
上图中，模拟信号源是由3个频率分别为500Hz， 1500Hz，3400Hz的正弦信号相加组成；6号图符 为压扩器；12号图符为解压扩器；13号图符为巴 特沃斯模拟滤波器。
PCM解码包括如下三个过程：
译码：将数字PCM码变换成模拟信号，并去除编码过 程中的变换，恢复采样后信号。
低通：从采样后信号恢复采样前信号形态。
放大：恢复原模拟信号电平。
SystemView实验报告
SystemView实验报告⽬录实验⼀模拟调制系统设计分析--振幅调制系统(常规AM) (2)1、实验⽬的 (2)2、实验原理 (2)3、实验内容和结果 (3)4、实验结果分析 (7)5、实验总结 (8)实验⼆模拟信号的数字传输系统设计分析 --脉冲振幅调制系统(PAM) (9)1、实验⽬的 (9)2、实验原理 (9)3、实验内容和结果 (10)4、实验结果分析 (16)5、实验总结 (16)实验三数字载波通信系统设计分析 --⼆进制频移键控系统(2FSK) (17)1、实验⽬的 (17)2、实验原理 (17)3、实验内容和结果 (18)4、实验结果分析 (31)5、实验总结 (31)参考书⽬ (31)实验⼀模拟调制系统设计分析--振幅调制系统(常规AM)1、实验⽬的1)回顾AM调制及解调的基本原理2)应⽤SystemView设计模拟调制仿真系统并分析系统性能3)观察各点波形并分析频谱特性, 改变参数研究其抗噪特性. 进⼀步了解AM调制的原理和性能2、实验原理1) 调制任意的AM调制信号可以表⽰为 S am=c(t)m(t),当m(t)= A0+f(t);c(t)=cos(ωc t+θ0),且A0不为0时, 称为常规调制, 其时域表达式是;S am=c(t)m(t)=[A0+f(t)]cos(ωc t+θ0)其中A0是外加的为外加的直流分量, m(t)为调制信号, 可以是确知信号, 也可以是随机信号ωc, θ0分别为载波的⾓频率、初始相位, 为简便起见, 通常设为0. 常规AM通常⽤下图所⽰的系统来实现:图1.12) 解调解调可以⽤相⼲解调也可以⽤包络检波(⾮相⼲). 对于相⼲解调,S am(t)cosωc t=[A0+f(t)]cos2ωc t=[A0+f(t)](1+cos2ωc t)/2 ,因此只需要⽤⼀个跟载波信号同频同相的正弦波跟接受信号相乘再通过低通滤波器滤波即可以将原信号解调出来. ⽽对于⾮相⼲解调, 从S am(t)的表达式可以看出只需要对它进⾏包络检波即可将原信号解调出来. 当然, ⽤⾮相⼲解调时不可过调制, ⽽相⼲解调则可以. 这两种⽅法相⽐⽽⾔, ⾮相⼲解调更经济, 设备简单,⽽相⼲解调由于需要跟载波同频同相的信号, 因此设备⽐较复杂.3、实验内容和结果1) 实验连线图根据AM已调信号的公式S am=c(t)m(t)=A0cosωc t+f(t)cosωc t其中A0≥|f(t)| (采⽤相⼲解调不需要这个条件). 通过有噪声的信号后, 接收并利⽤相⼲解调⽅法进⾏解调, 这样就可以获得如下的原理图. 其中正弦信号源信号(图符7)幅度为1V, 频率为40Hz; 载波信号(图符0)幅度为1V, 频率为100Hz. 解调部分的本振源(图符14)与载波信号源的设置相同, 幅度为1V, 频率为100Hz. 低通滤波器(图符13)的截⽌频率为45Hz, 保留正弦信号源的频率40Hz, 并滤除了⾼频的分量, 这样得到的输出信号的幅值是输⼊信号的1/2.图1.22) 设置⾸先设置的总体的定时, 如下图所⽰. 采样的速率要相对⾼⼀点, 否则会出现错误. ⾸先设置⾼斯噪声为0.图1.33)实验波形图1.4 AM调制45Hz滤波左上和左下分别是正弦载波和输⼊待调制正弦信号. 右上为已调制信号, 右下为解调信号. 从上图可以看出, 该系统可以正常⼯作, 解调输出的幅值是输⼊信号的1/2.图1.5 AM调制45Hz滤波频谱频谱图位置与上⾯的信号波形图⼀致. 右上是已调制信号的频谱, 由于直流分量的存在,在信号的频谱中会出现三个尖顶. 分别对应载波频率, 载波频率与原始信号频率之差以及载波频率与原始信号频率之和. 从右下解调信号的频谱可知, 解调结果略有失真,但是基本与原信号相同.图1.6 AM调制70Hz滤波上图为将低通滤波器(图符13)截⽌频率改为70Hz时所得的波形图. 可见波形略有失真.4) 抗噪性能分析加⼊噪声, 噪声电压设置为1V.上图是加⼊噪声源后的输⼊信号, 调制信号和解调信号的波形.上图是待调制信号的振幅改为10V后的波形图(相当于提⾼信噪⽐).图1.9 AM调制70Hz滤波加噪声上图为将低通滤波器(图符13)截⽌频率改为70Hz时所得的波形图, 噪声电压1V, 待调制信号振幅1V.图1.10 AM调制70Hz滤波加噪声信号10待调制信号振幅改为10V后的波形图.4、实验结果分析1)频谱分析理论上正弦信号的频谱为单⼀频率, 但是图中可见, 该正弦的频率是⼀个范围, 在特定的频率上有⼀个尖顶. ⽽已调信号的频谱如前⾯所说, 是由三个分量构成, 这可由公式推导出:即调制信号与本振信号相成之后会有三个分量. ⽽经过解调后得到频谱理论上也是单⼀的频率, 与输⼊信号的频率相同, 但实际上也只是⼀个尖顶. 下图是输⼊频谱与输出频谱的对⽐, 可见在⾼斯噪声为1V时, 输⼊与输出信号的频谱⼤致相同, 但是由于噪声较⼤, 输出信号受噪声的影响较⼤, 故⽽会出现⼀些较⼤的波动.图1.11 待调制信号与解调信号频谱对⽐2) 抗噪声性能分析图1.4与图1.4表明, 加噪声后解调信号有所失真.图1.4与图1.9表明, 低通滤波器的截⽌频率越⼩, 对噪声的抑制作⽤就越好, 解调信号的失真就越⼩.图1.7, 图1.8与图1.9, 图1.10表明, 信噪⽐越⼤, 解调信号的失真就越⼩.综上所述, 提⾼信噪⽐和合理设置低通滤波器的截⽌频率可以有效地减⼩失真现象. 5、实验总结本实验是常规的振幅调制, 较为简单, 实验原理也很熟悉, 按照教材可以很快建⽴起这个系统并进⾏波形观察和频谱分析.通过这个实验我熟悉了波形与信号频谱的观察⽅法与观察技巧, 进⼀步熟悉了systemview这个软件, 并且复习了AM调制与解调的原理.实验⼆模拟信号的数字传输系统设计分析 --脉冲振幅调制系统(PAM) 1、实验⽬的1)回顾PAM调制及解调的基本原理2)应⽤SystemView设计数字传输系统并分析系统性能3)观察各点波形并分析频谱特性. 进⼀步了解PAM调制的原理和性能2、实验原理1)脉冲振幅调制(PAM)是利⽤冲击函数对原始信号进⾏抽样, 它是⼀种最基本的模拟脉冲调制, 它往往是模拟信号数字化过程中的必经之路.2)设基带脉冲信号的波形为m(t), 其频谱为M(f); ⽤这⼀信号对⼀个脉冲载波s(t)调幅.s(t)的周期为T s, 其频谱为S(f); 脉冲宽度为τ, 幅度为A; 并设抽样信号m s(t)是m(t)和s(t)的乘积. 则抽样信号m s(t)的频谱就是⼆者频谱的卷积:其中.图2.1中⽰出PAM调制过程的波形与频谱.s(t)的频谱包络|S(f)|的包络与sinc函数类似, 并且PAM信号m s(t)的频谱M s(f)包络|M s(f)|的包络也与sinc函数类似. 若s(t)的周期T≤1/2f H, 则采⽤⼀个截⽌频率f H的低通滤波器仍可以分离原模拟信号.图2.1脉冲振幅调制3)实验总体的电路如下图所⽰, 把输⼊信号与脉冲信号通过相乘器相乘, 这样在频域就达到了卷积的效果. 这样频谱就会分开, 如图2.1所⽰, 通过信道传输后再通过低通滤波器, 只要低通滤波器的截⽌频率f c＞f H就可以实现解调.图2.2 PAM原理3、实验内容和结果1) 实验连线图图2.3 PAM调制与解调如上图所⽰, 图中采⽤的是⾼斯信号源(图符12), 其幅值为1V. 两个低通滤波器(图符11与图符4)的截⽌频率均为150Hz, ⽽脉冲宽度1µs.增益(图符9)的⼤⼩为3. 信道噪声(图符14)先设置为0.1V. 经图符11滤波器输出的是原信号, 经图符2输出的是抽样调制信号, 经图符4输出的是解调信号.2) 观察波形和频谱◆波形: ⾸先设置脉冲(图符3)的频率为2000Hz.图2.42000Hz抽样波形图图2.4中, 上为⾼斯噪声经滤波后的输⼊波形. 中为抽样后的调制信号, 下为滤波解调后的输出波形.◆频谱图:图2.52000Hz抽样频谱图图2.5频谱图顺序与图2.4相同.◆波形和频谱对⽐图:图2.6 2000Hz采样输⼊输出波形对⽐图2.7 2000Hz采样输⼊输出频谱形对⽐从图2.6和图2.7可以看出, 输出波形和原波形相⽐形状基本相似, 只是略有延迟. 从频谱图也可以看出, 当频率⼩于150Hz(低通滤波器截⽌频率)时, 频谱图基本可以重合.3) 抽样频率与解调信号性能的关系⾸先将抽样频率改为500Hz.从图2.5的频谱图中可知, 输⼊信号的最⼤频率⼤约是500Hz(从低通滤波器截⽌频率150Hz来看, 输⼊信号的最⼤频率应该为150Hz, 但是因为滤波器并⾮理想, 事实上并不是这样, 不过读图可知, 500Hz频率之后的能量已经很⼩, 可以忽略), 这样抽样频率⼤于1000Hz时才能使抽样后的频谱信号⽆混叠.图2.8 500Hz输⼊输出波形对⽐图2.9 500Hz输⼊输出频谱对⽐图2.8和图2.9表明, 500Hz抽样时已经存在频域混叠. 从波形上来说已经有些失真, 但是⼤体形状还是符合的; 从频域观察, 这种失真表现的更加明显, 尤其是频率超过低通滤波器的截⽌频率150Hz之后的频谱图.◆其次将抽样频率改为5000Hz.此时可以认为没有频率混叠.图2.10 5000Hz输⼊输出波形对⽐图2.11 5000Hz输⼊输出频谱对⽐4) 观察噪声对信道传输的影响将噪声电压改为1V, 抽样频率仍为5000Hz, 观察波形和频谱图对⽐.图2.12 5000Hz加噪输⼊输出波形对⽐图2.13 5000Hz加噪输⼊输出频谱对⽐从图2.12可以看出来,噪声加⼤10倍对解调输出信号的影响很⼤, 波形失真较为严重. 图2.13频谱图也可以表明这个现象.4、实验结果分析1)当抽样频率是信号频率的两倍或以上的话, 所得的解调信号没有失真. 当抽样频率⼩于信号频率时, 解调信号有所失真.2)抽样频率较⾼时, 从频谱图可以看出, 其频率谱线更加贴近原信号的频率谱线, 表明失真较⼩.3)信噪⽐较低时噪声对信号的失真程度有很⼤影响.5、实验总结这次实验相⽐于上个实验略显复杂, 因此花费的功夫相对多⼀些. 主要的原因是遗忘了好多实验的原理. 仔细参考教材后, 做起来就简单多了.通过这个实验我更加熟悉了波形与信号频谱的观察⽅法与观察技巧, 进⼀步熟悉了systemview这个软件, 并且复习了PAM调制与解调的原理, 对于抽样定理, 那奎斯特频率等也有了深刻的认识.实验三数字载波通信系统设计分析 --⼆进制频移键控系统(2FSK) 1、实验⽬的1)回顾2FSK调制及解调的基本原理.2)应⽤SystemView设计数字载波通信系统并分析系统性能.3)观察各点波形并分析频谱特性, 眼图等, 改变参数研究其抗噪特性, 分析BER曲线.进⼀步了解2FSK调制与解调的原理和性能.2、实验原理1) 简介数字调频⼜称移频键控, 简记为FSK, 它是载波频率随数字信号⽽变化的⼀种调制⽅式.利⽤基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的⼀种数字调制技术. 除具有两个符号的⼆进制频移键控之外, 尚有代表多个符号的多进制频移键控, 简称多频调制. 是⼀种⽤多个载波频率承载数字信息的调制类型.2)调制原理最常见的是⽤两个频率承载⼆进制1和0的双频FSK系统, 常⽤模拟调频法和键控法产⽣2FSK信号. 本实验采⽤2FSK调制, 利⽤键控法产⽣2FSK信号. 其实验原理图如下图图3.1(b)所⽰, 即通过⼆进制数据的0值与1值控制开关与哪⼀路频率信号接通, 这样0值与1值对应不同的频率, 达到调制的⽬的.图3.1 2FSK信号产⽣原理图3) 解调原理FSK信号的解调⽅法有相⼲解调, ⾮相⼲解调等. 在⾼斯⽩噪声信道环境下FSK滤波⾮相⼲解调性能较相⼲FSK的性能要差, 但在⽆线衰落环境下,FSK滤波⾮相⼲解调却表现出较好的稳健性. 在这个实验⾥我们采⽤的是⾼斯信道, 故采⽤相⼲解调⽅法.FSK相⼲解调要求恢复出传号频率与空号频率, 恢复出的载波信号分别与接收的FSK调制信号相乘, 然后通过低通滤波器滤除相乘后得到的⾼频分量, 保留低频分量. 相⼲FSK 解调框图如图2所⽰.图3.2 FSK相⼲解调原理图本实验采⽤键控法产⽣FSK信号, ⽤相⼲解调法解调FSK信号.3、实验内容和结果1)实验连线图图3.3 FSK调制与解调原理图中添加了⾼斯信源(初始噪声电压设为0V), 其中低频正弦信号为10Hz, ⾼频正弦信号为20Hz, 随机码为2Hz. 上⽀路带通滤波器为8Hz到12Hz, 下⽀路带通滤波器为18Hz 到22Hz, 上下⽀路的低通滤波器分别为10Hz和20Hz. 上下之路相加后经抽样判决得到解调信号.2) 波形与频谱◆波形图图3.4 各点波形观察图3.4中, 左上为输⼊随机码信号, 左中为2FSK调频信号, 左下为经抽样判决后的解调输出波形. 右侧的波形分别为上边路滤波输出(图符12), 下边路滤波输出(图符13)和上下之路相加输出(图符14). 从此图可见, 抽样判决输出的波形在没有噪声的情况下与原信号基本⼀致, 只是有⼀定的延时.◆频谱图。
抽样定理_实验报告
1. 了解电信号的采样方法与过程。
2. 理解信号恢复的方法。
3. 验证抽样定理的正确性。
二、实验原理抽样定理是信号处理中的一个基本原理，它指出：如果一个连续信号x(t)的频谱X(f)在频率域中满足带限条件，即X(f)在f=0到f=fm的范围内为有限值，且在f=fm之后为零，那么，只要采样频率fs大于2fm（其中fm是信号中最高频率分量的频率），则通过这些采样值就可以无失真地恢复出原信号。
三、实验设备与器材1. 信号与系统实验箱TKSS-C型。
2. 双踪示波器。
四、实验步骤1. 信号产生：使用信号与系统实验箱产生一个带限信号，其频谱在f=fm以下，在f=fm以上为零。
2. 采样：设置采样频率fs为fm的2倍以上，对产生的信号进行采样，得到采样序列。
3. 频谱分析：对采样序列进行频谱分析，观察其频谱特性。
4. 信号恢复：使用数字信号处理技术，对采样序列进行插值，恢复出原信号。
5. 波形比较：将恢复出的信号与原信号在示波器上进行比较，观察其波形差异。
五、实验结果与分析1. 采样序列的频谱分析：从实验结果可以看出，当采样频率fs大于2fm时，采样序列的频谱在f=fm以下与原信号的频谱相同，在f=fm以上为零，符合抽样定理的要求。
2. 信号恢复：通过插值恢复出的信号与原信号在示波器上显示的波形基本一致，说明在满足抽样定理的条件下，可以通过采样值无失真地恢复出原信号。
1. 通过本次实验，验证了抽样定理的正确性，加深了对信号采样与恢复方法的理解。
2. 在实际应用中，应根据信号的特点选择合适的采样频率，以确保信号采样后的质量。
3. 采样定理是信号处理中的基本原理，对于理解信号处理技术具有重要意义。
七、实验心得1. 本次实验使我深刻理解了抽样定理的基本原理，以及信号采样与恢复的方法。
2. 在实验过程中，我学会了使用信号与系统实验箱产生信号，以及进行频谱分析等基本操作。
3. 通过本次实验，我认识到理论与实践相结合的重要性，为今后的学习和工作打下了基础。
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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信息学院
现代交换实验报告
姓名：王磊
学号： 2012080331140 专业：通信工程
2015年6月30日
实验一：抽样定理仿真
一、实验目的
1、掌握Systemview 软件的使用
2、熟练使用软件的图符库,能够构建简单系统
二、实验内容
1、熟悉软件的工作界面；
2、用Systemview 软件建立仿真电路
3、进行参数设置
4、观测过程中各关键点波形
5、对仿真结果进行分析
三、实验原理
所谓抽样。
就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T抽取一个瞬时幅度值（样值），抽样是由抽样门完成的。
在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说，如果一个连续信号f（t）的频谱中最高频率不超过f h，这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率f S≥2 f h 时，抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息，而不会有信息丢失，当需要时，可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性，可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
四、实验结果
结果没有还原。
结果还原。
参数: 1.幅度 2.频率 3.相位
功能: 产生一个正弦波：y(t)=Asin(2PIfct+*)
参数: 1.幅度 2.频率(HZ) 3.脉冲宽度(秒) 4.偏置 5.相位
功能: 产生具有设定幅度和频率的周期性脉冲串，脉宽由设置决定。
y(t)=+-A*PT(t)+Bias 有方波选项。
实时显示 Real Time
功能: 能在系统仿真运行同时，实时地在系统窗口显示接收到的波形。
加法器 Adder
参数: 1.寄存器大小N 2.分数大小F 3.指数大小K 4.输出类型T 5.整型数转换选择
功能: 将输入的一个或多个值求和，并给出适当的标志。
结论：由此证明了证明了抽样定理的正确性，抽样信号在fs>=2fh时可以还原，抽样频率越
高效果越好。
实验二：PCM编译码仿真
一、实验目的
1、掌握滤波器的各种设计方法。
2、掌握各种滤波器的参数设计。
二、实验内容
1、熟悉SYSTEMVIEW 仿真环境的基本操作；
2、构建滤波器性能演示仿真系统；
3、根据滤波要求设置合适的滤波器参数和滤波器类型；
三、实验原理
SystemView仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。
PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
四、实验结果
由以上数据波形可以看出在PCM编码的过程中，译码输出的波形具有一定的延迟现象，其波形基本上不失真的在接收端得到恢复，传输的过程中实现了数字化的传输过程。
五、实验心得
通过这次设计，掌握了PCM编码的工作原理及PCM系统的工作过程，学会了使用仿真软件 SystemView（通信系统的动态仿真软件），并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。
总体来说，这次实习我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。
在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让
我体会到成功的喜悦和快乐。