PAM课程设计报告

桂林航天工业高等专科学校电子工程系通信单元电路设计课程设计报告PAM调制解调2011----2012学年第1学期专业：通信网络与设备班级:2010047201 学号:03 姓名：吉凌宏同组者：巴玉杰邹永刚指导老师：唐晓辉目录第1章引言第2章方案论证第3章电路原理分析第4章电路分析与设计第5章调试与测试分析及结果第6章小结参考文献1．引言PAM顾名思义为脉冲幅度调制，其主要是对于抽样定理的应用。

用调制信号控制脉冲序列的幅度，使脉冲幅度在其平均值上下随调制信号的瞬时值变化。

因为人发出的语音信号的频率是介于300Hz—3.4Khz之间，而根据奈奎斯特抽样定理---抽样频率应大于或是等于信号最高频率的两倍，通过计算抽样频率可得到8KHZ频率即可满足要求，频率越高抽样的效果越好失真度越小，还原出来的信号最能符合原语音信号。

PAM中还有一些其他要注意的地方，比如，用方波产生电路产生的锯齿波直接拿来进行抽样最后的效果不回太好，所有必须经过一些“加工和处理”；然后还有就是最后取样的射击也需要尽量让失真度最小。

2.方案论证方案1采用555定时器构成方波产生电路，产生16KHZ的低频信号，在进行而分频生成8KHz的载波信号，然后再对输入语音信号进行抽样便可得到PAM调制出来的信号（1）总体设计思路对于上面提到的一些思路和大概所要注意的地方我做出了下面几个模块用于这一次的PAM调制的设计；整个系统包含一下几个模块;方波产生电路：用于载波信号的产生，用555定时器构成2分频电路：用于方波的分频积分单稳：用于方波的宽度，达到抽样的效果限幅放大电路：用于对调整宽度后的方波进行幅度上的调整取样门输出电路：用于将载波和语音信号调制而最后可以加上一个低通滤波器用于恢复信号，这样就可以对产生PAM调制信号进行验证。

（2）系统总体框图如下：原理图方案2 使用PAM自然抽样的方法观察波形自然抽样平顶抽样)(t m )(t T三 电路原理分析 基本原理1．抽样定理抽样定理表明：一个频带限制在（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。

假定将信号()m t 和周期为T 的冲激函数）t (T δ相乘，如图1所示。

乘积便是均匀间隔为T 秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上()m t 的值，它表示对函数()m t 的抽样。

若用()m t s 表示此抽样函数，则有：()()()s T m t m t t δ=图1 抽样与恢复假设()m t 、()T t δ和()s m t 的频谱分别为()M ω、()T δω和()s M ω。

有 1()()s s n M M n Tωωω∞=-∞=-∑该式表明，已抽样信号()m t s 的频谱()M s ω是无穷多个间隔为ωs 的()M ω相迭加而成。

这就意味着()M s ω中包含()M ω的全部信息。

上面讨论了低通型连续信号的抽样。

如果连续信号的频带不是限于0与Hf 之间，而是限制在L f （信号的最低频率）与H f （信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，其抽样频率s f 并不要求达到H f 2，而是达到2B 即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。

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。

但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现，而通常只能采用窄脉冲串来实现。

因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM 方式，将具有实际意义。

自然抽样平顶抽样)(t m )(t T图2 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，已抽样信号m s (t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律（如图2所示）。

平顶抽样所得的已抽样信号如图2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 电路设计 分析（1）电路组成脉冲幅度调制实验系统如图3所示，主要由抽样保持芯片LF398和解调滤波电路两部分组成。

图3 脉冲振幅调制电路原理框图（三）实验电路工作原理 1．PAM 调制电路如图4所示，LF398是一个专用的采样保持芯片，它具有很高的直流精度和较高的采样速率，器件的动态性能和保持性能可以通过合适的外接保持电容达到最佳。

内部结构如图所示；MCTRViMREF图4 LF398的内部电路结构N1是输入缓冲放大器，N2是高输入阻抗射极输出器。

S为逻辑控制采样/保持开关，当S接通时，开始采样；当S断开时，开始保持。

LF398的引脚功能为：3、12脚：正负电源输入端。

1脚：Vi，模拟电压输入端。

11脚：MCTR，逻辑控制输入端，高电平为采样，低电平为保持。

10脚：MREF，逻辑控制电平参考端，一般接地。

8脚：HOC，采样/保持电容接入端。

7脚：OUT，采样/保持输出端。

被抽样信号进入LF398的1脚Vi端，经内部输入缓冲放大器N1放大后送到模拟开关S，此时，将抽样脉冲作为S的控制信号，当LF398的11脚MCTR端为高电平时开关接通，为低电平时开关断开。

然后经过射极输出器N2输出比较理想的脉冲幅度调制信号。

2．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。

该电路还在后续实验接收部分有用到。

电路如图5所示图5 PAM解调滤波电路五调试测试分析及结果1．输入点参考说明PAM-SIN：音频信号输入端口PAMCLK：抽样时钟信号输入端口IN：PAM解调滤波电路输入端口2．输出点说明自然抽样输出：自然抽样信号输出端口平顶抽样输出：平顶抽样信号输出端口OUT：PAM解调滤波输出端口设计步骤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，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，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。

（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。

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* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源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/8（实验中的电路，NRZ为“1”时抽样，为“0”时保持。

在平顶抽样中，抽样脉冲为窄脉冲）。

3）将K1设为“平顶”。

关闭电源，按下列方式进行连线。

4）打开电源，用示波器在“平顶抽样输出”处观察平顶抽样波形。

5．改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。

6．观测解码后PAM波形与原信号的区别1）步骤3的前3步不变,按如下方式连线2）将K1设为“自然”，用“PAM-SIN”信号做示波器的触发源，用双踪示波器对比观测“PAM-SIN”和“OUT”波形。

7．将信号源产生的音乐信号输入到模块1的“PAM-SIN”，“自然抽样输出”和“IN”相连，PAM解调信号输出到信号源上的“音频信号输入”，通过扬声器听语音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。

六小结脉幅调制（PAM）是数字通信系统经常使用的调制方式之一，脉冲振幅调制，既是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。

如果脉冲载波是由脉冲激脉组成，根据抽样定理，就可以把信号复原，就是脉冲振幅调制的原理。

通过本次课程射击，我对抽样定理和PAM调制有了更深层的了解与认识参考文献附录电路图及元件清单元件清单电阻：100K、10k、3k各一个。

电容：无极性电容3个，型号：103 2个，104 1个。

模拟开关：一个电压跟随器:一个。

通信单元电路设计成绩评定表设计题目：pam调制学号：201004720103 姓名：吉凌宏指导教师：唐晓辉2012年 12月27日。