脉冲调制与解调的原理
实验四 脉冲编码调制与解调实验(PCM)
实验四脉冲编码调制与解调实验（PCM）一、实验目的1、掌握抽样信号的量化原理。
2、掌握脉冲编码调制的基本原理。
3、了解PCM系统中噪声的影响。
二、实验内容1、对模拟信号脉冲编码调制，观测PCM编码。
2、将PCM编码解调还原。
三、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四、实验原理PCM原理框图如下图9-1所示。
编码部分译码部分图9-1 PCM原理框图上图中，信号源模块提供音频范围内模拟信号及时钟信号，包括工作时钟2048K、位同步时钟64K、帧同步时钟8K，送模拟信号数字化模块，经抽样保持、量化、编码过程，产生64K码速率的PCM编码信号。
译码部分同样将PCM编码与各时钟信号送入，经译码、低通滤波器，还原出模拟信号。
五、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、PCM编码（1）信号源模块“2K正弦基波”幅度调节至3V左右。
（2）实验连线如下：信号源模块模拟信号数字化模块（模块左下方PCM编解码）2K正弦基波—————S－IN2048K———————2048K－IN64 K————————CLK－IN8K————————FRAM－IN（3）以“FRAM-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“FRAM-IN”、“PCM-OUT”测试点波形,PCM编码能够稳定观测，且每四帧编码为一个周期。
说明：帧信号对应的4位PCM编码的第一位码，是上一帧8位PCM编码的第8位，可能出现半位为0，半位为1的情况，这是由使用的PCM编译码芯片的工作时序决定。
（4）以“S-IN”信号为内触发源，示波器双踪观测“S-IN”、“PCM-OUT”测试点波形，PCM编码能够稳定观测，每一周期正弦波对应4帧共32位PCM编码，且32位一循环，码速率为64K。
光纤通信系统的信号调制与解调技巧
光纤通信系统的信号调制与解调技巧光纤通信系统是一种利用光信号作为信息传输载体的通信系统。
在这种通信系统中，通过光纤传输的信号需要经过调制与解调的过程，以确保信号能够正确地传输和解码。
信号调制与解调技巧是光纤通信系统中的关键技术之一，对于提高信号传输效率和准确性至关重要。
一、信号调制技巧1. 脉冲调制：脉冲调制是一种常用的信号调制技术，它将信号转化为脉冲形式，以便在光纤中传输。
常见的脉冲调制技术包括脉冲幅度调制(PAM)、脉冲位置调制(PPM)和脉冲宽度调制(PWM)等。
通过控制脉冲的幅度、位置和宽度，可以实现不同的信号传输方式。
2. 相位调制：相位调制是一种利用信号的相位信息进行调制的技术。
常见的相位调制技术包括相移键控(PSK)、二进制相移键控(BPSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
相位调制技术可以提高信号的传输速率和频谱效率，但对系统的调制解调器有较高的要求。
3. 频率调制：频率调制是一种利用信号的频率信息进行调制的技术。
常见的频率调制技术包括频移键控(FSK)和连续相位频移键控(CPFSK)等。
频率调制技术适用于信号频率范围较高的场景，但对系统的频率稳定性和抗噪声性能有较高的要求。
二、信号解调技巧1. 同步检测：同步检测是一种常用的信号解调技术，它通过与已知参考信号进行比较，实现对信号的解调。
同步检测可以消除噪声和失真对信号解调的影响，提高信号的解调准确性。
常见的同步检测技术包括锁相环(PLL)和射频捷模(RFM)等。
2. 相位恢复：相位恢复是在信号解调中常用的技术，它可以通过估计信号的相位信息，实现对信号的解调和恢复。
常见的相位恢复技术包括最大似然估计(ML)和相位锁定环(PLL)等。
相位恢复技术能够有效提高信号的解调性能和抗噪声能力。
3. 频率恢复：频率恢复是在信号解调中的重要技术，它可以通过估计信号的频率偏移，实现对信号的解调和恢复。
常见的频率恢复技术包括线性相位差分调制(PSDM)和频率锁定环(FLL)等。
实验三 脉冲幅度调制与解调
二、实验报告
1．实验现象与结果
PAM音频输入：2KHz，Vp-p=2VPAM时钟输入：信号源输出的62.5KHz方波
1、调制输出测试点输出的波形
2、解调输出测试点输出正弦波
2．对实验现象、实验结果的分析及其结论
2.2 PAM解调电路
若要解调出原始语音信号即2KHz的正弦波，则将该调制信号通过截止频率为4KHz的低通滤波器，因为抽样脉冲的频率64KHz远高于频率为2KHz的输入信号，则通过低通滤波器之后高频的抽样信号被滤除。PAM调制信号先经过射随电路提高带负载能力，然后通过二阶的低通滤波电路将其滤除。
3．实验设备及材料
3.1信号源模块
3.2 PAM/AM模块
3.3终端模块（可选）
3.4频谱分析模块
3.520M双踪示波器一台
3.6、频率计（可选）一台
3.7音频信号发生器（可选）一台
3.8立体声单放机（可选）一台
3.9立体声耳机一副
3.10连接线若干
4．实验方法步骤及注意事项
4.1将信号源模块、PAM/AM模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
1.2了解脉冲幅度调制波形的频谱特性。
1.3理解抽样定理的定义。
2．实验原理、实验流程或装置示意图
2.1 PAM调制电路
从PAM音频输入端口输入的是2KHz的正弦波，通过隔直电容C05去掉模拟信号的直流电平，然后通过射随电路提高带负载能力，输入到模拟开关74HC4066，由于实际上理想的冲激脉冲串物理实现困难，这里采用窄脉冲代替（频率为64K的方波）从PAM时钟输入端口输入，当方波为高电平时，模拟开关导通正弦波通过并从调制端口输出；当方波为低电平时，模拟开关截止正弦波不能通过，无波形输出
脉冲编码调制与解调实验
实验五脉冲编码调制解调实验一、实验目的1．掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2．掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3．了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4．了解大规模集成电路W681512的使用方法。
二、实验内容1．观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。
2．改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3．改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4．改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。
三、实验器材1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.终端模块（可选）4.频谱分析模块5.20M双踪示波器一台6.音频信号发生器（可选）一台7.立体声单放机（可选）一台8.立体声耳机一副9.连接线若干四、实验原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图8-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM 码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz 左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
图8-1 PCM 调制原理框图在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示，国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律或 律编码律。
脉冲编码调制与解调实验
通信原理实验报告实验题目——脉冲编码调制与解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解大规模集成电路TP3067的功能与使用方法。
二、实验内容1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
三、实验仪器信号源模块、模拟信号数字化模块、20M双踪示波器、连接线若干四、实验原理1、PCM工作原理所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后使已量化值变换成代码。
脉码系统原理框图如图1所示。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。
通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示。
ITU-T详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s，使用A律和u律编码律。
（1）量化图1 PCM系统原理框图模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。
在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如图2所示图2 均匀量化过程示意图其量化间隔（量化台阶）取决于输入信号的变化范围和量化电平数。
当输入信号的变化范围和量化电平数确定后，量化间隔也被确定。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间，其量化间隔也小；反之，量化间隔就大。
uwb调制解调原理
uwb调制解调原理
UWB（Ultra-Wideband，超宽带）是一种无线通信技术，其调制解调原理涉及到信号的频谱特性和传输方式。
UWB技术利用非常大的频带宽度来传输信息，通常覆盖几个GHz的频谱范围，这与传统的窄带通信技术有很大的区别。
在UWB调制中，常用的调制方式包括脉冲位置调制（PPM）、脉冲振幅调制（PAM）、正交脉冲位置调制（OPPM）等。
这些调制方式利用非常短的脉冲来表示数字信息，脉冲的时间和幅度变化代表了传输的数字数据。
这种调制方式使得UWB信号在频域上表现为非常宽的频谱，因此能够在频谱上与其他传统通信系统共存而不会产生干扰。
在UWB解调中，接收端需要利用特定的接收算法来提取传输的信息。
由于UWB信号的特殊性，解调算法通常包括对接收到的信号进行时间域和频域的处理，以提取出原始的数字信息。
常见的解调技术包括能量检测法、协作性接收法等。
总的来说，UWB调制解调原理涉及到利用超宽的频带来传输信息，通过特定的调制方式和解调算法来实现数据的传输和接收。
这
种技术在短距离高速数据传输、室内定位等领域有着广泛的应用前景。
调制和解调技术课件
•调制和解调技术
•3
3.2.1四相移相键控（QPSK）调制
QPSK技术应用广泛，是一种正交相移键控。图3-5为 传 统QPSK调制器框图.
图3-5 QPSK调制•调器制和解调技术
•4
其基本工作原理如下：
比特率为fb的输入单级二进制码流通过串/并(S/P)变转 换器转换成比特率为fs= fb /2的两个比特流(同相和正交码
•调制和解调技术
•9
一个未滤波QPSK信号的功率谱密度为
S(f)4CbT s2 i2 n (f(f fcf)c T)bTb2
（式3-1）
式中为通过电阻的归一化平均信号功率， Tb 1/ fb 为比特持续时间。
•调制和解调技术
•10
假定调制器中使用了具有升余弦函数均方根特性、滚降 系数为 (最佳特性时)的频谱成形滤波器，则很容易得到 QPSK信号滤波后的频谱，如图3-8所示。图3-8中曲线(a)是 未滤波QPSK频谱，曲线(b)是带幅度均衡器的滚降系数为α 的升余弦函数的幅度响应，曲线(c)是已滤波QPSK频谱只存 在加性高斯白噪声(AWGN)，且无符号间干扰(ISI)时的幅度 响应。
•调制和解调技术
•14
同QPSK相比，包络起伏比较小(它的最大相变为1350) ， 故有较好的输出谱特性。 π/4移位QPSK的信号元素可看成 是从两个彼此相移π/4的信号星座图中交替选样出来的。 π/4移位QPSK调制器框图示于图3-9。输入比特流经串/并
(S/P)变换器转换成两个并行流(ak，bk),并行流的符号率为
图3-14 GMSK调制器
•调制和解调技术
•27
LPF的脉冲响应函数为
h(t)exp2(t2 2T2)/T 2
什么是脉冲调制与解调
什么是脉冲调制与解调脉冲调制与解调是一种将模拟信号转换为数字信号的基本技术，在通信系统、数字信号处理等领域中得到广泛应用。
本文将介绍脉冲调制与解调的概念、基本原理以及常见的调制与解调方法。
一、脉冲调制（Pulse Modulation）脉冲调制是一种将连续模拟信号转换为离散数字信号的技术。
其基本原理是通过对模拟信号进行采样和量化，然后对量化值进行编码，最后形成离散的脉冲序列。
1. 采样（Sampling）在脉冲调制中，模拟信号需要以一定的频率进行采样，将连续的模拟信号转换为离散的信号样本。
采样频率通常要满足奈奎斯特采样定理，即采样频率要大于信号最高频率的两倍。
2. 量化（Quantization）采样后得到的信号样本是连续的模拟量，为了将其转换为离散的数字量，需要进行量化处理。
量化过程将连续的模拟量映射为离散的取值，通常采用均匀量化或非均匀量化方式。
3. 编码（Encoding）经过量化后，信号样本被映射为一系列离散的数值，接下来需要对这些数值进行编码。
常用的编码方式有脉冲编码调制（PCM）、脉冲位置调制（PPM）等。
二、脉冲解调（Pulse Demodulation）脉冲解调是将脉冲调制过程中得到的离散数字信号，恢复为原始的模拟信号的技术。
在数字信号接收端，需要进行脉冲解调操作将数字信号转换为模拟信号，以便进行后续处理或输出。
常见的脉冲解调方法有：1. 脉冲幅度调制（PAM）脉冲幅度调制是指根据脉冲的幅度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的幅度变化，并还原为数字信号的幅度，从而恢复原始模拟信号。
2. 脉冲宽度调制（PWM）脉冲宽度调制是指根据脉冲的宽度来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的宽度变化，并还原为数字信号的宽度，实现对原始模拟信号的解调。
3. 脉冲位置调制（PPM）脉冲位置调制是指根据脉冲的位置来表示数字信号的调制方式。
通过测量脉冲的位置变化，并还原为数字信号的位置，从而恢复原始模拟信号。
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脉冲调制与解调的原理
脉冲调制（Pulse Modulation）是一种在通信中常用的调制技术，用来将模拟信号转换为数字脉冲信号或者用数字脉冲信号表示模拟信号。
而脉冲解调（Pulse Demodulation）则是将数字脉冲信号转换为模拟信号的过程。
实际应用中，脉冲调制与解调在许多领域中，如无线通信、音频编码等都起着重要的作用。
脉冲调制通过改变脉冲的某个性质（如振幅、宽度、位置等）来表示原始模拟信号，其中最常用的脉冲调制技术包括脉冲振幅调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）以及脉冲位置调制（Pulse Position Modulation，PPM）。
脉冲调制的原理可通过以下步骤进行描述：
1. 采样：将模拟信号以一定的频率进行采样，得到一系列的采样点。
2. 量化：将采样信号转换为离散的数字值，通常使用模数转换器（ADC）进行量化。
3. 编码：使用编码器将量化后的数字值映射为对应的脉冲调制信号。
在PAM中，通过改变脉冲振幅来表示数字值；在PWM中，通过改变脉冲宽度来表示数字值；在PPM中，通过改变脉冲位置来表示数字值。
脉冲解调的原理与脉冲调制相反，即将数字脉冲信号转换回模拟信号。
在脉冲解调的过程中，需要进行以下步骤：
1. 时钟恢复：接收到数字脉冲信号后，首先需要通过时钟恢复技术还原调制信号的时钟。
2. 采样：根据时钟恢复的结果，对接收到的脉冲信号进行采样。
3. 解码：根据采样得到的数字脉冲信号，使用解码器将其转换为对应的数字值。
4. 数字转模拟转换：使用数模转换器（DAC）将解码后的数字值转换为模拟信号。
脉冲调制与解调技术的主要优点是能够有效地传输模拟信号，并保持较好的抗干扰性能。
同时，脉冲调制与解调技术在数字信号处理中也具有重要的意义，如数字音频编码、调制解调等方面。
需要注意的是，脉冲调制与解调的选择应根据具体的应用需求来确定。
不同的脉冲调制技术在带宽利用效率、抗干扰性能等方面具有不同的特点，因此应根据实际情况选择合适的调制与解调方法。
此外，脉冲调制与解调技术的进一步发展也与数字信号处理、通信系统等技术的不断发展密切相关。