提示

实验一脉冲幅度调制 (PAM)及系统实验

电工电子中心CUST

提示提示11 请同学们按请同学们按学号学号就座就座 ,,每个实验台坐每个实验台坐 22名名同学同学22 请检查实验台上的仪器请检查实验台上的仪器 ::双踪示波器双踪示波器 ,,低频信号低频信号源源 ,,实验箱各一台实验箱各一台 ;;仪器所用附件仪器所用附件 ::信号源探头一信号源探头一根根 ,,示波器探针两根分别放在其相应仪器所对应的示波器探针两根分别放在其相应仪器所对应的抽屉里面抽屉里面 ..33 请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整请做完实验后检查上述所有仪器及附件是否完整无缺并按原来位置放好无缺并按原来位置放好 ..将实验凳放回实验台下将实验凳放回实验台下 ..44 实验中保持实验室卫生实验中保持实验室卫生 ,,下课时将自己产生的垃下课时将自己产生的垃圾带走圾带走 ,,保持实验台面整洁保持实验台面整洁 ,,特别是实验台抽屉里特别是实验台抽屉里不得存有垃圾不得存有垃圾 !!55 每位同学请自觉遵守上述要求每位同学请自觉遵守上述要求 ,,实验结束后指导实验结束后指导教师要对此做相应检查教师要对此做相应检查 ..请同学们爱护实验室请同学们爱护实验室 !!

实验一脉冲脉冲幅度调制 PAM 及系统实验


实验一脉冲幅度调制实验一脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验

实验一脉冲幅度调制实验一脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验

【实验性质】：验证性实验【实验性质】：验证性实验



一、实验目的一、实验目的

11、加深对取样定理的理解。、加深对取样定理的理解。22 、了解脉冲幅度调制、了解脉冲幅度调制 PAMPAM 系系统的工作过程统的工作过程



二、实验预习要求二、实验预习要求主要预习通信系统原理教材中关主要预习通信系统原理教材中关

“ ” —于脉冲模拟调制系统这章“ ” —于脉冲模拟调制系统这章“中的低通信号的取样定“中的低通信号的取样定

” “ ”理、脉冲幅度调制等主要章” “ ”理、脉冲幅度调制等主要章节，其次预习一下节，其次预习一下PPMPPM、、 PDMPDM调制系统。调制系统。



三、实验仪器仪表三、实验仪器仪表 11 、双踪示波器一台、双踪示波器一台22、、低频信号源低频信号源一台一台33 、通信系统实验箱一套、通信系统实验箱一套



四、实验原理四、实验原理知识点知识点 1:1: 低通抽样定理

一个频带限制在 (0, fH)赫内的时间连续信号 m(t)，如果抽样频率 fs大于或等于 2fH,则可以由样值序列m(nTs) 无失真地重建原始信号 m(t).

此定理告诉我们：若 m(t)的频谱在某一角频率 ωH以上为零，则m(t)中的全部信息完全包含在其间隔不大于 1/(2fH)秒的均匀抽样序列里。换句话说，在信号最高频率分量的每一个周期内起码应抽样两次，或者说，抽样速率 fs（每秒内的抽样点数）应不小于 2fH，若抽样速率 fs＜ 2fH，

则会产生失真，这种失真叫混叠失真。



四、实验原理四、实验原理知识点知识点 2:2:脉冲调制

以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号m(t) 去控制脉冲串的某参数，使其按m(t)的规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制 (PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制 (PPM) 。下面介绍脉冲振幅调制，它是脉冲编码调制的基础。



四、实验原理四、实验原理知识点知识点 2:2:脉冲调制x ( t )

O t

假设信号波形

Ot

PAM 波形

脉冲高度在变化

t

PDM 波形

脉冲位置不变宽度变化

O

O

脉冲宽变不变脉冲位置在变化

t

PPM 波形

PAM 、 PDM 、 PPM信号波形



四、实验原理四、实验原理知识点知识点 3: 3: PAM PAM是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。也就是说，按抽样定理进行抽样得到的信号就是一个 PAM 信号。

但是，用冲激脉冲序列进行抽样是一种理想抽样的情况，是不可能实现的。因为冲击序列在实际中是不能获得的，即使能获得，由于抽

样后信号的频谱为无穷大，对有限带宽的信道而言也无法传递。因此，在实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。我们介绍用窄脉冲序列进行实际抽样的一种脉冲振幅调制方式：自然抽样的脉冲调幅。



自然抽样的脉冲调幅

自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信号 m(t)变化，或者说保持了 m(t) 的变化规律。自然抽样的脉冲调幅原理

框图如下图所示。

设模拟基带信号m(t) 的波形及频谱如图 (a)所示，脉冲载波以 s(t)表示，它是宽度为 τ，周期为 Ts的矩形窄脉冲序列，其中 Ts是按抽样定理确

定的，这里取 Ts=1/(2 fH) 。 s(t) 的波形及频谱如图 (b) 所示，则自然抽样

PAM信号 (波形及频谱见图（ c） )为m(t)与 s(t)的乘积，即

理想低通

m ( t )

s ( t )

ms( t ) m ( t )



m(t)

t

(a)

H£H O

M()

s(t)A

T t

(b)

O

|S()|

2£

£2H 2H

2

t

ms(t)

|Ms()|

2£

O

2£2H 2H

(c)



五五、实验原理电路图、实验原理电路图脉冲幅度调制实验系统图见下图所示，主要由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成



六、实验内容六、实验内容 1、脉冲幅度调制实验

a 观察被调制信号正弦波形、取样脉冲波形和已调信号波形的相互之间的关系及特点，特别是音频带内各频率点的情况。 (测 1

个测量点 )

b 观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。

2、 PAM通信系统实验

观察整个系统收发各点信号的特点并测量其参数， 0～ 4K音频段测 2个频率点。



11 、脉冲幅度调制实验步骤、脉冲幅度调制实验步骤在在 S201S201 处，用外加信号源送处，用外加信号源送 0—4KHZ0—4KHZ音频带内的频率为音频带内的频率为 800HZ800HZ 的信号的信号 fsrfsr ，然后用，然后用示波器在示波器在 TP601TP601 处观察测量，以该点信号输出处观察测量，以该点信号输出幅度不失真时较大为好，如有削顶失真则减小幅度不失真时较大为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度，达到上述要外加信号源的输出幅度，达到上述要求。求。 TP606TP606 处观察其方波取样脉冲信号。在处观察其方波取样脉冲信号。在TP602TP602 处观察并用示波器测量该点波形。并做处观察并用示波器测量该点波形。并做

详细记录、绘图。详细记录、绘图。

七、实验步骤七、实验步骤



22、脉冲幅度调制实验注意事项、脉冲幅度调制实验注意事项aa、、 +5V+5V工作工作bb、按下按键开关：、按下按键开关： K2K2、、 K3K3、、 K100K100、、 K600K600cc “ ” “ ” “、按一下复位、开始与“ ” “ ” “、按一下复位、开始与 PAM”PAM” 功能功能

“键，显示代码“键，显示代码 8”8”dd、外加、外加 800Hz800Hz的信号从的信号从 S201S201进入进入ee 、验证取样定理时，有时会产生不同步现、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。特别当观察反复耐心地调整才能观察到。特别当观察fc≤2fsrfc≤2fsr 时，注意判断区别临界状态时的波形时，注意判断区别临界状态时的波形及频率，并记下奈氏及频率，并记下奈氏 (Nyquist)(Nyquist)速率。速率。



33、、 PAMPAM 通信系统实验步骤通信系统实验步骤

在在 s20ls20l 处，分别送处，分别送fsr=800Hzfsr=800Hz、、 4KHz4KHz信号。分别用示波信号。分别用示波器观测器观测TP601TP601 、、 TP606TP606 、、 TP602TP602 、、 TP605TP605各点波形，并做详细记录、绘图。各点波形，并做详细记录、绘图。



波形的正确画法：波形的正确画法：



11、结合实验简述取样定理、结合实验简述取样定理22、记录所看到的、记录所看到的 TP601TP601的陷幅的陷幅波形，并说明其产生原因波形，并说明其产生原因33、结合实验计算本组实验箱的、结合实验计算本组实验箱的输入信号最高频率输入信号最高频率

八、讨论思考题八、讨论思考题



九、实验报告要求九、实验报告要求11 、结合学过的理论知识简述对本实验原、结合学过的理论知识简述对本实验原理的理解，绘出所做实验的电路。理的理解，绘出所做实验的电路。22 、列出所测各点的波形、频率、电压、列出所测各点的波形、频率、电压(( 电平电平 )) 等有关数据，对所测数据做简要等有关数据，对所测数据做简要分析说明。必要时借助于计算公式及推分析说明。必要时借助于计算公式及推导。导。33、请写出思考题答案。、请写出思考题答案。

提 示

Documents

提示