《通信原理》实验教学讲义

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1、实验一仪器设备操作使用及抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验一、实验目的1、掌握实验用仪器设备的操作使用方法2、观察并了解PAM信号形成、平顶展宽、解调和滤波等过程；3、验证并理解抽样定理，掌握对频谱混迭现象的分析方法；二、实验内容■实验仪器的操作使用；■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；■测试输入信号频率与抽样频率之间的关系，观察频谱混迭现象，验证抽样定理；三、实验原理利里抽桡脉迚把一个连緩倩号衮为离散时何样饥的揉程称为抽样，抽择卮的倩

2、#称为脉冲调幅（PAM）信号。在满足抽样定理的条件下，i样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。抽样定理抽样定理指出，一个频带受限信号m（Z）如果它的最高频率为人［即m（0的频谱中没有人以上的分量］,可以唯一地由频率或等于2//y的样值序歹ij所决定Tl^i此，对于一个i^r频率为3400Hz的语音信号m（Z）,可以用频率£¥或等于6800Hz的样伉序列来表示。用截止频率为/w的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m（G,这就说明了抽样定理的正确性。考虑到低通滤波器特性不

3、可能理想，对S高频率为3400Hz的语音信号，常采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带。如果/5〈2人，就会山现频谱混迭的现象。在验证抽样定理的实验中，用单一频率的正弦波来代替实际的语咅信号。采用标准抽样频率/s=8KHz,改变咅频信号的频率.&，分别观察不同频率时，抽样序列和低通滤波器的输出信号，体会抽样定理的正确性。四、实验仪器名称指标数量双踪同步示波器20MHz1台直流稳压电源+8V(1A)、-8V(0.5A)、+15V(0.5A)1台低频信号发生器输出频率范围：满足50Hz〜8KHz

4、输出电压范围：满足0〜5V（峰峰值）1台PAM实验箱1台五、实验方案（一）、电源检查r电源的接入点位置请参考电路板上的印刷文字及接线柱颜色，注意电源极性和大小！用万用表（或示波器）确认三组电源的电压极性和电压值为+8V、-8V、+15V，在确认完全无误之前不允许把实验箱和电源连接。在连接实验箱和电源时请务必关断电源的开关。连接电源和实验箱。（二）、抽样和分路脉冲的形成川示波器观察测量记录并核对各脉冲信号的特性。观察测量点（1）—主振脉冲信号连接：把示波器的探头接至测量点（1）。观察：观察并记录其波形的频率、

5、幅度、占空比。同时观察测麓点（6）—分路抽样脉冲U-1）信号和测量点（7）—分路抽样脉冲（2-1）信号。连接：把双踪示波器的一路接至测量点（7）处，另一路接至测量点（6）处，使两路信号同时显示。观察：观察并记录某波形的频率、幅度、占空比及两信号在时间上的间隔，比较两者的区别。（三）、验证抽样定理观察抽样后形成的PAM信号及经过低通滤波器和放大器的解调信号。连接：用连接线连接插孔（8）和插孔（14）。把低频信号发生器输出接至插孔（4）及接地处，输入正弦信号：频率分别为人=500Hz、lKHz、2KHz、3KH

6、z、4KHz、6KHz,8KHz,幅度：约2V（峰峰值）。把双踪示波器的一路接至测量点（4）处，另一路接至测量点（8）处。观察：测量低频信号发生器输入信号的频率，观察并记录测量点（8）的波形，计算在一个信号周期内的抽样次数，核对抽样次数和输入信号频率与抽样频率比例的关系。观察经过低通滤波器和放大器的解调信号。把示波器的另一路改接至测量点（15）处，观察并记录其波形的频率、幅度并确定与输入信号的关系。（四）、PAM信号的形成和解调连接：断开前一步实验中的所有连接线，用连接线连接：插孔（2）和插孔（12）、插孔

7、（8）和插孔（11）、插孔（13）和插孔（14），把低频信号发生器输出接至插孔（4）处，输入正弦信号：频率：人-2KHz,幅度：约1.5V（峰峰值）。把双踪示波器的一路接至测量点（4）处，用测量点（4）做同步信号。观察：观察单路PAM信号。把示波器的另一路接至测量点（8）处，观察并记录其波形的频率、幅度。观察选通后的单路解调展宽信号。把示波器的另一路改接至测S:点（13）处，观察并读出t的宽度，记录其波形的频率、幅度。观察经低通滤波器放大后的音频信号。把示波器的另一路改接至测量点（15）处，观察并记录其波形

8、的频率、幅度。保持输入信号的幅度，改变输入正弦信号的频率（/max<3.4KHz和/max〉3.4KHz），在测董点（15）处测ft整个PAM系统的频率特性。六、实验报告及问题思考与讨论1、整理实验数据，画出各测试点相应的曲线和波形，分析实验现象，写出相应结论。2、根据实验结果分析并判断解调信号与原始信号的对应关系（输入信号频率分别为/〈41（此和/〉偏匕的音频信号）。3、本实验在测量点（8）和测量点（13）得到