信号与系统的抽样定理实验报告

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1、信号与系统实验报告系别：电子系:氺氺氺氺木氺木氺-氺氺氺氺木氺木口士士士士士士士士士■f■■个个个个信号与系统实验报告系别：电子系:氺氺氺氺木氺木氺-氺氺氺氺木氺木口士士士士士士士士士■f■■个个个个一、实验目的：1）验证抽样定理；2）观察丫解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程。二、实验环境与仪器：1)抽样定理和脉冲调幅实验模块4)直流稳压电源JWY-30-42)数字频率计8110A5)双踪同步小•波器SR83）三、实低频信号发生器XED7验原理：6)毫伏表GB9利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。在满足抽样定理的条件下，抽

2、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。图02-01示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。HINIII语音信号图02-01单路PCM系统示意图1.抽样定理：一个频带受限信号///介＞如果它的最高频率为A（即的频谱中没有爲以上的分量），可以唯一地由频率等于或大于2/〃的样值序列所决定。2.脉冲幅度调制（PAM）:是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种的调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则按抽

3、样定理进行抽样得到的信号ms（f）就是一个PAM信号。PAM信号在吋间上是离散的，但在幅度上却是连续的。而在PCM系统里，PAM信号只有在被量化和编码后才有传输的可能。本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。音頻分路相信分路展低信号1抽样1加道门选通宽―)通音頻分路信号抽样22分路2-1IT分路分路1-2f图02-03多路脉冲调幅实验框图四、实验内容及过程：（一）、抽样和分路脉冲的形成用示波器和频率计观察并核对各脉冲信号的频率、波形及脉冲宽度，并记录相应的波形。1）在Tn观察主振脉冲信号。2）在TP2观察分路抽样脉冲（1-1）（8々/fc）。（二）、验证抽样定理连接TP2-TP6,观察并画出以

4、下各点的波形。1）低频正弦信号从TP4输入，fn=lkllz,幅度约2VP-P。2）以TP4作双踪同步示波器的同步信号，观察TP8—一抽样后形成的PAM信号。把输入信号调整到一合适的频率上，使PAM信号在示波器上显示稳定，计算在一个信号周期内的抽样次数。核对信号频率与抽样频率的关系。抽样次数：8次，抽样频率：250//Z,信号频率：1000//Z,信号频率是抽样频率的4倍。3）连接TP8-TP14,在TP15观察经低通滤波器和放大器的解调信号。测景其频率，确定和输入信号的关系。解调频率：1000//Z,是输入信号的4倍。4）改变令6k//z,重复步骤2,3项内容。（三）、PAM信号的形成和解

5、调连接TP8-TP11、TP13-TP14、TP2-TP12,观察并画出以下各点的波形。1）低频正弦信号从TP4输入,f{l=lkHz,幅度约2VP-P。同上TP4波形2）以TP4作为双踪同步示波器的同步信号，在TP8观察单路PAM信号。同上TP8波形3）在TP13观察选通后的单路解调展宽信号，用示波器读出t的宽度。t=655.us4）在TP15观察经低通滤波器放大后的音频信号。五、实验结果及分析：（一）、抽样和分路脉冲的形成经过抽样过程，通过示波器和频率计观察并核对TP1主振脉冲信号和TP2分路信号的频率、波形及脉冲宽度，如图02-04、图02-05所示。图02-04TP1观察主振脉冲信号

6、图02-05TP2观察分路抽样脉冲（二）、验证抽样定理将低频正弦信号从TP4输入（其屮fll=lkllz,幅度约2VP-P）。以TP4作双踪同步示波器的同步信号，观察TP8—一抽样后形成的PAM信号。TP4输入信号波形如图02-06所示，同步信号TP1与抽样信号TP8对比如图02-07所示。连接TP8-TP14,用示波器观察TP15低通滤波器和放大器的解调信号，如图02-08所示。当A=6k//z波重复上述步骤2、3,实验结果如图02-09和图02-10所示。图02-06输入信号TP4波形图02-07同步信号TP1与抽样信号TP8对比分析：抽样次数：8次，抽样频率：250/Zz,信号频率：1

7、000/fe,信号频率是抽样频率的4倍。图02-08TP15波形图02-09fH=6kHz时TP1与TP8对比PAM信号的形成和解调5.989kHzMrr=1.92U1.eeuiaCH2〜200mMTim*2O0*0USg图0210=6kllz时TP15波形图02-11TP13单路解调展宽信号图02-11TP15低通滤波器放大后的音频信号分析：通过上述实验波形对比，抽样频率越高，经过PAM调制还原恢复出