通信报告 pam实验

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1、实验一PAM实验一、实验目的1、验证抽样定理；2、观察PAM信号形成的过程；3、了解混迭效应产生的原因；4、学习中频抽样的基本方法；二、实验仪器1、JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱一台2、20MHz双踪示波器一台3、函数信号发生器一台三、实验原理抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。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。抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果

2、它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽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始信号。通常将语音信号通过一个3400Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。语音信号的频谱和语音信号抽样频谱见图3.1.1和图3.1.2所示。从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为fh的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)。13实际上，设

3、计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（1200Hz），参见图3.1.4所示。当抽样频率fs低于2倍语音信号的最高频率fh，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量，原理参见图3.1.3所示。在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个信号，通过改变函数信号发生器的频率，观察抽样序列和重建信号，检验抽样定理的正确性。抽样定理实验各点波形见图3.1.5所示。13图3.1.6是通信原理基础实验箱所设计

4、的抽样定理实验电路组成框图。电路原理描述：输入信号首先经过信号选择跳线开关K501，当K501设置在正常位置时（左端），输入信号来自电话接口2模块的发送话音信号；当K501设置在测试位置时（右端），由TP001输入测试信号，进行抽样定理实验。运放U701A、U701B（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用于限制最高的信号频率。信号经运放U701C缓冲输出，送到U703（CD4066）模拟开关。模拟开关U703（CD4066）通过抽样时钟完成对信号的抽样，形成抽样序列信号。信号经运放U70

5、2B（TL084）缓冲输出。运放U702A、U702C（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用来恢复原始信号。跳线开关K702用于选择输入滤波器，当K702设置在滤波位置时（左端），送入到抽样电路的信号经过3400Hz的低通滤波器；当K702设置在直通位置时（右端），信号不经过抗混迭滤波器直接送到抽样电路，其目的是为了观测混迭现象。设置在复接解复接模块内的跳线开关KB04为抽样脉冲选择开关：设置在左端为平顶抽样，平顶抽样是通过采样保持电容来实现的，且τ=Ts；设置在右端为自然抽样，为便于恢

6、复出的信号观测，此抽样脉冲略宽，只是近似自然抽样。平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却会引入信号频谱失真，τ13为抽样脉冲宽度。通常在实际设备里，收端必须采用频率响应为的滤波器来进行频谱校准，这种频谱失真称为孔径失真。二、实验过程及数据分析1.自然抽样脉冲序列测量（1）准备工作：由于PAM实验用的抽样信号由复接解复接模块提供，因此首先用10针排线连接排针插槽JK501和JKB01，以获取抽样信号；将复接解复接模块中的KB04设置在右端（自然抽样状态）；将ADPCM模块的输入信号选择开关K501设置在右端以输入测试信号

7、。将低通滤波器选择开关K702设置在F位置（滤波），调整函数信号发生器正弦波输出频率为1000Hz、输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号PCM/PAM模块的测试端口TP001和接地端。（2）PAM脉冲抽样序列观察；用示波器同时观测正弦波输入信号（TP701）和抽样脉冲序列信号（TP703），观测时以TP701做同步。测量抽样脉冲序列信号与正弦波输入信号的对应关系，记录测量波形。（3）PAM脉冲抽样序列重建信号观测；TP704为重建信号输出测试点。保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输出测试点和正弦波输入信号，观测时以

8、TP701输入信号做同步，记录测量波形。实验现象记录和分析：图1输入信号和抽样脉冲序列信号13图2输入信号和脉冲抽样序列重建信号分析：观察图1，可见此时的输入信号频率为，抽样信号为固定频率，易得知，，因此不会出现频谱混叠情况。故可以通过加一个低通滤波还原出调制信号，如图2中所示，重建信号频