通信原理实验报告-实验三 抽样定理和PAM调制解调实验

通信原理实验报告 抽样定理和PAM调制解调实验

信息科学与技术系

通信原理实验报告

姓 名 × ×

同 组 × × 指导老师

华中科技大学×××× 2010年11月23日

原

学 号 20081181×××

创

专业班级 通信工程08××

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实验3 抽样定理和PAM调制解调实验

一、 实验目的

1、通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理； 2、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。

二、 实验内容

1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，并注意观察它们之间的相互关系及特点；

2、改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。

三、 实验器材

1、信号源模块 一块 2、模块1 一块 3、连接线 若干 4、20M 双踪示波器 一台

四、 实验原理

1、

抽样定理

）内的时间连续信号

，如果以

抽样定理表明：一个频带限制在（0，

秒的间隔对它进行等间隔抽样，则

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图3-0 脉冲振幅调制电路原理框图

五、 实验步骤

1、观测PAM自然抽样波形。 （1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。 （2）将模块1上K1选到“自然”。 （3）关闭电源，按表3-1连接 （4）打开电源。

（5）用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在2V左右。在PAMCLK处观察抽样脉冲，在PAM-SIN处观察被抽样信号。CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。

记录PAM-SIN（图3-1 2K同步正弦波）。

记录PAMCLK与自然抽样输出波形（图3-2 自然抽样PAM输出）。 分析1：简要说明自然抽样的原理和方法。

分析2：深入观察PAM波形与32K抽样脉冲、2K同步正弦波之间的关系，有无直流分量等。

2、观测PAM平顶抽样波形。 （1）将信号源上S1、S2、S3依次设为“10000000”、“10000000”、“10000000”，将S5拨为“1000”，使“NRZ”输出速率为128K。抽样频率为：NRZ频率/8（实验中的电路，NRZ为“1”时抽样，为“0”时保持。在平顶抽样中，抽样脉冲为窄脉冲）。

（2）关闭电源，将K1设为“平顶”，按表3-2进行连线。 （3）打开电源，在PAM-SIN处观察被抽样信号，在PAMCLK处观察抽样脉冲，在“平顶抽样输出”处观察平顶抽样波形。

用示波器观测PAM信号：CH1接PAMCLK（抽样脉冲），CH2接“平顶抽样输出”。

记录PAM-SIN（图3-3 2K同步正弦波）。 记录PAMCLK与“平顶抽样输出”（PAM）波形（图3-4 平顶抽样输出） 分析3：说明平顶抽样的原理和方法。

分析4：深入观察PAM波形与8K抽样脉冲、2K同步正弦波之间的关系，说明原因。

分析5：可借助公式及推导说明自然抽样和平顶抽样的关系。

3、观测解码后PAM波形。

（1）步骤2的前3步不变,按表3-3连线

原

创

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（2） 打开电源，将K1设为“自然”。

（3） 观测解码后PAM波形：CH1接“PAM-SIN”信号做示波器的触发源，CH2接“OUT”。

记录“PAM-SIN”和“OUT”波形（图3-5 原始信号与解调信号比较）。 分析6：深入观察原始信号与解调信号的异同，说明解调的原理。

六、 接线表

源端口 目标端口 连线说明

信号源：“2K同步正弦波”模块1:“PAM-SIN” 提供被抽样信号 信号源：“CLK1” 模块1:“PAMCLK” 提供抽样时钟

表3-1 观测PAM自然抽样波形接线表

源端口

信号源：2K同步正弦波 信号源：NRZ

目标端口 模块1：PAM-SIN 模块1：PAMCLK 连线说明 提供被抽样信号 提供抽样脉冲

表3-2观测PAM平顶抽样波形接线表

表3-3 观测解码后PAM波形接线表

原

创

源端口

信号源：2K同步正弦波 信号源：CLK1

模块1:自然抽样输出 目标端口 模块1:PAM-SIN 模块1:PAMCLK 模块1:IN” 连线说明 提供被抽样信号 提供抽样时钟

将PAM信号进行译码

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七、 实验记录

CH1是32K抽样脉冲

图3-1 2K同步正弦波

图3-2自然抽样PAM输出

原

图3-32K同步正弦波

图3-4平顶抽样输出

图3-5八、 实验分析

分析1：简要说明自然抽样的原理和方法。

自然抽样的抽样脉冲顶部是随原始信号变化的，即在顶部保持了原始信号变化的规律。用抽样脉冲与原始信号相乘即可得到。

分析2：深入观察PAM波形与32K抽样脉冲、2K同步正弦波之间的关系，有无直流分量等。

PAM波形的脉冲对应32K抽样脉冲，但脉冲顶部随包络变化。PAM波形的包

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络与2K同步正弦波一致。PAM波形的脉冲在一个周期内均值为0，故不含直流分量。

分析3：说明平顶抽样的原理和方法。 平顶抽样又称为瞬时抽样，从波形上看，它与自然抽样的不同之处在于抽样信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。在实际应用中，平顶抽样信号采用脉冲形成电路（也称为“抽样保持电路”）来实现，得到顶部平坦的矩形脉冲。

分析4：深入观察PAM波形与8K抽样脉冲、2K同步正弦波之间的关系，说明原因。

PAM波形的脉冲对应8K抽样脉冲，但脉冲顶部不随包络变化。PAM波形的包络与2K同步正弦波一致。PAM波形的脉冲在一个周期内均值为0，故不含直流分量。

分析5：可借助公式及推导说明自然抽样和平顶抽样的关系。 自然抽样信号的频谱：

平顶抽样信号的频谱：

其中抽样频率