实验一 抽样定理和脉冲调幅PAM实验.docx

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实验一抽样定理和脉冲调幅PAM实验

汕头大学实验报告

学院:

工学院系:

电子系专业:

通信工程年级:

10成绩:

姓名:

学号:

2010实验时间:

2012/12/30指导教师签字:

实验一抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验

一．实验目的

1.了解抽样定理；

2.了解PAM信号形成过程，平顶展宽解调过程；

3.掌握时分多路系统中的路际串话分析解决方法。

。

二．实验设备

1.双踪同步示波器SR8，

2.数字频率计8110A

3.低频信号发生器XFD7

4.毫伏表GB95，直流稳压电流JWY-30-4

三．实验原理

一个频带受限信号m（t）如果它的最高频率为fH（即m（t）的频谱中没有fH以上的分量），可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。

由频谱可知，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），这就说明抽样定理的正确性。

实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带，见下图。

如果fs＜2fH，就会出现频谱混迭的现象，如图所示。

留出防卫带的语音信号的抽样频谱

fs＜2fH时语音信号的抽样频谱

抽样定理实验方框图

检测到脉冲，则抽样门打开，否侧，抽样门关闭。

2、多路脉冲调幅（PAM信号的形成和解调）

多路脉冲调幅实验框图

分路抽样电路的作用：

将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。

脉冲展宽电路的作用：

将进入接收端后的多路脉冲调幅信号分离，还原出单路的PAM信号。

为了解决PAM解调信号的幅度问题采用类似于平顶抽样的电路。

由于时分多路的需要，分路脉冲的宽度τS是很窄的。

当占空比为τS/TS的脉冲通过话路低通滤波器后，低通滤波器输出信号的幅度很小。

这样大的衰减带来的后果是严重的。

但是，在分路选通后加入保持电容，可使分路后的PAM信号展宽到100%的占空比，从而解决信号幅度衰减过大的问题。

但我们知道平顶抽样将引起固有的频率失真。

多路脉冲调幅系统中的路际串话：

路际串话是指在同一时分多路系统中，某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去，这样就产生了同一端机中的各路通话之间的串话。

如果传输PAM信号的通道频带是有限的，则PAM信号就会出现“拖尾”的现象，当“拖尾”严重，以至侵入邻路隙时，就产生了路际串话。

在考虑通道频带高频端时，可将整个通道简化为上图所示的低通网络，它的上截止频率为：

f1=1/（2πR1C1）

当考虑通道频带的低频端时，可将通道简化为上图所示的高通网络。

它的下截止频率为：

f2=1/（2πR2C2）

四．实验内容及步骤

（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

（1）观察主振脉冲信号；

2、在测试点（6）观察分路抽样脉冲（8kHz）；

3、在测试点（7）观察分路抽样脉冲（8kHz）；

（二）验证抽样定理

1、正弦信号从插孔（4）输入，fH=1KHz，幅度2VP-P。

2、以测试点（4）作双踪同步示波器的同步信号，观察测试点（8）抽样后形成的PAM信号。

调整示波器触发电平，使PAM信号在示波器上现示稳定。

观察并记录PAM信号，计算在一个信号周期内的抽样次数。

核对抽样次数和信号频率与抽样频率的关系。

3、连接（8）—（14），在（15）观察经低通滤波器和放大器的解调信号。

测量并记录其频率、幅度，并确定与输入信号的关系。

（三）PAM信号的形成和解调

连接（8）—（11）、（13）—（14）、

（2）—（12）。

1、在（4）输入正弦信号，fH=1KHz，幅度2V。

2、以（4）作为双踪同步示波器的同步信号，在（8）观察并记录单路PAM信号。

3、在（13）观察选通后的单路解调展宽信号，用示波器读出τ的宽度（用μS作单位），记录波形。

4、在（15）观察经低通滤波器放大后的音频信号。

（四）多路PAM系统中的路际串话现象

连接（8）—（9）、（10）—（11）、（13）—（14）、（3）—（12）。

1、在（4）输入正弦信号，fH=1KHz,Vp-p=2v;

2、将开关K向下置于电容C11处，在（15）处测输出电压；

3、将开关K向下置于电容C12处，在（15）处测输出电压，并与上2项目C11的结果比较。

五．实验结构及分析

（一）

1.主振脉冲信号：

F=2.043MHz,τ=240.0ns

2.在（6）分路抽样脉冲（8KHz）：

F=7.996kHz,τ=10us

3.在（7）分路抽样脉冲（8KHz）：

F=7.996kHz,τ=10us

（二）抽样定律

2.一个信号周期内的抽样次数：

信号频率与抽样频率的关系：

3.

（三）PAM信号的形成和解调

2.在（8）观察单路PAM信号：

3.单路解调展宽信号：

4.低通滤波器放大后的音频信号：

（四）多路PAM系统中的路际串话

2.

3.

六．思考题

2、本实验在（8）和（13）得到的是哪一类抽样的波形？

从理论上对理想抽样、自然抽样和平顶抽样进行对比和说明。

解：

在8和13处得到的是脉冲调幅信号抽样波形。

理想抽样用脉冲序列进行抽样。

平顶和自然抽样是用小矩形进行抽样，即抽样在一小段时间内进行不同的是：

自然抽样的顶端是跟模拟波形一样的。

而平顶抽样的顶端是平的。

3、实验内容（四）中的2、3项内容有什么区别？

分析影响串话的主要因素。

解:

通道的低频等效网络

通道的高频等效网络：

2项内容为高频串话现象；波形按R1C1时间常数指数下降。

这样，就有了第一路脉冲在第二路时隙上的残存电压——串话电压ΔU，这种由于信道的高频响应不够引起的路际串话就叫做高频串话。

3项内容为低频串话；由于R2C2>>τ，所以，当脉冲通过图（a）所示的高通网络后，输出波形如图（b）所示。

长长的“拖尾”影响到相隔很远的时隙。

若计算某一话路上的串话电压，则需要计算前n路对这一路分别产生的串话电压，积累起来才是总的串话电压。

这种由于信道的低频响应不够而引起的路际串话就叫做低频串话。

解决低频串话是一项很困难的工作

影响串话的主要因素是RC，R2C2>>τ,长长的拖尾影响到相隔很远的时隙，这样就降低了串话出现高频串话,但由于信道的低频响应不够而引起的路际串话就叫做低频串话。

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