脈沖幅度調(diào)制(PAM)及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn).ppt

提 示,1 請(qǐng)同學(xué)們按學(xué)號(hào)就座,每個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)坐2名同學(xué) 2 請(qǐng)檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器:雙蹤示波器,低頻信號(hào)源,實(shí)驗(yàn)箱各一臺(tái);儀器所用附件:信號(hào)源探頭一根,示波器探針兩根分別放在其相應(yīng)儀器所對(duì)應(yīng)的抽屜里面. 3 請(qǐng)做完實(shí)驗(yàn)后檢查上述所有儀器及附件是否完整無(wú)缺并按原來(lái)位置放好.將實(shí)驗(yàn)凳放回實(shí)驗(yàn)臺(tái)下. 4 實(shí)驗(yàn)中保持實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生,下課時(shí)將自己產(chǎn)生的垃圾帶走,保持實(shí)驗(yàn)臺(tái)面整潔,特別是實(shí)驗(yàn)臺(tái)抽屜里不得存有垃圾! 5 每位同學(xué)請(qǐng)自覺(jué)遵守上述要求,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后指導(dǎo)教師要對(duì)此做相應(yīng)檢查.請(qǐng)同學(xué)們愛護(hù)實(shí)驗(yàn)室!,實(shí)驗(yàn)一 脈沖幅度調(diào)制(PAM)及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),【實(shí)驗(yàn)性質(zhì)】：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、加深對(duì)取樣定理的理解。 2、了解脈沖幅度調(diào)制PAM系統(tǒng)的工作過(guò)程,二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求,主要預(yù)習(xí)通信系統(tǒng)原理教材中關(guān)于“脈沖模擬調(diào)制系統(tǒng)”這章中的“低通信號(hào)的取樣定理”、“脈沖幅度調(diào)制”等主要章節(jié)，其次預(yù)習(xí)一下PPM、PDM調(diào)制系統(tǒng)。,三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表,1、雙蹤示波器 一臺(tái) 2、低頻信號(hào)源 一臺(tái) 3、通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱 一套,四、實(shí)驗(yàn)原理知識(shí)點(diǎn)1:低通抽樣定理,一個(gè)頻帶限制在(0, fH)赫內(nèi)的時(shí)間連續(xù)信號(hào)m(t)，如果抽樣頻率fs大于或等于2fH,則可以由樣值序列m(nTs)無(wú)失真地重建原始信號(hào) m(t). 此定理告訴我們：若m(t)的頻譜在某一角頻率H以上為零，則m(t)中的全部信息完全包含在其間隔不大于1/(2fH)秒的均勻抽樣序列里。換句話說(shuō)，在信號(hào)最高頻率分量的每一個(gè)周期內(nèi)起碼應(yīng)抽樣兩次，或者說(shuō)，抽樣速率fs（每秒內(nèi)的抽樣點(diǎn)數(shù)）應(yīng)不小于2fH，若抽樣速率fs2fH，則會(huì)產(chǎn)生失真，這種失真叫混疊失真。 ,四、實(shí)驗(yàn)原理知識(shí)點(diǎn)2:脈沖調(diào)制,以時(shí)間上離散的脈沖串作為載波，用模擬基帶信號(hào)m(t)去控制脈沖串的某參數(shù)， 使其按m(t)的規(guī)律變化的調(diào)制方式。通常，按基帶信號(hào)改變脈沖參量（幅度、寬度和位置）的不同，把脈沖調(diào)制又分為脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PDM)和脈位調(diào)制(PPM)。 下面介紹脈沖振幅調(diào)制，它是脈沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。,四、實(shí)驗(yàn)原理知識(shí)點(diǎn)2:脈沖調(diào)制,PAM、 PDM、 PPM信號(hào)波形,四、實(shí)驗(yàn)原理知識(shí)點(diǎn)3: PAM,PAM是脈沖載波的幅度隨基帶信號(hào)變化的一種調(diào)制方式。若脈沖載波是沖激脈沖序列，則前面討論的抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。也就是說(shuō)，按抽樣定理進(jìn)行抽樣得到的信號(hào)就是一個(gè)PAM信號(hào)。 但是，用沖激脈沖序列進(jìn)行抽樣是一種理想抽樣的情況，是不可能實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)闆_擊序列在實(shí)際中是不能獲得的，即使能獲得，由于抽樣后信號(hào)的頻譜為無(wú)窮大， 對(duì)有限帶寬的信道而言也無(wú)法傳遞。因此，在實(shí)際中通常采用脈沖寬度相對(duì)于抽樣周期很窄的窄脈沖序列近似代替沖激脈沖序列，從而實(shí)現(xiàn)脈沖振幅調(diào)制。我們介紹用窄脈沖序列進(jìn)行實(shí)際抽樣的一種脈沖振幅調(diào)制方式：自然抽樣的脈沖調(diào)幅。 ,自然抽樣的脈沖調(diào)幅 自然抽樣又稱曲頂抽樣，它是指抽樣后的脈沖幅度（頂部）隨被抽樣信號(hào)m(t)變化，或者說(shuō)保持了m(t)的變化規(guī)律。 自然抽樣的脈沖調(diào)幅原理框圖如下圖 所示。 設(shè)模擬基帶信號(hào)m(t)的波形及頻譜如圖 (a)所示，脈沖載波以s(t)表示， 它是寬度為，周期為Ts的矩形窄脈沖序列，其中Ts是按抽樣定理確定的，這里取Ts=1/(2 fH)。s(t)的波形及頻譜如圖 (b)所示，則自然抽樣PAM信號(hào)(波形及頻譜見圖（c）)為m(t)與s(t)的乘積，即,五、實(shí)驗(yàn)原理電路圖,脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖見下圖所示，主要由輸入電路、調(diào)制電路、脈沖發(fā)生電路、解調(diào)濾波電路、功放輸出電路等五部分組成,六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1、脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn) a 觀察被調(diào)制信號(hào)正弦波形、取樣脈沖波形和已調(diào)信號(hào)波形的相互之間的關(guān)系及特點(diǎn)，特別是音頻帶內(nèi)各頻率點(diǎn)的情況。(測(cè)1個(gè)測(cè)量點(diǎn)) b 觀察驗(yàn)證抽樣定理，并加以理論分析和必要的說(shuō)明。 2、PAM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 觀察整個(gè)系統(tǒng)收發(fā)各點(diǎn)信號(hào)的特點(diǎn)并測(cè)量其參數(shù)，04K音頻段測(cè)2個(gè)頻率點(diǎn)。,1、脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)步驟 在S201處，用外加信號(hào)源送04KHZ音頻帶內(nèi)的頻率為800HZ的信號(hào)fsr，然后用示波器在TP601處觀察測(cè)量，以該點(diǎn)信號(hào)輸出幅度不失真時(shí)較大為好，如有削頂失真則減小外加信號(hào)源的輸出幅度，達(dá)到上述要求。TP606處觀察其方波取樣脈沖信號(hào)。在TP602處觀察并用示波器測(cè)量該點(diǎn)波形。并做詳細(xì)記錄、繪圖。,七、實(shí)驗(yàn)步驟,2、脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) a、+5V工作 b、按下按鍵開關(guān)：K2、K3、K100、K600 c、按一下“復(fù)位”、“開始”與“PAM”功能鍵，顯示代碼“8” d、外加800Hz的信號(hào)從S201進(jìn)入 e、驗(yàn)證取樣定理時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同步現(xiàn)象，在示波器中觀察不到穩(wěn)定的信號(hào)。此時(shí)可適當(dāng)調(diào)整外加信號(hào)頻率，使之同步，有時(shí)需要反復(fù)耐心地調(diào)整才能觀察到。特別當(dāng)觀察fc2fsr時(shí)，注意判斷區(qū)別臨界狀態(tài)時(shí)的波形及頻率，并記下奈氏(Nyquist)速率。,3、PAM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)步驟 在s20l處，分別送fsr=800Hz、4KHz信號(hào)。分別用示波器觀測(cè)TP601、TP606、TP602、TP605各點(diǎn)波形，并做詳細(xì)記錄、繪圖。,波形的正確畫法：,1、結(jié)合實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)述取樣定理 2、記錄所看到的TP601的陷幅波形，并說(shuō)明其產(chǎn)生原因 3、結(jié)合實(shí)驗(yàn)計(jì)算本組實(shí)驗(yàn)箱的輸入信號(hào)最高頻率,八、討