脉冲幅度调制(PAM)及系统实验讲课教案.ppt

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1、实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST脉冲幅度调制(PAM)及系统实验实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST一、实验目的一、实验目的1 1、加深对取样定理的理解。、加深对取样定理的理解。2 2、了了解解脉脉冲冲幅幅度度调调制制PAMPAM系系统统的的工作过程工作过程实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST二、实验预习要求二、实验预习要求 主主要要预预习习通通信信系系统统原原理理教教材材中中关关于于“脉

2、脉冲冲模模拟拟调调制制系系统统”这这章章中中的的“低低通通信信号号的的取取样样定定理理”、“脉脉冲冲幅幅度度调调制制”等等主主要要章章节节，其次预习一下其次预习一下PPMPPM、PDMPDM调制系统。调制系统。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST三、实验仪器仪表三、实验仪器仪表 1 1、双踪示波器、双踪示波器 一台一台2 2、低低频频信号源信号源 一台一台3 3、通信系统实验箱、通信系统实验箱 一套一套 实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST四、实验原理四、实验

3、原理知识点知识点1:低通抽样定理低通抽样定理 一一个个频频带带限限制制在在(0,fH)赫赫内内的的时时间间连连续续信信号号m(t)，如如果果抽抽样样频频率率fs大大于于或或等等于于2fH,则则可可以以由由样样值序列值序列m(nTs)无失真地重建原始信号无失真地重建原始信号 m(t).此此定定理理告告诉诉我我们们：若若m(t)的的频频谱谱在在某某一一角角频频率率H以以上上为为零零，则则m(t)中中的的全全部部信信息息完完全全包包含含在在其其间间隔隔不不大大于于1/(2fH)秒秒的的均均匀匀抽抽样样序序列列里里。换换句句话话说说，在在信信号号最最高高频频率率分分量量的的每每一一个个周周期期内内起起

4、码码应应抽抽样样两两次次，或或者者说说，抽抽样样速速率率fs（每每秒秒内内的的抽抽样样点点数数）应应不不小小于于2fH，若若抽抽样样速速率率fs2fH，则则会产生失真，这种失真叫混叠失真。会产生失真，这种失真叫混叠失真。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点2:脉冲调制 以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号信号m(t)去控制脉冲串的某参数，去控制脉冲串的某参数，使其按使其按m(t)的的规律变化的调制方式。通常，按基带信号改变脉规律变化的调制方式。

5、通常，按基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制又分为脉幅调制制又分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制、脉宽调制(PDM)和脉和脉位调制位调制(PPM)。下面介绍脉冲振幅调制，它是脉下面介绍脉冲振幅调制，它是脉冲编码调制的基础。冲编码调制的基础。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST四、实验原理四、实验原理知识点知识点2:脉冲调制PAM、PDM、PPM信号波形信号波形实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST四、

6、实验原理四、实验原理知识点知识点3:PAM PAM是是脉脉冲冲载载波波的的幅幅度度随随基基带带信信号号变变化化的的一一种种调调制制方方式式。若若脉脉冲冲载载波波是是冲冲激激脉脉冲冲序序列列，则则前前面面讨讨论论的的抽抽样样定定理理就就是是脉脉冲冲振振幅幅调调制制的的原原理理。也也就就是是说说，按按抽抽样样定定理理进进行行抽抽样样得得到到的的信信号号就就是是一一个个PAM信号。信号。但但是是，用用冲冲激激脉脉冲冲序序列列进进行行抽抽样样是是一一种种理理想想抽抽样样的的情情况况，是是不不可可能能实实现现的的。因因为为冲冲击击序序列列在在实实际际中中是是不不能能获获得得的的，即即使使能能获获得得，由

7、由于于抽抽样样后后信信号号的的频频谱谱为为无无穷穷大大，对对有有限限带带宽宽的的信信道道而而言言也也无无法法传传递递。因因此此，在在实实际际中中通通常常采采用用脉脉冲冲宽宽度度相相对对于于抽抽样样周周期期很很窄窄的的窄窄脉脉冲冲序序列列近近似似代代替替冲冲激激脉脉冲冲序序列列，从从而而实实现现脉脉冲冲振振幅幅调调制制。我我们们介介绍绍用用窄窄脉脉冲冲序序列列进进行行实实际际抽抽样样的的一一种种脉脉冲冲振振幅幅调调制制方方式式：自自然然抽抽样样的的脉冲调幅。脉冲调幅。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST自然抽样的脉冲调幅自然抽样

8、的脉冲调幅 自自然然抽抽样样又又称称曲曲顶顶抽抽样样，它它是是指指抽抽样样后后的的脉脉冲冲幅幅度度（顶顶部部）随随被被抽抽样样信信号号m(t)变变化化，或或者者说说保保持持了了m(t)的的变变化化规规律律。自自然然抽抽样样的的脉脉冲冲调调幅幅原原理理框框图图如如下图下图 所示。所示。设设模模拟拟基基带带信信号号m(t)的的波波形形及及频频谱谱如如图图(a)所所示示，脉脉冲冲载载波波以以s(t)表表示示，它它是是宽宽度度为为，周周期期为为Ts的的矩矩形形窄窄脉脉冲冲序序列列，其其中中Ts是是按按抽抽样样定定理理确确定定的的，这这里里取取Ts=1/(2 fH)。s(t)的的波波形形及及频频谱谱如如

9、图图(b)所所示示，则则自自然然抽抽样样PAM信信号号(波波形形及频谱见图（及频谱见图（c）)为为m(t)与与s(t)的乘积，即的乘积，即实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST五五、实验原理电路图脉脉冲冲幅幅度度调调制制实实验验系系统统图图见见下下图图所所示示，主主要要由由输输入入电电路路、调调制制电电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成实验一实验一

10、脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST六、实验内容六、实验内容 1、脉冲幅度调制实验、脉冲幅度调制实验 a 观观察察被被调调制制信信号号正正弦弦波波形形、取取样样脉脉冲冲波波形形和和已已调调信信号号波波形形的的相相互互之之间间的的关关系系及及特特点点，特特别别是是音音频频带带内内各各频频率率点点的的情情况况。(测测1个个测量点测量点)b 观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。观察验证抽样定理，并加以理论分析和必要的说明。2、PAM通信系统实验通信系统实验观观察察整整个个系系统统收收发发各各点点信信号号的的特特点点并并测测量量其其参参数

11、数，04K音音频频段段测测2个频率点。个频率点。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST1、脉冲幅度调制实验步骤、脉冲幅度调制实验步骤 在在S201处处，用用外外加加信信号号源源送送04KHZ音音频频带带内内的的频频率率为为800HZ的的信信号号fsr，然然后后用用示示波波器器在在TP601处处观观察察测测量量，以以该该点点信信号号输输出出幅幅度度不不失失真真时时较较大大为为好好，如如有有削削顶顶失失真真则则减减小小外外加加信信号号源源的的输输出出幅幅度度，达达到到上上述述要要求求。TP606处处观观察察其其方方波波取取样样脉脉冲

12、冲信信号号。在在TP602处处观观察察并并用用示波器测量该点波形。并做详细记录、绘图。示波器测量该点波形。并做详细记录、绘图。七、实验步骤七、实验步骤实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST 2、脉冲幅度调制实验注意事项、脉冲幅度调制实验注意事项a、+5V工作工作b、按下按键开关：、按下按键开关：K2、K3、K100、K600c、按按一一下下“复复位位”、“开开始始”与与“PAM”功功能能键键，显显示代码示代码“8”d、外加、外加800Hz的信号从的信号从S201进入进入e e、验验证证取取样样定定理理时时，有有时时会会产产生生不

13、不同同步步现现象象，在在示示波波器器中中观观察察不不到到稳稳定定的的信信号号。此此时时可可适适当当调调整整外外加加信信号号频频率率，使使之之同同步步，有有时时需需要要反反复复耐耐心心地地调调整整才才能能观观察察到到。特特别别当当观观察察fc2fsrfc2fsr时时，注注意意判判断断区区别别临临界界状状态态时时的的波波形形及及频频率率，并记下奈氏并记下奈氏(Nyquist)(Nyquist)速率。速率。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST 3、PAM通信系统实验步骤通信系统实验步骤 在在 s20l处处，分分 别别 送送 fsr=

14、800Hz、4KHz信信号号。分分别别用用示示波波器器观观测测TP601、TP606、TP602、TP605各各点点波波形形，并做详细记录、绘图。并做详细记录、绘图。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST波形的正确画法：波形的正确画法：实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST1、结合实验简述取样定理、结合实验简述取样定理2、记录所看到的、记录所看到的TP601的陷幅波的陷幅波形，并说明其产生原因形，并说明其产生原因3、结合实验计算本组实验箱的、结合实验计算本组实验箱

15、的输入信号最高频率输入信号最高频率八、讨论思考题八、讨论思考题实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST 九、实验报告要求九、实验报告要求1、结结合合学学过过的的理理论论知知识识简简述述对对本本实实验验原原理的理解，绘出所做实验的电路。理的理解，绘出所做实验的电路。2、列列出出所所测测各各点点的的波波形形、频频率率、电电压压(电电平平)等等有有关关数数据据，对对所所测测数数据据做做简简要要分分析析说明。必要时借助于计算公式及推导。说明。必要时借助于计算公式及推导。3、请写出思考题答案。、请写出思考题答案。实验一实验一 脉冲幅度调制脉冲幅度调制(PAM)(PAM)及系统实验及系统实验通信工程专业实验室CUST此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢