三抽样定理与PAM调制解调实验-通信原理实验多媒体课件15858.pptx

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1、 通信无限 我心飞翔通信原理实验通信原理实验 多媒体课件多媒体课件杭州电子科技大学HANGZHOU DIANZI UNIVERSITY地址：杭州下沙高教园区二号路三号路口邮编：310018电话：0571-86919123传真：0571-86919123Copyright(C)杭州电子科技大学通信工程学院 All Rights Reserved.杭电主页联系我们课程简介进入课件通信原理实验室始建于通信原理实验室始建于19891989年，当时作为通信原理配套的课内实践教年，当时作为通信原理配套的课内实践教学环节并未独立开课；通信原理实验课程从学环节并未独立开课；通信原理实验课程从19921992年

2、我校通信工程专业设立年我校通信工程专业设立时开始独立设置，是通信工程专业实践教学环节的主要专业基础课。实验室从时开始独立设置，是通信工程专业实践教学环节的主要专业基础课。实验室从成立时只有成立时只有3-43-4组实验设备；组实验设备；19951995年扩建为年扩建为1010组，只能满足本专业学生的需要；组，只能满足本专业学生的需要；在在19981998年又改扩建为年又改扩建为2020组，开始向其它专业开放；随着高校扩招学生人数不断组，开始向其它专业开放；随着高校扩招学生人数不断增加，在增加，在20072007年再次改扩建成年再次改扩建成,把原来更多以验证性实验的教学模式，转化为把原来更多以验证

3、性实验的教学模式，转化为以设计性实验为主的硬件实验教学工作上。以设计性实验为主的硬件实验教学工作上。近年来，课程建设取得了较大进展，完善了课程基本环节，制定了通信近年来，课程建设取得了较大进展，完善了课程基本环节，制定了通信原理实验课程教学大纲，自制了多套实验设备，自编了原理实验课程教学大纲，自制了多套实验设备，自编了 通信原理实验通信原理实验教材。经过多年的实践和完善，合理的安排实验内容，使实验既围绕理论课程教材。经过多年的实践和完善，合理的安排实验内容，使实验既围绕理论课程的教学内容，又联系实际应用。实验指导教师也有原来的的教学内容，又联系实际应用。实验指导教师也有原来的1 1人专职发展到

4、现在人专职发展到现在专兼职教师专兼职教师8 8人。课程组教师在教学中能及时将科研和学科最新发展成果引入人。课程组教师在教学中能及时将科研和学科最新发展成果引入教学中教学中,使学生了解学科前沿，获取更多的信息；同时注重将工程应用引入使学生了解学科前沿，获取更多的信息；同时注重将工程应用引入通信原理实验教学中通信原理实验教学中,使学生能够更深层次地理解理论教学内容使学生能够更深层次地理解理论教学内容,培养学生培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。另外，教师授课时注重将素质教育融发现问题、分析问题、解决问题的能力。另外，教师授课时注重将素质教育融于课堂教学之中，注重学生实践能力和创新精神的培养

5、，发现和开发蕴藏在学于课堂教学之中，注重学生实践能力和创新精神的培养，发现和开发蕴藏在学生身上的潜在的创造性能力。生身上的潜在的创造性能力。通信原理实验精品课程码型变换实验码型变换实验 实验目录实验平台模块简介实验平台模块简介多媒体课件按钮使用说明多媒体课件按钮使用说明CPLDCPLD可编程数字信号发生器可编程数字信号发生器抽样定理和抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调脉冲编码调制解调脉冲编码调制解调FSK调制与解调实验调制与解调实验 增量调制编译码系统增量调制编译码系统计算机数据通信实验计算机数据通信实验一、实验目的一、实验目的二、实验内容二、实验内容三、实验仪器三、实验仪器四、实验原理四

6、、实验原理五、实验框图五、实验框图六、实验步骤六、实验步骤二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调一、实验目的一、实验目的1 1、验证抽样定理；、验证抽样定理；2 2、通过脉冲幅度调制实验，能加深理解脉冲幅度调制的、通过脉冲幅度调制实验，能加深理解脉冲幅度调制的原理；原理；3 3、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解该调制方式的特点。该调制方式的特点。二、实验内容二、实验内容1 1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，、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；并注意

7、观察它们之间的相互关系及特点；2 2、改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形，并、改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形，并测试系统的频率特性。测试系统的频率特性。二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调1 1、信号源模块、信号源模块2 2、模块、模块1 13 3、连接线、连接线 若干若干4 4、40M/60M 40M/60M 双踪示波器双踪示波器 一台一台三、实验仪器三、实验仪器二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调（一）基本原理（一）基本原理1 1、抽样定理、抽样定理 抽样定理表明：一个频带限制在（抽样定理表明：一个频带限制在（0 0，）内的时间连

8、续）内的时间连续信号信号 ，如果以，如果以TT 秒的间隔对它进行等间隔抽样，秒的间隔对它进行等间隔抽样，则则 将被所得到的抽样值完全确定。将被所得到的抽样值完全确定。假定将信号假定将信号 和周期为和周期为T T的冲激函数的冲激函数 相乘，如图相乘，如图 所示。乘积便是均匀间隔为所示。乘积便是均匀间隔为T T秒的冲激序列，这些冲激序列秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上的强度等于相应瞬时上 的值，它表示对函数的值，它表示对函数 的抽样。的抽样。若用若用 表示此抽样函数，则有：表示此抽样函数，则有：四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调 如果连续

9、信号的频带不是限于如果连续信号的频带不是限于0 0与与 之间，而是限制在之间，而是限制在 （信号的最低频率）与（信号的最低频率）与 （信号的最高频率）之间（带通型（信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，其抽样频率连续信号），那么，其抽样频率 并不要求达到并不要求达到 ，而是，而是达到达到2B2B即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。图图2-42-4和和2-52-5画出当抽样频率画出当抽样频率 2B2B（无混叠）时及当（无混叠）时及当抽样频率抽样频率 2B2B（有混叠）时两种情况下冲激抽样信号的（有混叠）时两种情况下冲激抽样信号的频谱。点击频

10、谱。点击 查看。查看。四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调00（a a）连续信号的频谱）连续信号的频谱 2 2、脉冲振幅调制（、脉冲振幅调制（PAMPAM）所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲振幅调制的原理。前面所说的抽样定理，就是脉冲振幅调制的原理。PAMPAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶曲

11、顶”抽样，已抽样信号抽样，已抽样信号m ms s(t)(t)的脉冲的脉冲“顶部顶部”是随是随m(t)m(t)变化的，即在顶部保持了变化的，即在顶部保持了m(t)m(t)变化的规律。平顶抽样所得的变化的规律。平顶抽样所得的已抽样信号如图已抽样信号如图2-62-6所示，点击所示，点击 查看。这里每一抽样脉冲查看。这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的顶抽样的PAMPAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。矩形脉冲。四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、

12、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调（二）电路组成（二）电路组成 脉冲幅度调制实验系统如下图所示，由输入电路、调制脉冲幅度调制实验系统如下图所示，由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成，电路原理框图如图分组成，电路原理框图如图2-72-7所示。所示。四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调图图2-7 2-7 脉冲振幅调制电路原理框图脉冲振幅调制电路原理框图（三）实验电路工作原理（三）实验电路工作原理1 1、PAMPAM调制电路调制电路 被抽样信号从被抽样信号从PAM

13、-SINPAM-SIN输入，若为音频信号（输入，若为音频信号（3003003400Hz3400Hz），则它经过电压跟随器后，被送到模拟开关），则它经过电压跟随器后，被送到模拟开关40664066的的1 1脚。此时，将抽样脉冲送入脚。此时，将抽样脉冲送入40664066的第的第1313脚作为控制信号，脚作为控制信号，当该脚为高电平时，当该脚为高电平时，U2U2的的的的1 1脚和脚和2 2脚导通，输出调制信号；脚导通，输出调制信号；当当U2U2的的1313脚为低电平时，脚为低电平时，U2U2的的1 1脚和脚和2 2脚断开，无波形输出。脚断开，无波形输出。因此，在因此，在U2U2的的2 2脚就可以观

14、察到比较理想的脉冲幅度调制信脚就可以观察到比较理想的脉冲幅度调制信号。号。四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调四、实验原理四、实验原理（三）实验电路工作原理（三）实验电路工作原理2 2、脉冲发电路、脉冲发电路主要有两种抽样脉冲产生电路，一种由主要有两种抽样脉冲产生电路，一种由555555及其它元及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生脉宽、频率件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生脉宽、频率可调的方波信号，可通过改变可调电阻可调的方波信号，可通过改变可调电阻W1W1来实现输出脉来实现输出脉

15、冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLDCPLD产生的抽样脉冲，产生的抽样脉冲，CPLDCPLD产生的抽样脉冲从产生的抽样脉冲从PAMCLKPAMCLK输入，输入，本次采用后者，该部分电路详见图本次采用后者，该部分电路详见图2-82-8所示。点击所示。点击 查查看。看。3 3、PAMPAM解调与滤波电路解调与滤波电路 解调滤波电路由集成运放电路解调滤波电路由集成运放电路TL084TL084组成。组成了一个二阶有源低通组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在滤波器，其截止频率设计在3.4KHz3.4KHz左右，因为该滤波器有着解

16、调的作用，左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。解调电路如图电路中。解调电路如图2-92-9所示，点击所示，点击 查看。查看。4 4、功放输出电路、功放输出电路 功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见的小功率运放该电路选用了常见的小功率运放LM386LM386，配以少量的外围元件来完成。放，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。大后的音频信号由喇叭

17、作为负载输出。四、实验原理四、实验原理二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调（三）实验电路工作原理（三）实验电路工作原理五、实验框图五、实验框图二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调1 1、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，将信号源模块和模块1 1的的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V+5V电源指示灯，绿灯为电源指示灯，绿灯为-12V12V电源指示灯，黄色为电源指示灯，黄色为+12V+12V电源指示灯。（注意，此处只是验证通电是电源指示灯。（注意

18、，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线）。2 2、观测、观测PAMPAM抽样波形抽样波形（1 1）用示波器观测信号源）用示波器观测信号源“2K“2K同步正弦波同步正弦波”输出，调节输出，调节W1W1改变输出信号改变输出信号幅度，使输出信号峰幅度，使输出信号峰-峰值在峰值在2V2V左右；左右；（2 2）将信号源上）将信号源上S4S4设为设为10111011，使，使“CLK1”“CLK1”输出输出16K16K时钟；时钟；（3 3）将模块）将模块1 1上上K1K1选到选到“自然抽样自然抽样”；（4

19、4）关闭电源，按如下方式连线，点击）关闭电源，按如下方式连线，点击 查看连线。查看连线。六、实验步骤六、实验步骤二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调*检查连线是否正确，检查无误后打开电源检查连线是否正确，检查无误后打开电源（5 5）用示波器在）用示波器在“自然抽样自然抽样”处观察处观察PAMPAM抽样波形；抽样波形；（6 6）将）将K1K1设为设为“平顶抽样平顶抽样”，用示波器在，用示波器在“平顶抽样平顶抽样”处处观察保持信号波形。观察保持信号波形。六、实验步骤六、实验步骤二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调源端口源端口目目标标端口端口连线说连线说明明信

20、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3 3、改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。、改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。(先不做）先不做）4 4、观测解码后、观测解码后PAMPAM波形与原信号的区别波形与原信号的区别（1 1）步骤）步骤2 2的前的前3 3步不变步不变,按如下方式连线：点击按如下方式连线：点击 查看连线查看连线六、实验步骤六、实验步骤二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调源端口源端口目目标标端口端口连线说连线说明明信号源：“2K同步正弦波”模块1:“P

21、AM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟模块1:“自然抽样”模块1:“IN”将PAM信号进行译码（2 2）将）将“PAM-SIN”“PAM-SIN”做内触发源，用双踪示波器对比观测做内触发源，用双踪示波器对比观测“PAM-SIN”“PAM-SIN”和和“OUT”“OUT”波形。波形。3 3、改变抽样时钟频率为、改变抽样时钟频率为4KHz4KHz，观测自然抽样信号，验证抽样定理。，观测自然抽样信号，验证抽样定理。5 5、测试系统的频率特性、测试系统的频率特性 连线关系请参考下表，保持输入信号的幅度峰峰值为连线关系请参考下表，保持输入信号的幅度峰峰值为2

22、V2V，改变非同步，改变非同步信号的频率，来测试整个系统的频率特性信号的频率，来测试整个系统的频率特性,完成完成1818页表格。页表格。6 6、实验结束拆除连线，整理波形完成实验报告。、实验结束拆除连线，整理波形完成实验报告。六、实验步骤六、实验步骤二、抽样定理和二、抽样定理和PAMPAM调制解调调制解调源端口源端口目目标标端口端口连线说连线说明明信号源：“非同步正弦波”模块1:“PAM-SIN”提供被抽样信号信号源：“CLK1”模块1:“PAMCLK”提供抽样时钟模块1:“自然抽样”模块1:“IN”将PAM信号进行译码谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH