實驗1、抽樣定理實驗

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實驗 1 PAM 調(diào)制與抽樣定理實驗一、實驗?zāi)康恼莆粘闃佣ɡ碓?，了解自然抽樣、平頂抽樣特性；理解抽樣脈沖脈寬、頻率對恢復(fù)信號的影響；理解恢復(fù)濾波器幅頻特性對恢復(fù)信號的影響；了解混迭效應(yīng)產(chǎn)生的原因。二、實驗原理抽樣定理簡介（模擬信號圖1-1信號的抽樣與恢復(fù)假設(shè)t)、T (t)和ms (t)的頻譜分別為M)、T )和Ms )。按照頻率卷積定t)T (t)M)和T )M () 1 M () () 1TT M ( n)sssT n 該式表明，已抽樣信號ms(t) 的頻譜 Ms

2、 () 是無窮多個間隔為s 的 M () 相迭加而成。T 1 , 則 M () 和() 的卷積在相鄰的周期內(nèi)存在2fHT（亦稱混疊Ms() 恢復(fù) M () ?？梢?，T 1 是抽樣的最大間隔，它被2 2 稱為奈奎斯特間隔。下圖所示是當(dāng)抽樣頻率 fs 2B 時（不混疊）及當(dāng)抽樣頻率 fs 2B 時（混疊）兩種情況下沖激抽樣信號的頻譜。F ()0tmm0(a) 連續(xù)信號及頻譜0Tsts1TS0m0Fs ()1ms高抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（不混疊）0Tst低抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（混疊）圖1-2采用不同抽樣頻率時抽樣信號及頻譜抽樣定理實現(xiàn)方法（調(diào)PAM（PD）PPM但PDMPPM70究驗平臺僅

3、介紹脈沖幅度調(diào)制，因為它是脈沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。抽樣定理實驗電路框圖，如下圖所示：圖1-3抽樣定理實驗電路框圖2PAM自然抽樣和平頂抽樣m(tm(t)變化的規(guī)律。圖 1-4 自然抽樣及平頂抽樣比較平頂抽樣有利于解調(diào)后提高輸出信號的電平，但卻會引入信號頻譜失真2Si/)/2，2) 的濾波器來進行頻譜校準，這種頻譜失真稱為孔徑失真。實驗電路框圖1-5，A2 單元完成信號抽樣，A7 單元完成信號恢復(fù)，模擬信號圖 1-5 抽樣定理實驗框圖框圖說明：本實驗中需要用到以下 4 個功能單元：信號源單元：用于選擇模擬信號，點擊框圖“原始信號”按鈕，出現(xiàn)虛擬信號源面DDSA2開關(guān)”可以選擇自然抽樣還是平頂抽樣；恢

4、復(fù)濾波器：A7（低通）A7模塊測量點說明A2 單元：2P1：原始模擬信號；2P2：抽樣脈沖信號；2P7A77P8三、實驗任務(wù)自然抽樣驗證：抽樣時域信號觀察、抽樣頻域信號觀察、恢復(fù)信號觀察；頻譜混疊現(xiàn)象驗證：通過改變模擬信號頻率、抽樣脈沖頻率驗證奈奎斯特定理；抽樣脈沖占空比恢復(fù)信號影響；四、實驗步驟實驗準備獲得實驗權(quán)限，從瀏覽器進入在線實驗平臺；選擇實驗內(nèi)容使用鼠標在通信原理實驗?zāi)夸涍x擇：PAM 調(diào)制與抽樣定理，進入到抽樣定理實驗頁面。2.自然抽樣驗證選擇自然抽樣功能自然抽樣”功能；修改參數(shù)進行測量2KHz，幅度設(shè)置指示為45；設(shè)置抽樣脈沖頻率：KHz，占空比： 4/（50；抽樣信號時域觀測2P

5、12P22P7抽樣信號頻域觀測使用示波器的 FFT 功能或頻譜儀，分別觀測 2P1,2P2,2P7 測量點的頻譜；2P1:2P2:2P7:恢復(fù)信號觀察3K（點擊截止7P8改變參數(shù)重新完成上述測量修改模擬信號的頻率及類型，修改抽樣脈沖的頻率，重復(fù)上述操作。 1-1表 1-1模擬信號抽樣脈沖恢復(fù)濾波器說明2K 正弦波3K2K1.5 倍抽樣脈沖2K 正弦波4K2K2 倍抽樣脈沖2K 正弦波8K2K4 倍抽樣脈沖2K 正弦波16K2K8 倍抽樣脈沖1K 三角波16K2K復(fù)雜信號恢復(fù)1K 三角波16K6K復(fù)雜信號恢復(fù)自己嘗試設(shè)計某種組合進行擴展2K 正弦波3K2K1.5 倍抽樣脈沖2K 正弦波4K2K2

6、 倍抽樣脈沖2K 正弦波8K2K4 倍抽樣脈沖2K 正弦波16K2K8 倍抽樣脈沖頻譜混疊現(xiàn)象驗證設(shè)置各信號參數(shù)Kz5z，/（%K；頻譜混疊時域觀察使用示波器觀測原始信號 2P1，恢復(fù)后信號 7P8。逐漸增加 2P1 原始信號頻率:1k，2k，2P1 6k 2P1 7k 2P1 為不同情況下，信號的波形，并分析原因，其是否發(fā)生頻譜混疊？1K：2K:3K:4K:6K:7K:8K: 頻譜混疊頻域觀察FFT 2P7，然后重新完成上述步驟（2）操2P1 2K:3K:5K:6K:7K:頻譜混疊擴展抽樣脈沖占空比恢復(fù)信號影響設(shè)置各信號參數(shù)Kz5z，/（%K修改抽樣脈沖占空比2P17P8。點擊“抽樣脈沖”按

7、鈕，逐漸修改抽1/8,2/8,7/8（1/2,1/4,1/8 三種情況。在修改占空比過程中， 7P8 恢復(fù)信號的幅度變化，并記錄波形。分析占空比對抽樣定理有什么影響？脈沖占空比1/8:脈沖占空比2/8:脈沖占空比3/8:脈沖占空比4/8:脈沖占空比7/8:結(jié)論：占空比不超過1/2時，抽樣信號占空比越高，則恢復(fù)信號幅度越大平頂抽樣驗證修改參數(shù)進行測量1KH4KHz4/50；對比自然抽樣和平頂抽樣頻譜使用示波器的FFT7P自然抽樣自然抽樣：平頂抽樣：結(jié)論分析：平頂抽樣的波形電平更接近于原始信號，但是波形相對于自然抽樣的波形更容易失真。原因是平頂抽樣有利于解調(diào)后提高輸出信號的電平，但卻會引入信號頻譜

8、失真Si/)/2。實驗擴展嘗試使用復(fù)雜信號完成抽樣定理的驗證將原始信號修改為“復(fù)雜信號”即：1k+3k 正弦波，自己設(shè)計思路完成抽樣定理。實驗結(jié)束實驗結(jié)束，從瀏覽器退出在線實驗平臺。五、實驗報告簡述抽樣定理驗證電路的工作原理。抽樣信號由抽樣電路產(chǎn)生。將輸入的被抽樣信號與抽樣脈沖相乘就可以得到自然抽樣信號，自然抽樣的信號經(jīng)過保持電路得到平頂抽樣信號。平頂抽樣和自然抽樣信號是通過開關(guān)切換輸出的。抽樣信號的恢復(fù)是將抽樣信號經(jīng)過低通濾波器，即可得到恢復(fù)的信號。記錄在各種測試條件下的測試數(shù)據(jù)，分析測試點的波形、頻率、信號幅度等各項測試數(shù)據(jù)并驗證抽樣定理。1-11.5KHz六、思考題1. 模擬信號為三角波，頻率 1KHz，幅度設(shè)置指示為 45；抽樣頻率 32KHz，占空比：4/8%T 三角波信號頻譜抽樣信號頻上圖每根譜線是什么信號？頻率是多少？根據(jù)三角波頻譜，抽樣頻率設(shè)置多少較好？為什么？根據(jù)三角波頻譜，恢復(fù)濾波器截止頻率應(yīng)設(shè)置多少較好？為什么？用實驗結(jié)果驗證你的 結(jié)論。實驗心得通過本次實驗，