湖南大學(xué)通信原理實(shí)驗(yàn)四

實(shí)驗(yàn)4抽樣定理及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)通信一班20110803126鄧恬—、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)模擬信號(hào)抽樣的實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)抽樣定理的理解;.通過PAM調(diào)制實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能加深理解脈沖幅度調(diào)制的特點(diǎn)；3.學(xué)習(xí)PAM調(diào)制硬件實(shí)現(xiàn)電路，掌握調(diào)整測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1?PAM脈沖調(diào)幅模塊，位號(hào)：H時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G.100M雙蹤小波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)原理抽樣定理告訴我們：如果對(duì)某一帶寬有限的時(shí)間連續(xù)信號(hào)（模擬信號(hào)）進(jìn)行抽樣,且抽樣速率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，那么根據(jù)這些抽樣值就能準(zhǔn)確地還原原信號(hào)。這就是說，若要傳輸模擬信號(hào)，不一定要傳輸模擬信號(hào)本身，可以只傳輸按抽樣定理得到的抽樣值。通常，按照基帶信號(hào)改變脈沖參量（幅度、寬度和位置）的不同，把脈沖調(diào)制分為脈幅調(diào)制（PAM）、脈寬調(diào)制（PDM）和脈位調(diào)制（PPM）。雖然這三種信號(hào)在時(shí)間上都是離散的，但受調(diào)參量是連續(xù)的，因此也都屬于模擬調(diào)制抽樣實(shí)驗(yàn)過程結(jié)構(gòu)示意圖，rxn.1iZAhrwVrMA.—.^c.toi抽樣定理原理框圖本實(shí)驗(yàn)中需要用到以下5個(gè)功能模塊。DDS信號(hào)源:它提供正弦波等信號(hào)，并經(jīng)過連線送到"PAM脈沖調(diào)幅模塊“，作為脈沖幅度調(diào)制器的調(diào)制信號(hào)。P03測(cè)試點(diǎn)可用于調(diào)制信號(hào)的連接和測(cè)量；另外，如果實(shí)驗(yàn)室配備了電話單機(jī)，也可以使用用戶電話模塊，這樣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)效果更直接、更形象，P05測(cè)試點(diǎn)可用于語音信號(hào)的連接和測(cè)量。抽樣脈沖形成電路模塊:它提供有限高度，不同寬度和頻率的的抽樣脈沖序列，并經(jīng)過連線送到"PAM脈沖調(diào)幅模塊"，作為脈沖幅度調(diào)制器的抽樣脈沖。P09測(cè)試點(diǎn)可用于抽樣脈沖的連接和測(cè)量。該模塊提供的抽樣脈沖頻率可調(diào),占空比為50%。PAM脈沖調(diào)幅模塊：PAM電路原理圖如圖所示，它采用模擬開關(guān)CD4066實(shí)現(xiàn)脈沖幅度調(diào)制。抽樣脈沖序列為高電平時(shí)，模擬開關(guān)導(dǎo)通,有調(diào)制信號(hào)輸出；抽樣脈沖序列為低電平，模擬開關(guān)斷開,無信號(hào)輸出。因此，本模塊實(shí)現(xiàn)的是自然抽樣。在32TP01測(cè)試點(diǎn)可以測(cè)量到已調(diào)信號(hào)波形。調(diào)制信號(hào)和抽樣脈沖都需要外接連線輸入。已調(diào)信號(hào)經(jīng)過PAM模擬信道（模擬實(shí)際信道的惰性）的傳輸，從32P03卸孑照）出，它可能會(huì)產(chǎn)生波形失真。，32W01（R1）電位器可改變模擬信道的傳輸特性,當(dāng)R1C1=R2C2時(shí),PAM已調(diào)信號(hào)理論上無失真。.接收濾波器與功放模塊：接收濾波器低通帶寬有2.6KHZ和5KHZ兩種，分別由開關(guān)K601上位和中站制,接收濾波器的作用是恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。訓(xùn)孔P14是接收濾波器與功放的輸入端，實(shí)驗(yàn)時(shí)需用外接導(dǎo)線將32P03與P14連接。時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊：它提供系統(tǒng)工作時(shí)鐘和接收數(shù)字低通濾波器工作時(shí)鐘。

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K在關(guān)閉系統(tǒng)電源的情況下，按照下表放置實(shí)驗(yàn)?zāi)K:模塊名稱放置位號(hào)時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊GPAM脈沖幅收制唳H對(duì)應(yīng)位號(hào)可見底板右上角的"實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表“，注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致。2.信號(hào)線連接:使用專用導(dǎo)線按照下表格進(jìn)行信號(hào)線連接:源帽目的帽葬作用P03（底板）32P01(H)將連續(xù)的模擬信號(hào)送入抽樣單元信號(hào)輸入端；P09（底板）33P02(H)將抽脈沖送入抽樣單元脈沖輸入端；32P03(H)P14（底板）將抽樣后的信號(hào)送入接收濾波器及功放輸入端。打開系統(tǒng)電源開關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。輸入模擬信號(hào)觀察將DDS信號(hào)源產(chǎn)生的三角波（模擬信號(hào)最好用復(fù)雜信號(hào)，如三角波，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)恢復(fù)濾波器帶寬,三角波頻率選1.5KHZ較好）送入抽樣模塊的32P01點(diǎn)，用示波

32P01處觀察，調(diào)節(jié)電位器W01,使該點(diǎn)三角波信號(hào)幅度約2V（峰一峰值）。奶：（201次肝KfilUJSTs柏0114E63320145.抽樣脈沖觀察當(dāng)DDS信號(hào)源處于〃抽樣〃狀態(tài)時(shí)（D04D03D02D01=0000）,旋轉(zhuǎn)SSO1可改變?nèi)用}沖（P09）的頻率。示波器接在32P02上,可觀察取樣脈沖波形?？紤]到1.5KHZ三角波有效帶寬不低于4.5KHZ（三次諧波）,因此抽樣頻率要大于9KHZ。抽樣信號(hào)觀察示波器接在32TP01上,可觀察PAM取樣信號(hào),示波器接在32P03上,調(diào)節(jié)"PAM脈沖幅度調(diào)制"上的32W01可改變PAM信號(hào)傳輸信道的特性,PAM取樣信號(hào)波形會(huì)發(fā)生改變。

D90-：＜2fll2A?MV-53511485Tu&A：rOl1MQ?3314改變PAM信號(hào)傳輸信道的特性，PAM取樣波形會(huì)發(fā)生失真，具體如下圖、7.取樣恢復(fù)信號(hào)觀察PAM解調(diào)用的低通濾波器電路（接收端濾波放大模塊,信號(hào)從P14輸入）設(shè)有兩組參數(shù)，其截止頻率分別為2.6KHZ.5KH乙調(diào)節(jié)不同的輸入信號(hào)頻率和不同的抽樣時(shí)鐘頻率，用示波器觀測(cè)各點(diǎn)波形，驗(yàn)證抽樣定理，并做詳細(xì)記錄、繪圖。（注意，調(diào)節(jié)32W01應(yīng)使32TP01.32P03兩點(diǎn)波形相似，即以不失真為準(zhǔn)。）[0JX2O12AMY5251l4ffiT疏fr0115S192014調(diào)節(jié)32W01后,兩點(diǎn)波形相似，不失真,結(jié)果如下圖[I齡2012心部5務(wù)1陌幣版0115K4120141500?/500?/200.05/停止?40.09注Agilent25DMSaArV"VDC1001DC10.0.1壇峰位|2):3!fS度率(2):1.5001kHz1.91V自助定標(biāo)系仗取消快速函試O通道,:采供稅煮自動(dòng)定標(biāo)所有酒at原有模式當(dāng)調(diào)節(jié)過頭時(shí)，波形出現(xiàn)失真。如下圖。OS>X2012AMV535114￡6Tib^0115靈而20估8?改變模擬信號(hào)和抽樣脈沖參數(shù)，修改模擬信號(hào)的頻率及類型嗎，修改抽樣脈沖的頻率，重復(fù)上述操可以嘗試下表所示組合，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：模擬信號(hào)抽樣脈沖恢復(fù)濾波器1K三角波1OK5K1K三角波1OK2.6K1K正弦波1OK5K電話語音信號(hào)8K5K電話語音信號(hào)6K5K對(duì)電話語音信號(hào)（8K）的抽樣脈沖撥號(hào)5090X2)12^懷5351UE6T典林rOI1&49W2014撥號(hào)20齡20121MV53511^8&TueApr011549冬3314初^擋財(cái)事&二凸e吾-。二xs*e45=1豆6皿導(dǎo)間$刑9SS6S弟尊溫M#嘉'￡興

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