通信原理試驗(yàn)04抽樣定理與PAM調(diào)制解調(diào)試驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)四抽樣定理與PAM制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四抽樣定理與PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1抽樣定理實(shí)驗(yàn)2. 脈沖幅度調(diào)制（PAM ）及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)1. 通過脈沖幅度調(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)。2. 通過對(duì)電路組成、波形和所測(cè)數(shù)據(jù)的分析，加深理解這種調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。.實(shí)驗(yàn)電路工作原理抽樣定理在通信系統(tǒng)、信息傳輸理論方面占有十分重要的地位。抽樣過程是模擬信 號(hào)數(shù)字化的第一步，抽樣性能的優(yōu)劣關(guān)系到通信設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。利用抽樣脈 沖把一個(gè)連續(xù)信號(hào)變?yōu)殡x散時(shí)間樣值的過程稱為抽樣，抽樣后的信號(hào)稱為脈沖幅度（PAM信號(hào)。抽樣定理指出：一個(gè)頻帶受限信號(hào)m（t），如果它的最高頻率為 fh,則可以唯一地

2、由頻率等于或大于 2fh的樣值序列所決定。在滿足抽樣定理的條件下，抽樣信號(hào)保 留了原始信號(hào)的全部信息，并且，從抽樣信號(hào)中可以無失真地恢復(fù)出原始信號(hào)。在抽樣 定理實(shí)驗(yàn)中，采用標(biāo)準(zhǔn)的 8KHz抽樣頻率，并通過外加各種模擬信號(hào)來代替實(shí)際語音信 號(hào)。請(qǐng)同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)開始動(dòng)手前認(rèn)真閱讀理論教材和實(shí)驗(yàn)教材，深入理解實(shí)驗(yàn)原理圖， 以更好掌握好該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。（一）電路組成脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖4-1所示，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，如圖4-2所示。K6013抽樣脈沖產(chǎn)生電路取樣保持電路19圖4-1脈沖振幅調(diào)制電路原理框圖（二）實(shí)驗(yàn)電路工作原理1. 輸入電路該電路由發(fā)

3、送放大電路組成。該電路還用于PCM增量調(diào)制編碼電路中。電路電原理圖如4-2所示。2. PAM調(diào)制電路調(diào)制電路見圖4-2。它是利用CD4066開關(guān)特性完成抽樣實(shí)驗(yàn)的，抽樣輸出的信號(hào)中不 含有直流分量。輸出負(fù)載端，接有取樣保持電路，由R605、C602以及R607等組成，由開關(guān) K601來控制，在做調(diào)制實(shí)驗(yàn)時(shí)，K601的2端與3端相連，能觀察其取樣定理的波形。在做系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將K601的1端與2端相連，即與解調(diào)濾波電路連通。3. 脈沖發(fā)生電路該部分電路詳見圖4-2所示，主要有兩種抽樣脈沖，一種由555及其它元件組成，這是一個(gè)單諧振蕩器電路，能產(chǎn)生極性、脈寬、頻率可調(diào)的方波信號(hào)，可通過調(diào)節(jié)電位 器W

4、601實(shí)現(xiàn)輸出脈沖頻率的變化，以便用來驗(yàn)證取樣定理，另一種由CPLD產(chǎn)生的8KHz抽樣脈沖，這兩種抽樣脈沖通過開關(guān)K602來選擇?？稍?TP603處很方便地觀測(cè)到脈沖頻率變化情況和輸出的脈沖波形。注意實(shí)驗(yàn)時(shí)，用8KHz抽樣脈沖效果較好，而且便于穩(wěn)定觀察。4. PAM解調(diào)與濾波電路解調(diào)濾波電路由集成運(yùn)放電路 TL084組成。組成了一個(gè)二階有源低通濾波器，其截 止頻率設(shè)計(jì)在3.4KHZ左右，因?yàn)樵摓V波器有著解調(diào)的作用，因此它的質(zhì)量好壞直接影響 著系統(tǒng)的工作狀態(tài)。該電路還用在接收通道電路中。5. 功放輸出電路功放電路主要用來放大輸出信號(hào)，提高解調(diào)后的音頻信號(hào)輸出功率。該電路選用了 常見的小功率運(yùn)放

5、LM386配以少量的外圍元件來完成。放大后的音頻信號(hào)由喇叭作為負(fù) 載輸出。喇叭輸出時(shí)應(yīng)將K102短接1-2。三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 抽樣定理實(shí)驗(yàn)2. 脈沖幅度調(diào)制（PAM及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四. 實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)1. 脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)步驟用示波器在TP601處觀察，以該點(diǎn)信號(hào)輸出幅度不失真時(shí)為好，如有削頂失真則減 小外加信號(hào)源的輸出幅度或調(diào)節(jié)W108在TPP603處觀察其取樣脈沖信號(hào)。改變電位器W601,再用示波器觀察 TP602該點(diǎn)波形。做詳細(xì)記錄、繪圖。2. PAM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)步驟J106 選擇“同步輸入” J104選擇“ PAM IN”，J105選擇” PAM OUT .(2) 將K602的2端和3

6、端相連，為CPLD產(chǎn)生的8KHz抽樣時(shí)鐘脈沖，用示波器觀測(cè) TP601TP604各點(diǎn)波形，并做詳細(xì)記錄、繪圖。(3) 將K602的1端和2端相連，然后電位器 W601即改變抽樣頻率fsr，使f > fsr、f c =2fsr、fcV 2fsr，在TP603處用示波器觀測(cè)系統(tǒng)輸出波形，以判斷和驗(yàn)證取樣定理在系統(tǒng)中的正確性，同時(shí)做詳細(xì)記錄和繪圖，記下在系統(tǒng)通信狀態(tài)下的奈奎斯特速率。并分析 比較。(4) 在TP111處用示波器觀察話音輸出波形，通過喇叭聽話音，感性判斷該系統(tǒng)對(duì)話音 信號(hào)的傳輸質(zhì)量。3. 脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)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)。

7、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f c 2f sr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。五. 測(cè)量點(diǎn)說明TP601 :若外加信號(hào)幅度過大，則被限幅電路限幅成方波了，因此信號(hào)波形幅度盡量小一些，一般實(shí)驗(yàn)時(shí)正弦波的峰峰值調(diào)節(jié)到1V左右，請(qǐng)同學(xué)們一定要注意。方法是：調(diào)節(jié)通信話路終端發(fā)送放大電路中的電位器W10 &TP602 :抽樣脈沖波形輸出，其抽樣脈沖波形由抽樣時(shí)鐘電路(在TP603處觀察)決定，在抽樣時(shí)鐘電路里，可通過調(diào)節(jié)電位器W601達(dá)到改變時(shí)鐘的頻率，此時(shí)跳線K602跳到1-2，為555產(chǎn)生的時(shí)鐘。TP603 :抽樣時(shí)鐘信號(hào)輸出，當(dāng) K602短接1-2時(shí)，為555振蕩產(chǎn)生的抽樣信號(hào)，抽 樣頻率可調(diào)節(jié)電位器 W601另一種抽樣時(shí)鐘為 CPLD可編程模塊產(chǎn)生的 8KHz 的固定時(shí)鐘脈沖，此時(shí)開關(guān)K602選擇短接2-3。TP604 :收端PAM調(diào)制信號(hào)，保持輸出，開關(guān)K601的1腳與2腳相接。TP111 :為PAM解調(diào)信號(hào)，波形還原的好壞與抽樣時(shí)鐘的頻率有關(guān)。W6 0 11 0KTP6 0 41R61 009E60 20u FC6 026 80 0P* II'TP6 0 21R6 061 0011TP6 0 1R6 071 0KR6 05DNG6CCVcU6 035