實(shí)驗(yàn)二抽脈沖調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二 抽脈沖調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn).抽樣定理與 PAM 調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)一實(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) 二.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 通過(guò)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(guò)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)。 2. 實(shí)驗(yàn)電路工作原理 （1） 電路組成 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（二）實(shí)驗(yàn)電路工作原理 1.輸入電路 該電路由發(fā)送放大電路組成。該電路還用于 PCM、增量調(diào)制編碼電路中。 2.PAM 調(diào)制電路 它是利用 CD4066 開(kāi)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

2、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(kāi)關(guān) K601 來(lái)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(guò)調(diào)節(jié)電位器 W601實(shí)現(xiàn)輸出脈沖頻率的變化，以便用來(lái)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(guò)開(kāi)關(guān) K602 來(lái)選擇?？稍?TP603 處很方便地

3、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(lái)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(jiàn)的小功率運(yùn)放 LM386，配以少量的外圍元件來(lái)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)

4、 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 (1)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。

5、(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ffsr、 fc =2fsr、fc2fsr，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(guò)喇叭聽(tīng)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)。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 fc >=2fsr 時(shí)，注意判斷

6、區(qū)別臨界狀態(tài)時(shí)的波形及頻率，并記下奈氏（Nyquist）速率。五實(shí)驗(yàn)結(jié)果.脈沖編碼調(diào)制 PCM1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.用同步的簡(jiǎn)易信號(hào)觀察 A 律 PCM 八比特編碼的實(shí)驗(yàn) 2.脈沖編碼調(diào)制（PCM）及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 二. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.加深對(duì) PCM 編碼過(guò)程的理解。 2.熟悉 PCM 編、譯碼專用集成芯片的功能和使用方法。 3.了解 PCM 系統(tǒng)的工作過(guò)程。 三. 實(shí)驗(yàn)電路工作原理 （一） PCM 基本工作原理 脈沖調(diào)制就是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散、取值離散的數(shù)字信號(hào)后在信道中傳輸。脈碼調(diào)制就是對(duì)模擬信號(hào)先抽樣，再對(duì)樣值幅度量化、編碼的過(guò)程。 抽樣，就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行周期性掃描

7、，把時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)變成時(shí)間上離散的信號(hào)。該模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣后還應(yīng)當(dāng)包含原信號(hào)中所有信息，也就是說(shuō)能無(wú)失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)。它的抽樣速率的下限是由抽樣定理確定的。在該實(shí)驗(yàn)中，抽樣速率采用 8Kbit/s。 量化，就是把經(jīng)過(guò)抽樣得到的瞬時(shí)值將其幅度離散，即用一組規(guī)定的電平，把瞬時(shí)抽樣值用接近的電平值來(lái)表示。 一個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣量化后，得到已量化的脈沖幅度調(diào)制信號(hào)，它僅為有限個(gè)數(shù)值。 編碼，就是用一組二進(jìn)制碼組來(lái)表示每一個(gè)有固定電平的量化值。然而，實(shí)際上量化是在編碼過(guò)程中同時(shí)完成的，故編碼過(guò)程也稱為模/數(shù)變換，可記作 A/D。由此可見(jiàn)，脈沖編碼調(diào)制方式就是一種傳遞模擬信號(hào)的數(shù)字通信方式。 PCM

8、 的原理：話音信號(hào)先經(jīng)防混疊低通濾波器，進(jìn)行脈沖抽樣，變成 8KHz重復(fù)頻率的抽樣信號(hào)（即離散的脈沖調(diào)幅 PAM 信號(hào)），然后將幅度連續(xù)的 PAM 信號(hào)用“四舍五入”辦法量化為有限個(gè)幅度取值的信號(hào)，再經(jīng)編碼，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。對(duì)于電話，CCITT 規(guī)定抽樣率為 8KHz，每抽樣值編 8 位碼，即共有 28=256 個(gè)量化值，因而每話路 PCM 編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是 64kb/s。為解決均勻量化時(shí)小信號(hào)量化誤差大、音質(zhì)差的問(wèn)題，在實(shí)際中采用不均勻選取量化間隔的非線性量化方法，即量化特性在小信號(hào)時(shí)分層密、量化間隔小，而在大信號(hào)時(shí)分層疏、量化間隔大，在實(shí)際中廣泛使用的是兩種對(duì)數(shù)形式的壓縮特性：A 律和律。四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1.用同步的