醫(yī)學(xué)課件脈沖幅度調(diào)制(PAM)及系統(tǒng)實驗

1、 提 示1 請同學(xué)們按學(xué)號就座,每個實驗臺坐2名同學(xué)2 請檢查實驗臺上的儀器:雙蹤示波器,低頻信號源,實驗箱各一臺;儀器所用附件:信號源探頭一根,示波器探針兩根分別放在其相應(yīng)儀器所對應(yīng)的抽屜里面.3 請做完實驗后檢查上述所有儀器及附件是否完整無缺并按原來位置放好.將實驗凳放回實驗臺下.4 實驗中保持實驗室衛(wèi)生,下課時將自己產(chǎn)生的垃圾帶走,保持實驗臺面整潔,特別是實驗臺抽屜里不得存有垃圾!5 每位同學(xué)請自覺遵守上述要求,實驗結(jié)束后指導(dǎo)教師要對此做相應(yīng)檢查.請同學(xué)們愛護(hù)實驗室!實驗一 脈沖幅度調(diào)制(PAM)及系統(tǒng)實驗【實驗性質(zhì)】：驗證性實驗一、實驗?zāi)康?、加深對取樣定理的理解。2、了解脈沖幅度調(diào)制

2、PAM系統(tǒng)的工作過程二、實驗預(yù)習(xí)要求 主要預(yù)習(xí)通信系統(tǒng)原理教材中關(guān)于“脈沖模擬調(diào)制系統(tǒng)”這章中的“低通信號的取樣定理”、“脈沖幅度調(diào)制”等主要章節(jié)，其次預(yù)習(xí)一下PPM、PDM調(diào)制系統(tǒng)。三、實驗儀器儀表 1、雙蹤示波器 一臺2、低頻信號源 一臺3、通信系統(tǒng)實驗箱 一套 四、實驗原理知識點1:低通抽樣定理 一個頻帶限制在(0, fH)赫內(nèi)的時間連續(xù)信號m(t)，如果抽樣頻率fs大于或等于2fH,則可以由樣值序列m(nTs)無失真地重建原始信號 m(t). 此定理告訴我們：若m(t)的頻譜在某一角頻率H以上為零，則m(t)中的全部信息完全包含在其間隔不大于1/(2fH)秒的均勻抽樣序列里。換句話說，

3、在信號最高頻率分量的每一個周期內(nèi)起碼應(yīng)抽樣兩次，或者說，抽樣速率fs（每秒內(nèi)的抽樣點數(shù)）應(yīng)不小于2fH，若抽樣速率fs2fH，則會產(chǎn)生失真，這種失真叫混疊失真。 四、實驗原理知識點2:脈沖調(diào)制 以時間上離散的脈沖串作為載波，用模擬基帶信號m(t)去控制脈沖串的某參數(shù)， 使其按m(t)的規(guī)律變化的調(diào)制方式。通常，按基帶信號改變脈沖參量（幅度、寬度和位置）的不同，把脈沖調(diào)制又分為脈幅調(diào)制(PAM)、脈寬調(diào)制(PDM)和脈位調(diào)制(PPM)。 下面介紹脈沖振幅調(diào)制，它是脈沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。四、實驗原理知識點2:脈沖調(diào)制PAM、 PDM、 PPM信號波形四、實驗原理知識點3: PAM PAM是脈沖載波的

4、幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。若脈沖載波是沖激脈沖序列，則前面討論的抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。也就是說，按抽樣定理進(jìn)行抽樣得到的信號就是一個PAM信號。 但是，用沖激脈沖序列進(jìn)行抽樣是一種理想抽樣的情況，是不可能實現(xiàn)的。因為沖擊序列在實際中是不能獲得的，即使能獲得，由于抽樣后信號的頻譜為無窮大， 對有限帶寬的信道而言也無法傳遞。因此，在實際中通常采用脈沖寬度相對于抽樣周期很窄的窄脈沖序列近似代替沖激脈沖序列，從而實現(xiàn)脈沖振幅調(diào)制。我們介紹用窄脈沖序列進(jìn)行實際抽樣的一種脈沖振幅調(diào)制方式：自然抽樣的脈沖調(diào)幅。 自然抽樣的脈沖調(diào)幅 自然抽樣又稱曲頂抽樣，它是指抽樣后的脈沖幅度（頂部）隨被抽

5、樣信號m(t)變化，或者說保持了m(t)的變化規(guī)律。 自然抽樣的脈沖調(diào)幅原理框圖如下圖 所示。 設(shè)模擬基帶信號m(t)的波形及頻譜如圖 (a)所示，脈沖載波以s(t)表示， 它是寬度為，周期為Ts的矩形窄脈沖序列，其中Ts是按抽樣定理確定的，這里取Ts=1/(2 fH)。s(t)的波形及頻譜如圖 (b)所示，則自然抽樣PAM信號(波形及頻譜見圖（c）)為m(t)與s(t)的乘積，即五、實驗原理電路圖脈沖幅度調(diào)制實驗系統(tǒng)圖見下圖所示，主要由輸入電路、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六、實驗內(nèi)容 1、脈沖幅度調(diào)制實驗 a 觀察被調(diào)制信號正弦波形、取樣脈沖波形和已調(diào)信號

6、波形的相互之間的關(guān)系及特點，特別是音頻帶內(nèi)各頻率點的情況。(測1個測量點)b 觀察驗證抽樣定理，并加以理論分析和必要的說明。2、PAM通信系統(tǒng)實驗觀察整個系統(tǒng)收發(fā)各點信號的特點并測量其參數(shù)，04K音頻段測2個頻率點。1、脈沖幅度調(diào)制實驗步驟 在S201處，用外加信號源送04KHZ音頻帶內(nèi)的頻率為800HZ的信號fsr，然后用示波器在TP601處觀察測量，以該點信號輸出幅度不失真時較大為好，如有削頂失真則減小外加信號源的輸出幅度，達(dá)到上述要求。TP606處觀察其方波取樣脈沖信號。在TP602處觀察并用示波器測量該點波形。并做詳細(xì)記錄、繪圖。 七、實驗步驟 2、脈沖幅度調(diào)制實驗注意事項a、+5V工

7、作b、按下按鍵開關(guān)：K2、K3、K100、K600c、按一下“復(fù)位”、“開始”與“PAM”功能鍵，顯示代碼“8”d、外加800Hz的信號從S201進(jìn)入e、驗證取樣定理時，有時會產(chǎn)生不同步現(xiàn)象，在示波器中觀察不到穩(wěn)定的信號。此時可適當(dāng)調(diào)整外加信號頻率，使之同步，有時需要反復(fù)耐心地調(diào)整才能觀察到。特別當(dāng)觀察fc2fsr時，注意判斷區(qū)別臨界狀態(tài)時的波形及頻率，并記下奈氏(Nyquist)速率。 3、PAM通信系統(tǒng)實驗步驟 在s20l處，分別送fsr=800Hz、4KHz信號。分別用示波器觀測TP601、TP606、TP602、TP605各點波形，并做詳細(xì)記錄、繪圖。波形的正確畫法：1、結(jié)合實驗簡述取樣定理2、記錄所看到的TP601的陷幅波形，并說明其產(chǎn)生原因3、結(jié)合實驗計算本組實驗箱的輸入信號最高頻率八