通信原理综合实验箱抽样定理及其应用实验
发布时间: 2018-12-11 来源: 管理员
一、实验目的
1.通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解;
2.通过PAM调制实验,使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点;
3.学习PAM调制硬件实现电路,掌握调整测试方法。
二、实验仪器
1.PAM脉冲调幅模块,位号:H
2.时钟与基带数据发生模块,位号:G
3.20M双踪示波器1台
4.频率计1台
5.小平口螺丝刀1只
6.信号连接线3根
三、实验原理
抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。
通常,按照基带信号改变脉冲参量(幅度、宽度和位置)的不同,把脉冲调制分为脉幅调制(PAM)、脉宽调制(PDM)和脉位调制(PPM)。虽然这三种信号在时间上都是离散的,但受调参量是连续的,因此也都属于模拟调制。关于PDM和PPM,国外在上世纪70年代研究结果表明其实用性不强,而国内根本就没研究和使用过,所以这里我们就不做介绍。本实验平台仅介绍脉冲幅度调制,因为它是脉冲编码调制的基础。
本实验中需要用到以下5个功能模块。
1.非同步函数信号或同步正弦波发生器模块:它提供各种有限带宽的时间连续的模拟信号,并经过连线送到“PAM脉冲调幅模块”,作为脉冲幅度调制器的调制信号。P03/P04测试点可用于调制信号的连接和测量;另外,如果实验室配备了电话单机,也可以使用用户电话模块,这样验证实验效果更直接、更形象,P05/P07测试点可用于语音信号的连接和测量。
2.抽样脉冲形成电路模块:它提供有限高度,不同宽度和频率的的抽样脉冲序列,并经过连线送到“PAM脉冲调幅模块”, 作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲。P09测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲有同步和非同步两种,同步的抽样脉冲是频率为8KHz,占空比为50%或近似50%的矩形脉冲;非同步的抽样脉冲由555定时器产生,其频率通过W05连续可调。
3.PAM脉冲调幅模块:它采用模拟开关CD4066实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时,模拟开关导通,有调制信号输出;抽样脉冲序列为低电平,模拟开关断开,无信号输出。因此,本模块实现的是自然抽样。在32TP01测试点可以测量到已调信号波形。
调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PAM模拟信道(模拟实际信道的惰性)的传输,从32P03铆孔输出,它可能会产生波形失真。 PAM模拟信道电路示意图如图1-2所示,32W01(R1)电位器可改变模拟信道的传输特性,当R1C1=R2C2时,PAM已调信号理论上无失真。
4.接收滤波器与功放模块:接收滤波器是数字低通滤波器,它的作用是恢复原调制信号。数字低通滤波器的截止频率受工作时钟控制,它由4SW02的置位确定。铆孔P14是接收滤波器与功放的输入端,实验时需用外接导线将32P03与P14连接。
5.时钟与基带数据发生模块:它提供系统工作时钟和接收数字低通滤波器工作时钟。接收数字低通滤波器截止频率的设置由该模块中微型连排拨动开关4SW02置位确定。