抽样定理和脉冲调幅(PAM)实验范文.pdfVIP

实验二：抽样定理和脉冲调幅（PAM）实验

一、实验目的

通过本实验，学生应达到以下要求：

1、观察并了解PAM信号形成、平顶展宽、解调和滤波等过程；

2、验证并理解抽样定理，掌握对频谱混叠现象的分析方法；

3、观察时分多路系统中非理想信道之间的路际串话现象，分析并掌握其形成原因。

二、实验内容

本实验课完成以下实验内容：

采用专用集成抽样保持开关完成对输入信号的抽样；

多种抽样时隙的产生；

采用低通滤波器完成对PAM信号的解调；

测试出入信号频率与抽样频率之间的关系，观察频谱混叠现象，验证抽样定理；

多路脉冲条幅（PAM）；

观察并测试时分多路PAM信号和高频串话。

三、实验原理

在通信技术中为了获取最大的经济效益，就必须充分利用信道的传输能力，扩大通信容

量。因此，采取多路化制式是极为重要的通信手段。最常用的多路复用体制是频分多路复用

(FDM)通信系统和时分多路复用(TDM)通信系统。频分多路技术是利用不同频率的正弦

载波对基带信号进行调制，把各路基带信号频谱搬移到不同的频段上，在同一信道上传输。

利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号好称为

脉冲调幅信号。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。抽样定理：

fs2fh,才能从抽样信号中可以无失真的恢复出原信号。

抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定

理作为理论基础的。在工作设备中，抽样过程是模拟信号数字化的第一步。抽样性能的优劣

关系到整个系统的性能指标。

PAMPAM

抽量编信解滤

语音语音

信号样化码道码波信号

发定时收定时

图2-1单路PCM系统示意图

作为例子，图2-1示意地画出了传输一路语音信号的PCM系统。从图中可

以看出要实现对语音的PCM编码，首先就要对语音信号进行抽样，然后才能进行量化和编码。

因此，抽样过程是语音信号数字化的重要环节，也是一切模拟信号数字化的重要环节。

为了让实验者形象地观察抽样过程，加深对抽样定理的理解，本实验提供了一种典型的

抽样电路。除此，本实验还模拟了两路PAM通信系统，从而帮助实验者初步了解时分多路的

通信方式。

1、抽样定理

抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为fH(即m(t)的频谱中没有

fH以上的分量)，可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。因此，对于一个最

高频率为3400Hz的语音信号m(t)，可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。抽

样频率fs和语音信号m(t)的频谱如图2-2和图2-3所示。由频谱可知，用截止频率为fH

的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)，这就说明了抽样定理的正确性。

实际上，考虑到低通滤波器特性不可能理想，对最高频率为3400Hz的语音信号，通常

采用8KHz抽样频率，这样可以留出1200Hz的防卫带，见图2-4。如果fs＜2fH，就会出现

频谱混迭的现象，如图2-5所示。

M

f

0f

H

图2-2语音信号的频谱

M

理想低通滤波器

f2f

ss

f

0f