教學設備

一、實驗目的
1. 通過對模擬信號抽樣的實驗,加深對抽樣定理的理解.
2. 通過PAM調制實驗，使學生能加深理解脈沖幅度調制的特點。
3. 通過對電路組成、波形和所測數(shù)據(jù)的分析，了解PAM調制方式的優(yōu)缺點。

二、實驗電路工作原理
抽樣定理的大意是，如果對一個頻帶有限的時間連續(xù)的模擬信號抽樣，當抽樣速率達到一定數(shù)值時，那么根據(jù)它的抽樣值就能重建原信號。也就是說，若要傳輸模擬信號，不一定要傳輸模擬信號本身，只需傳輸按抽樣定理得到的抽樣值即可。因此，抽樣定理是模擬信號數(shù)字化的理論依據(jù)。
通常，按照基帶信號改變脈沖參量（幅度、寬度和位置）的不同，把脈沖調制分為脈幅調制（PAM）、脈寬調制（PDM）和脈位調制（PPM）。雖然這三種信號在時間上都是離散的，但受調參量是連續(xù)的，因此也都屬于模擬調制。關于PDM和PPM，國外在上世紀70年代研究結果表明其實用性不強，而國內根本就沒研究和使用過，所以這里我們就不做介紹。本實驗平臺僅介紹脈沖幅度調制，因為它是脈沖編碼調制的基礎。
抽樣定理和脈沖幅度調制實驗系統(tǒng)框圖如圖3-1所示，電原理圖如如圖3-3所示，由輸入電路、高速電子開關電路、脈沖發(fā)生電路、解調濾波電路、功放輸出電路等五部分組成。
三、實驗內容
1.抽樣定理實驗
2.脈沖幅度調制（PAM）及系統(tǒng)實驗

四、實驗步驟及注意事項
抽樣定理及PAM通信系統(tǒng)實驗步驟
    用連接線將模擬信號送入TP601，用示波器在TP601處觀察，以該點信號輸出幅度不失真時為好，如有削頂失真則減小相應信號源的輸出幅度。通過薄膜鍵盤選擇不同頻率的抽樣脈沖有8K時鐘、16K時鐘、8KHz窄脈沖。
  (1) 在一定頻率的模擬信號下，薄膜鍵盤選擇不同的抽樣時鐘，用示波器觀測TP601～TP604各點波形，并做詳細記錄、繪圖。抽樣過程波形示意圖（如圖3-2）
(2) 在一定頻率的抽樣時鐘下fs，調節(jié)模擬信號源的頻率f。即改變抽樣時鐘與模擬信號間的頻率關系，使fs＜2f或2f＜fs，用示波器兩通道同時觀測TP601和TP604兩點輸出的波形，調節(jié)信號頻率，以判斷和驗證抽樣定理在系統(tǒng)中的正確性，同時做詳細記錄和繪圖，記下在系統(tǒng)通信狀態(tài)下的奈奎斯特頻率。并分析比較。
(3) 在TP604處可用示波器觀察抽樣信號濾波還原后輸出波形，或者通過喇叭聽話音，感性判斷該系統(tǒng)對話音信號的傳輸質量。
PAM通信系統(tǒng)，也就是說可以在信道中直接傳輸抽樣后的信號，但由于它們抗干擾能力差，目前很少實用。它已被性能良好的脈沖編碼調制（PCM）所取代。

五、測量點說明
  TP601：模擬信號輸入，信號幅度不宜過大。若幅度過大，抽樣信號的波形就會失真，因此需調整送入的模擬信號的幅度（幅度在2V左右）。方法是：調整相應的模擬信號源輸出幅度。
  TP602：抽樣時鐘波形輸出。其抽樣時鐘波形的頻率由薄膜鍵盤選擇輸入，有8K方波， 16K方波，8K窄脈沖。
  TP603：抽樣信號輸出。抽樣信號失真時調節(jié)電位器W601。
  TP604：模擬信號還原輸出。



                         圖3-2 抽樣過程波形示意圖

六、實驗報告要求
1.列出所測各點的波形、頻率、電壓等有關數(shù)據(jù)，驗證抽樣定理。
2.抽樣功能實現(xiàn)的方法很多，請設計一個抽樣電路完成功能。