抽樣定理與PAM調(diào)制解調(diào)實驗
一、實驗?zāi)康?br /> 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(diào)制實驗，使學(xué)生能加深理解脈沖幅度調(diào)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(diào)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(dāng)抽樣速率達(dá)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(diào)制分為脈幅調(diào)制（PAM）、脈寬調(diào)制（PDM）和脈位調(diào)制（PPM）。雖然這三種信號在時間上都是離散的，但受調(diào)參量是連續(xù)的，因此也都屬于模擬調(diào)制。關(guān)于PDM和PPM，國外在上世紀(jì)70年代研究結(jié)果表明其實用性不強(qiáng)，而國內(nèi)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(diào)制，因為它是脈沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。
抽樣定理和脈沖幅度調(diào)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(guān)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。
圖3-1 脈沖振幅調(diào)制電路原理框圖
三、實驗內(nèi)容
1.抽樣定理實驗
2.脈沖幅度調(diào)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(yīng)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(xì)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(diào)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(guān)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(diào)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(xì)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(zhì)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(diào)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(diào)整送入的模擬信號的幅度（幅度在2V左右）。方法是：調(diào)整相應(yīng)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(diào)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(guān)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(shè)計一個抽樣電路完成功能。