抽樣定理與PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1. 通過(guò)對(duì)模擬信號(hào)抽樣的實(shí)驗(yàn),加深對(duì)抽樣定理的理解.
2. 通過(guò)PAM調(diào)制實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能加深理解脈沖幅度調(diào)制的特點(diǎn)。
3. 通過(guò)對(duì)電路組成、波形和所測(cè)數(shù)據(jù)的分析，了解PAM調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
二、實(shí)驗(yàn)電路工作原理
抽樣定理的大意是，如果對(duì)一個(gè)頻帶有限的時(shí)間連續(xù)的模擬信號(hào)抽樣，當(dāng)抽樣速率達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，那么根據(jù)它的抽樣值就能重建原信號(hào)。也就是說(shuō)，若要傳輸模擬信號(hào)，不一定要傳輸模擬信號(hào)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(hào)數(shù)字化的理論依據(jù)。
通常，按照基帶信號(hào)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(hào)在時(shí)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(guó)外在上世紀(jì)70年代研究結(jié)果表明其實(shí)用性不強(qiáng)，而國(guó)內(nèi)根本就沒研究和使用過(guò)，所以這里我們就不做介紹。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)僅介紹脈沖幅度調(diào)制，因?yàn)樗敲}沖編碼調(diào)制的基礎(chǔ)。
抽樣定理和脈沖幅度調(diào)制實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.抽樣定理實(shí)驗(yàn)
2.脈沖幅度調(diào)制（PAM）及系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)
抽樣定理及PAM通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)步驟
用連接線將模擬信號(hào)送入TP601，用示波器在TP601處觀察，以該點(diǎn)信號(hào)輸出幅度不失真時(shí)為好，如有削頂失真則減小相應(yīng)信號(hào)源的輸出幅度。通過(guò)薄膜鍵盤選擇不同頻率的抽樣脈沖有8K時(shí)鐘、16K時(shí)鐘、8KHz窄脈沖。
(1) 在一定頻率的模擬信號(hào)下，薄膜鍵盤選擇不同的抽樣時(shí)鐘，用示波器觀測(cè)TP601～TP604各點(diǎn)波形，并做詳細(xì)記錄、繪圖。抽樣過(guò)程波形示意圖（如圖3-2）
(2) 在一定頻率的抽樣時(shí)鐘下fs，調(diào)節(jié)模擬信號(hào)源的頻率f。即改變抽樣時(shí)鐘與模擬信號(hào)間的頻率關(guān)系，使fs＜2f或2f＜fs，用示波器兩通道同時(shí)觀測(cè)TP601和TP604兩點(diǎn)輸出的波形，調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，以判斷和驗(yàn)證抽樣定理在系統(tǒng)中的正確性，同時(shí)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(hào)濾波還原后輸出波形，或者通過(guò)喇叭聽話音，感性判斷該系統(tǒng)對(duì)話音信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
PAM通信系統(tǒng)，也就是說(shuō)可以在信道中直接傳輸抽樣后的信號(hào)，但由于它們抗干擾能力差，目前很少實(shí)用。它已被性能良好的脈沖編碼調(diào)制（PCM）所取代。
五、測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明
TP601：模擬信號(hào)輸入，信號(hào)幅度不宜過(guò)大。若幅度過(guò)大，抽樣信號(hào)的波形就會(huì)失真，因此需調(diào)整送入的模擬信號(hào)的幅度（幅度在2V左右）。方法是：調(diào)整相應(yīng)的模擬信號(hào)源輸出幅度。
TP602：抽樣時(shí)鐘波形輸出。其抽樣時(shí)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(hào)輸出。抽樣信號(hào)失真時(shí)調(diào)節(jié)電位器W601。
TP604：模擬信號(hào)還原輸出。
圖3-2 抽樣過(guò)程波形示意圖
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.列出所測(cè)各點(diǎn)的波形、頻率、電壓等有關(guān)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證抽樣定理。
2.抽樣功能實(shí)現(xiàn)的方法很多，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)抽樣電路完成功能。