通信原理实验( 五) 实验一

　 抽样定理实验 项目一、抽样信号观测及抽样定理实验

　1、观测并记录抽样前后的信号波形,分别观测 music 与抽样输出。

　2、观测并记录平顶抽样前后信号的波形。

　3、观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形,并以 100HZ 为步进,减小A-OUT的频率,比较观测并思考在抽样脉冲频率为多少的情况下恢复信号有失真。

　由分析知,自然抽样后的结果如图,很明显抽样间隔相同,且抽样后的波形在其包络严格被原音乐信号所限制加权,与被抽样信号完全一致。

　此结果为平顶抽样结果,仔细观察可发现与上一实验中的自然抽样有很大差距,即相同之处,其包络也由原信号所限制加权,但就是在抽样信号的每个频率分量呈矩形,顶端就是平的。

　 (1)9、0KHZ

　 (2)7、7KHZ

　 (3)7、0KHZ 实验二

　PCM 编译码实验 实验项目一

　测试 W681512 的幅频特性 1、将信号源频率从 50HZ 到 4000HZ,用示波器接模块 21 的音频输出,观测信号的幅频特性。

　在频率为 9HZ 时的波形如上图,低通滤波器恢复出的信号与原信号基本一致,只就是相位有了延时,约 1/4 个 Ts; 逐渐减小抽样频率可知在 7、7KHZ 左右,恢复信号出现了幅度的失真,且随着 fs的减小,失真越大。

　上述现象验证了抽样定理,即,在信号的频率一定时,采样频率不能低于被采样信号的 2 倍,否则将会出现频谱的混叠,

　 (1)、4000HZ

　(2)、3500HZ

　(3)120HZ

　(4)50HZ

　实验项目二

　PCM 编码规则实验 1、以 FS 为触发,观测编码输入波形。示波器的 DIV 档调节为 100 微秒。

　2、保持示波器设置不变的情况下,以 FS 为触发观测 PCM 量化输出,记录波形。

　图中分别为输入被抽样信号与抽样脉冲,观察可发现正弦波与编码对应。

　在实验中仔细观察结果,可知,当信号源的频率由 4000HZ 不断下降到 3000HZ的过程中,信号的频谱幅度在不断地增加;在 3000HZ~1500HZ 的过程中,信号的幅度在一定范围内变化,但就是没有特别大的差距;在 1500HZ~50HZ 的过程中,信号的幅度有极为明显的下降。

　 3、以 FS 为触发,观察并记录 PCM 编码的 A 律编码输出波形。

　4、对比观测编码输入信号与译码输出信号。

　思考 1:改变基带信号的幅度时,波形就是否发生变化？改变时钟信号频率时,波形就是否发生变化？

　思考 2:当编码输入信号的频率大于 3400HZ 或小于 3000HZ 时,分析脉冲编码调制PCM脉冲编码调制:数字通信的编码方式之一。可以观察到,一个抽样周期对应 PCM 的八个编码,即一个抽样值以 PCM 编码就是八位的。

　 观察实验结果可知,编码输入与译码输出的结果在幅度上完全一致,相位上有接近 180°的相位差。

　基带信号幅度对波形的影响很小,信号频率 f 瞧不出明显的规律。f 的变化对波形没有任何影响。

　改变时钟信号频率时,波形会发生变化。

　A 律就是 PCM 非均匀量化中的一种对数压扩形式,对抽样值进行八位编码: M0:极性码

　M1 M2 M3:段落码 M4 M5 M6 M7 :区间码 分析实验结果可知,对于一个码元信号,经过非均匀量化编码之后发现包括 8 个二进制数。

　与解调波形 。

　实验项目三

　PCM 编码时序观测 1、示波器观测 FS 信号编码输出信号,并记录二者对应的波形。

　思考:为什么实验时观测到的 PCM 编码信号码型总就是在变换？

　观测分析可知,在发送一串连续周期码时,其编码输出并没有出现周期现象,而就是时刻都在变化。

　当编码输入信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时,脉冲编码调制与解调波形的幅度会急剧减小。

　由于采样频率与输入信号的频率之间并不就是有规律的整数倍关系,导致了每一个抽样信号点的时刻就是不同的,所以编码输出的信号也不一样,观察的信号就就是随时变化的。

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