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脉冲幅度调制与解调实验

更新时间:2009-2-13:  来源:毕业论文

脉冲幅度调制与解调实验
1、 实验目的
1、掌握抽样定理的概念。
2、理解脉冲幅度调制的原理和特点。
3、了解脉冲幅度调制波形的频谱特性。
4、了解脉冲幅度调制与解调电路的实现。
2、 实验内容
1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟波形,并注意观察它们之间的相互关系及特点。
2、改变基带信号或抽样时钟的频率,多次观察波形。
3、观察脉冲幅度调制波形的频谱。
3、 实验原理
(A)抽样定理
1、低通抽样定理
抽样定理表明:一个频带限制在(0,  )内的时间连续信号 ,如果以T≤    秒的间隔对它进行等间隔抽样,则 将被所得到的抽样值完全确定。
假定将信号 和周期为T的冲激函数 相乘,如图5-1所示。乘积便是均匀间隔为T秒的冲激序列,这些冲激序列的强度等于相应瞬时上 的值,它表示对函数 的抽样。若用 表示此抽样函数,则有:
 
      图5-1  抽样与恢复
假设 、 和 的频谱分别为 、 和 。按照频率卷积定理,  的傅立叶变换是 和 的卷积:
 
因为                    
                        
所以                
由卷积关系,上式可写成
                    
该式表明,已抽样信号 的频谱 是无穷多个间隔为ωs的 相迭加而成。这就意味着 中包含 的全部信息。
需要注意,若抽样间隔T变得大于    ,则 和 的卷积在相邻的周期内存在重叠(亦称混叠),因此不能由 恢复 。可见,      是抽样的最大间隔,它被称为奈奎斯特间隔。图5-2画出当抽样频率 ≥2B时(不混叠)及当抽样频率 <2B时(混叠)两种情况下冲激抽样信号的频谱。
(a)  连续信号的频谱

(b)  高抽样频率时的抽样信号及频谱(不混叠)

(c)  低抽样频率时的抽样信号及频谱(混叠)
图5-2  采用不同抽样频率时抽样信号的频谱
2、带通抽样定理
实际中遇到的许多信号是带通信号。例如超群载波电话信号,其频率在312KHz至552KHz之间。若带通信号的上截止为频率 ,下截止频率为 ,此时并不一定需要抽样频率高于两倍上截止频率。带通抽样定理说明,此时抽样频率 应满足:
 
其中, , ,N为不超过 的最大正整数。由此可知,必有 。由上式画出曲线。由图可知,带通信号的抽样频率在2B至4B间变动。
(B)脉冲振幅调制与解调
1、脉冲振幅调制实验
所谓脉冲振幅调制,即是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的,则上述所介绍的抽样定理,就是脉冲幅度调制的原理。211

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