通信原理第一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)1PAM和PCM編譯碼器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.觀察、了解PAM信號(hào)形成的過程；驗(yàn)證抽樣定理；了解混迭效應(yīng)形成的原因。2.驗(yàn)證PCM編譯碼原理；熟悉PCM抽樣時(shí)鐘、編碼數(shù)據(jù)和輸入/輸出時(shí)鐘之間的關(guān)系；了解PCM專用大規(guī)模集成電路的工作原理和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及數(shù)據(jù)整理PAM編譯碼器系統(tǒng)1)近似自然抽樣脈沖序列測(cè)量 設(shè)置輸入正弦信號(hào)的頻率約為500Hz左右，觀察到抽樣脈沖序列信號(hào)與正弦波輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：圖1PAM抽樣脈沖序列信號(hào)與正弦波輸入信號(hào) 可以看出，此時(shí)抽樣信號(hào)與輸入的正弦波信號(hào)基本同步，且抽樣滿足自然抽樣，沒有發(fā)生混疊。2)重建信號(hào)觀測(cè) 保持輸入信號(hào)不變，用示波器觀測(cè)重建信號(hào)與正弦波輸入信號(hào)的波形如圖2所示。由于使用的是自然抽樣，只是對(duì)信號(hào)頻譜進(jìn)行了一種幅度加權(quán)，并沒有改變頻譜的形狀，因此，可以從抽樣信號(hào)中無失真地恢復(fù)原始信號(hào)。而從實(shí)驗(yàn)的波形來看，重建信號(hào)已經(jīng)非常接近輸入的正弦波信號(hào)，只是在波峰和波谷處有部分毛刺，這可能是由于設(shè)備中的老化現(xiàn)象以及近似自然抽樣并不是完全的自然抽樣造成的。圖2重建信號(hào)與正弦波輸入信號(hào)3)平頂抽樣脈沖序列測(cè)量 將KQ02開關(guān)設(shè)置在平頂抽樣，觀察平頂抽樣波形如下： 圖3平頂抽樣脈沖序列信號(hào)與正弦波輸入信號(hào) 如圖3所示，平頂抽樣是通過窄脈沖自然抽樣和平頂保持電路來實(shí)現(xiàn)的，因此得到的波形是平頂階梯波，與自然抽樣所得脈沖序列不同。4)平頂抽樣重建信號(hào)觀測(cè) 測(cè)得平頂抽樣下重建信號(hào)的波形與輸入正弦波的波形如圖4所示：圖4平頂抽樣重建信號(hào)與正弦波輸入信號(hào) 平頂抽樣重建信號(hào)已與正弦波輸入信號(hào)波形十分相符。由于平頂抽樣會(huì)帶來頻率的失真，所以必須要解調(diào)時(shí)除使用低通濾波器外還必須進(jìn)行頻率補(bǔ)償，以抵消平頂保持所帶來的孔徑失真。5)信號(hào)混迭觀測(cè) 當(dāng)輸入信號(hào)的頻率在6kHz~7kHz之間變化時(shí)，重建信號(hào)輸出的波形如下：圖5信號(hào)混迭時(shí)的重建信號(hào)(a)圖6信號(hào)混迭時(shí)的重建信號(hào)(b)圖7信號(hào)混迭時(shí)的重建信號(hào)(c)圖8信號(hào)混迭時(shí)的重建信號(hào)(d) 由圖5~圖8可以看出，當(dāng)抽樣不滿足抽樣定理時(shí)，會(huì)發(fā)生混疊失真，無法從抽樣信號(hào)中無失真地恢復(fù)信號(hào)。當(dāng)頻率較低時(shí)，重建信號(hào)的失真較嚴(yán)重；當(dāng)頻率較高時(shí)，重建信號(hào)失真更小，因此重建信號(hào)的波形更光滑。PCM編譯碼器系統(tǒng)1)輸出時(shí)鐘和抽樣時(shí)隙信號(hào)觀測(cè) 用示波器觀測(cè)抽樣時(shí)鐘信號(hào)（TP504），波形如圖9所示。輸出頻率為8kHz。圖9抽樣時(shí)鐘信號(hào)波形 用示波器觀測(cè)輸出時(shí)鐘信號(hào)（TP503），波形如圖10所示。輸出頻率為8kHz。圖10輸出時(shí)鐘信號(hào)波形2)抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)測(cè)量圖11抽樣時(shí)鐘信號(hào)與PCM編碼數(shù)據(jù)波形 由圖11可以看出，在每個(gè)抽樣時(shí)鐘信號(hào)的高電平中進(jìn)行了PCM的波形編碼，在每個(gè)抽樣時(shí)鐘的寬度中一共進(jìn)行了8次編碼。3)觀測(cè)解碼恢復(fù)出的模擬信號(hào)質(zhì)量 改變輸入信號(hào)的電平，得到恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形如圖12、13所示。圖12不同輸入電平下恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形(a)圖13不同輸入電平下恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形(b) 由圖12、13可以看出，輸入正弦波的電平越高，恢復(fù)出的模擬信號(hào)失真越大，噪聲功率越大，因而信噪比越小。 改變輸入信號(hào)的頻率，得到恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形如圖14、15、16所示。圖14不同輸入頻率下恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形(a)圖15不同輸入頻率下恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形(b)圖16不同輸入頻率下恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形(c) 由圖14~16可以看出，當(dāng)輸入正弦波的頻率增大時(shí)，恢復(fù)出的模擬信號(hào)波形失真越來越小，噪聲功率相對(duì)更小，因而信噪比更大。實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及實(shí)驗(yàn)收獲1.實(shí)驗(yàn)中一開始遇到了因?yàn)樵O(shè)備問題導(dǎo)致沒有調(diào)出來正確的波形，后來在老師的幫助下才更換了實(shí)驗(yàn)儀器。因此，進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要掌握一定的識(shí)別并排除故障的能力。2.通過本