第二次通信系统实验报告--——模拟信号数字化与时分复用
10页1、第二次通信系统实验报告模拟信号数字化与时分复用一、实验目的1.1 掌握抽样定理的概念1.2 掌握模拟信号抽样与还原的原理及实现方法1.3 了解模拟信号抽样过程的频谱1.4 掌握抽样信号的量化原理和脉冲编码调制的基本原理1.5 了解PCM系统中噪声的影响1.6 掌握增量调制及连续可变斜率增量调制的原理二、实验内容2.1 抽样定理实验(PAM)2.2 脉冲编码调制与解调实验(PCM)2.3 连续可变斜率增量调制与解调实验(CVSD)三、实验结果及分析3.1抽样定理实验(PAM)3.1.1 不同频率方波抽样 示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输出”测试点波形及频谱。为了对比不同频率方波的抽样特性,实验中选取方波频率依次为4KHz、8KHz和16KHz。(1)当方波频率为4KHz,观测结果如图1和图2所示,图1中抽样信号在上。 图1 抽样信号与PAM输出波形图(4KHz) 图2 PAM输出信号的频谱图(4KHz)(2)当方波频率为8KHz,观测结果如图3和图4所示,图3中抽样信号在上。 图3 抽样信号与PAM输出波形图(8KHz) 图4 PAM输出信号的频谱图(8KHz)(3)当方波频率为1
2、6KHz,观测结果如图5和图6所示,图5中抽样信号在上。 图5 抽样信号与PAM输出波形图(16KHz) 图6 PAM输出信号的频谱图(16KHz)分析:由以上的图可见,方波频率越高,PAM输出波形在包络上越接近抽样信号,并且在频谱上也有明显的优化。具体体现在PAM输出信号的高频分量的衰减,以及次低频信号与基波信号在频率上的愈加远离上,这带来的好处是信号恢复时减弱了滤波器的压力,而且也有利于提高频带利用率。随后,示波器双踪观测“抽样信号”与“解调输出”测试点波形及频谱。为了对比不同频率方波抽样后信号的还原效果,实验中选取方波频率依次为4KHz、8KHz和16KHz。(1)当方波频率为4KHz,观测结果如图7和图8所示,图7中抽样信号在上。 图7 抽样信号与解调输出波形图(4KHz) 图8 解调输出信号的频谱图(4KHz)(2)当方波频率为8KHz,观测结果如图9和图10所示,图9中抽样信号在上。 图9 抽样信号与解调输出波形图(8KHz) 图10 解调输出信号的频谱图(8KHz)(1)当方波频率为16KHz,观测结果如图11和图12所示,图11中抽样信号在上。 图11 抽样信号与解调输
3、出波形图(16KHz) 图12 解调输出信号的频谱图(16KHz)分析:对比不同方波频率下解调输出的频谱图,可见方波频率越高,解调信号的频谱越纯,在采样频率达到16KHz时,频谱中的高频杂波已被滤掉。 3.1.2 同频率但不同占空比方波抽样 示波器双踪观测“抽样信号”与“PAM输出”测试点波形及频谱。为了对比不同占空比方波的抽样特性,实验中选取方波频率为8KHz,占空比依次为10%、20%、25%和50%。由于抽样信号不变,故小组认为观测PAM输出和方波信号更合适。(1)当占空比为10%,观测结果如图13和图14所示,图13中PAM输出在上。 图13 抽样信号与PAM输出波形图(10%) 图14 PAM输出信号的频谱图(10%)(2)当占空比为20%,观测结果如图15和图16所示,图15中PAM输出在上。 图15 抽样信号与PAM输出波形图(20%) 图16 PAM输出信号的频谱图(20%)(3)当占空比为25%,观测结果如图17和图18所示,图17中PAM输出在上。 图17 抽样信号与PAM输出波形图(25%) 图18 PAM输出信号的频谱图(25%)(4)当占空比为50%,观测结果
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