通信原理(电子)讲义

1、实验一脉冲幅度调制（PAM实验【实验性质】：验证性实验一、实验目的1、加深对取样定理的理解。2、了解脉冲幅度调制 PAM系统的工作过程二、实验预习要求主要预习通信系统原理教材中关于“脉冲模拟调制系统”这一章中的 “低通信号的取样定理”、“脉冲幅度调制”等主要章节，其次预习一下PPM PDMS制系统。三、实验仪器仪表：1、 双踪示波器一台2、 低频信号源一台3、 电子与通信原理实验系统实验箱一台四、实验原理调制电路L警4懿功放滤波成大陷幅取样俣持电路抽祥脉冲产生电路CPlf测图11脉冲振幅调制电原理框图=刀P(t-KTS，其傅氏变换 FS(W=E GF(w-kwK，由此可见，成周期性上、下边带频谱信 号。3DJ6f10G极为输出负载端，接有取样保持电路，由R601、C601以及R602等组成，由开关 K601来控制，在做调制实验时，K601的2端与3端相连，以便更清楚地观察其取样定理的多种波形。在做系统实验时，将 K601的1端与2端相连，即与解调滤波电路连通。3、脉冲发生电路该部分电路主要由 555及其附加元件组成，这是一个普通的单谐振荡器电路，产生极性、脉宽、频率可调的方波信号，可通

2、过改变CA601的电容量来实现其输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理。可在TP606处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。4、解调与滤波电路 根据调制信号的付氏级数展开式：Fs(w=刀 CkF(w-kw可以看出它是由一系列上、下边带频谱所组成。因此；在接收端通过低通滤 波器后能将其中基带频谱提取出来。本实验就是通过低通滤器来解调的，这 部分电路详见图1-3所示。FCM-0PAM-CH2A2B3A4A3E1CRVCC3CRVSS4CRFWI-OUT12PCTSD-OUT 3II1013712UB034B66CVSB-CH 6E004 10UF -41u 0006 CD01怦 1046032414TPOO*R00610KUD04:BTL004TBD0827KU00E103R0091OK00036000FR010 10KUD04：AT1004E012 27K E011 4TKC004 6000F旧一 con104ROOT47KCD12104图1-3 (PAM、PCM增量调制接收通道输出电路电原理图 解调滤波电路由集成运放电路组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止 频率设计在3.

3、4KHZ左右，因为该滤波器负担着解调的作用，因此它的质量好 坏直接影响着系统的工作状态。该电路还可以用在接收通道电路中，即PCM译码、增量调制译码电路中，可在 TP605处观测滤波器解调后的信号波形。5、功放输出电路功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号的电平或者 说提高输出功率。该电路选用了常见的小功率运放LM386为核心芯片，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。五、实验内容1、脉冲幅度调制实验本实验主要完成三个方面的内容：a观察被调制信号正弦波形、取样脉冲波形和已调信号波形的相互之 间的关系及特点，特别是音频带内各频率点的情况。(测5个测量点b观察取样保持前后的两种波形的异同点，并加以理论分析。c 观察验证取样定理，并加以理论分析和必要的说明。2、PAM通信系统实验本实验主要完成三个方面的内容：a观察整个系统收发各点信号的特点并测量其参数，06K音频段至少测六个频率点。b 在输出端再次验证取样定理的正确性，并分析这两种方法验证取样 定理的差别。c 观察本实验系统对语音信号的传输能力及系统参数的测量。六、实验步骤1、脉冲幅度调制实验步骤在 S20

4、1 处，用外加信号源送04KHZ 音频带内的某频率信号fsr ，然后用示波器在 TP601 处观察测量，以该点信号输出幅度不失真时 较大为好，如有削顶失真则减小外加信号源的输出幅度，达到上述要求。 TP606 处观察其方波取样脉冲信号。在 TP602 处观察并用示波器测量该点 波形。并做详细记录、绘图。改变外加信号源的频率 fsr ，使之分别为 300Hz、 800HZ、 1.6KHz 、 2.4KHz、4KHz,在TP601和TP602两点用示波器观测其波形，做详细记 录并绘图。2 、脉冲幅度调制实验注意事项a、+5V 工作b、按下按键开关： K2、K3、K100、K600c、 按一下“开始”与“ PAM功能键，显示代码“ 8”d、跳线开关设置：A、K6011-2，做PAMI调制、解调实验B、K6012-3，做PAM取样保持实验e、外加300Hz-3400Hz 信号从 S201进入f 、音频带内五点波形调测好后，最好连续变化输入信号频率，使之在04KHZ话音频带内调制均能达到要求g、验证取样定理时，有时会产生不同步现象，在示波器中观察不到 稳定的信号。此时可适当调整外加信号频率，使之

5、同步，有时需要反 复耐心地调整才能观察到。特别当观察fc 速率。3、PAM通信系统实验步骤a、在 S20I 处，分别送 fsr=0.3KHz 、0.8KHz、1.6KHz、2.4KHz、4KHz、 6KHZ 信号。将 K601 的 1 端和 2 端相连，分别用示波器观测 TP601-TP606各点波形，并做详细记录、绘图。b、将输入信号固定在fsr=3KHz，然后改变脉冲发生器电路中 CA601, 使2fsr : fc=2fsr.fc等有关数据，对所测数据做简要分析说明。必要时借 助于计算公式及推导。3、调测实验时，若遇到故障，请将故障现象及排除故障的过程详细注 明。实验二 脉冲编码调制 (PCM 实验【实验性质】： 验证性实验一、实验目的1、加深对PCM编码工作过程的理解。2、掌握PCMS、译码的时序关系。3、熟悉PCMS、译码专用集成芯片的使用方法及其要求实验预习要求节，然后，再阅读本实验内容三、实验所用仪表1、二踪示波器一台2、电子与通信原理实验箱一台3、低频信号源一台四、实验原理一）、PCh基本工作原理众所周知，脉冲调制通信就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号 变换成时间离散

6、、取值离散的数字信号后在信道中进行传输。而脉冲编码 调制就是对模拟信号先进行抽样后，再对样值的幅度进行量化、编码的过 程。所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，从而把时间上连续的信 号变成时间上离散的信号。该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所 有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。它的抽样速率的下限是由 抽样定理确定的。在该实验中，抽样速率采用8kbit /s。所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规 定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。一个模拟信号，经过 抽样量化后，得到已量化的脉冲幅度调制信号，它仅为有限个数值。所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化 值。然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模 /数变换，可记作A/D。由此可见，脉冲编码调制方式就是一种传递模拟信号的数字通信方 式。图2 1 PCM的原理框图PCM的原理如图2 1所示。话音信号先经防混叠低通滤波器，得到 限带信号(3003400Hz，再进行脉冲抽样，变成 8KHZ重复频率的抽样信 号(即离散的脉冲调幅 PAM信号 ，然后将幅度连续的 PAM信号用“四舍五 入”办法量化为有限个幅度取值的信号，最后经编码，转换成二进制码信 号。对于电话，CCITT(原国际电报电话咨询委员会，即现在的ITU-T，国际电信联盟规定的抽样率为 8KHZ每个抽样值编 8位码，即共有2A8=256 个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是 64Kb/s 为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采用不均匀选取量化 间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而 在大信号时分层疏、量化间隔大。在实际中广泛使用的是两种对数形式的压 缩特性：A律和卩律。如图22 a )和b)所示。图22 A律与卩律的压缩特性对于压缩器而言,其输入输出归一化特性表示式为：

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