信号源实验和 pam 调制解调实验

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1、实验一信号源实验和PAM调制解调实验一、实验目的1．了解频率连续变化的各种波形的产生方法。2．理解帧同步信号与位同步信号在整个通信系统中的作用。3．熟练掌握信号源模块的使用方法。4．理解脉冲幅度调制的原理和特点。二、实验内容1．观察频率连续可变信号发生器输出的各种波形及7段数码管的显示。2．观察点频方波信号的输出。3．观察点频正弦波信号的输出。4．拨动拨码开关，观察码型可变NRZ码的输出。5．观察位同步信号和帧同步信号的输出。6．观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，并注意观察它们之间的相互关系及特点。7．改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波

2、形。三、实验器材1．信号源模块2．PAM模块3．60M双踪示波器一台4．频率计（可选）一台5．PC机（可选）一台6．连接线若干四、实验原理信号源模块可以大致分为模拟部分和数字部分，分别产生模拟信号和数字信号。1．模拟信号源部分模拟信号源部分可以输出频率和幅度可任意改变的正弦波（频率变化范围100Hz～10KHz）、三角波（频率变化范围100Hz～1KHz）、方波（频率变化范围100Hz～10KHz）、锯齿波（频率变化范围100Hz～1KHz）以及32KHz、64KHz、1MHz的点频正弦波（幅度可以调节），各种波形的频率和幅度的调节方法请参考实验步骤。该部

3、分电路原理框图如图1-1所示。在实验前，我们已经将各种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。2

4、．信号源部分数字信号源部分可以产生多种频率的点频方波、NRZ码（可通过拨码开关SW103、SW104、SW105改变码型）以及位同步信号和帧同步信号。绝大部分电路功能由U004（EPM7128）来完成，通过拨码开关SW101、SW102可改变整个数字信号源位同步信号和帧同步信号的速率，该部分电路原理框图如图1-2所示。晶振出来的方波信号经3分频后分别送入分频器和另外一个可预置分频器分频，前一分频器分频后可得到1MHz、256KHz、64KHz、8KHz的方波以及8KHz的窄脉冲信号。可预置分频器的分频比可通过拨码开关SW101、SW102来改变，分频比范围

5、是1~9999。分频后的信号即为整个系统的位同步信号（从信号输出点“BS”输出）。数字信号源部分还包括一个NRZ码产生电路，通过该电路可产生以24位为一帧的周期性NRZ码序列，该序列的码型可通过拨码开关SW103、SW104、SW105来改变。在后继的码型变换、时分复用、CDMA等实验中，NRZ码将起到十分重要的作用。3.PAM实验抽样定理表明：一个频带限制在（0，4kHz）内的时间连续信号m(t)，如果以T≤125微秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。假定将信号m(t)和周期为T的冲激函数δT(t)相乘，如图1-3所示。乘积

6、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m(t)的值，它表示对函数m(t)的抽样。若用ms(t)表示此抽样函数，则有：假设m(t)、δT(t)和ms(t)的频谱分别为M(ω)、δT(ω)和Ms(ω)。按照频率卷积定理，m(t)δT(t)的傅立叶变换是M(ω)和δT(ω)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ms(t)的频谱Ms(ω)是无穷多个间隔为ωs的M(ω)相迭加而成。这就意味着Ms(ω)中包含M(ω)的全部信息。需要注意，若抽样间隔T变得大于1/fh，则M(ω)和δT(ω)的卷积在相邻的周期内存在重叠（亦称混

7、叠），因此不能由Ms(ω)恢复M(ω)。可见T=1/fh是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔。图1-4画出当抽样频率fs≥2B时（不混叠）及当抽样频率fs＜2B时（混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。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。但是，实际上理想的冲激脉冲串物理实现困难，通常采用窄脉冲串来代替。本实验模块采用32K或64K或1MHz的窄矩形脉冲来代替理想的窄脉冲串，当然，也可以采用外接抽样脉冲对输入信号进行脉冲幅度调制，本实验采用图1-5所

8、示的原理方框图。具体的电路原理图如图1-6所示。五、实验步骤1．将