通信原理网上实验一.docx

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1、实验报告（一）实验日期：2020年4月26日；时间：19:00实验项目：信源编码技术实验使用仪器及装置：仪器：示波器，连接线，装置：主控&信号源模块、3号、21号模块（各一块）实验内容：一、抽样定理实验1、实验目的（1）了解抽样定理在通信系统中的重要性。（2）掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。（3）理解低通采样定理的原理。（4）理解实际的抽样系统。（5）理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。（6）理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。（7）理解带通采样定理的原理。2、实验原理（1）实验原理

2、框图抽样定理实验框图（2）实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA数字滤波器（有FIR、IIR两种）。反sinc滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。3、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通

3、过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。3、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。调节主控模块的W1使A-out输出峰峰值为3V。4、此时实验系统初始状态为：被抽样信号MUSIC为幅度4V、频率3K+1K正弦合成波。抽样脉冲A-OUT为幅度3V、频率9KHz、占

4、空比20%的方波。5、实验操作及波形观测。（1）调用示波器观测自然抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器CH1和CH2分别接MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。（2）调用示波器观测平顶抽样前后的信号波形：设置开关S13#为“平顶抽样”档位，用示波器CH1和CH2分别接MUSIC主控&信号源和抽样输出3#。（3）调用示波器观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形：设置开关S13#为“自然抽样”档位，用示波器观测MUSIC主控&信号源和LPF-OUT3#，以100Hz的步进减小A

5、-OUT主控&信号源的频率，比较观测并思考在抽样脉冲频率多小的情况下恢复信号有失真。在抽样脉冲频率小于6.6khz的情况下恢复信号有失真。实验项目二滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响概述： 该项目是通过改变不同抽样时钟频率，分别观测和绘制抗混叠低通滤波和fir数字滤波的幅频特性曲线，并比较抽样信号经这两种滤波器后的恢复效果，从而了解和探讨不同滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响。1、测试抗混叠低通滤波器的幅频特性曲线。（1）重新连线。（2）开电，设置主控模块，选择【信号源】→【输出波形】和【输出频率】，通过

6、调节相应旋钮，使A-OUT主控&信号源输出频率5KHz、峰峰值为3V的正弦波。（3）此时实验系统初始状态为：抗混叠低通滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V的正弦波。（4）实验操作及波形观测。用示波器观测LPF-OUT3#。以100Hz步进减小A-OUT主控&信号源输出频率，观测并记录LPF-OUT3#的频谱。记入如下表格：A-OUT频率/Hz基频幅度/V5K0…04.5K03.9K0.053.8K0.283.7K13.6K23.5K2.83.4K33.3K3......3…由上述表格数据，画出模拟低通

7、滤波器幅频特性曲线。思考：对于3.4KHz低通滤波器，为了更好的画出幅频特性曲线，我们可以如何调整信号源输入频率的步进值大小？答：低通滤波器的截止频率为3.4kHz，则如果选取0.68kHz的整数倍测幅频得到的曲线会更接近理论，可将信号源输入频率的步进值调整为680Hz。2、测试fir数字滤波器的幅频特性曲线。（1）按下面表格所示重新连线。（2）开电，设置主控菜单：选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】→【FIR滤波器】。调节【信号源】，使A-out输出频率5KHz、峰峰值为3V的正弦波。（3）此时实

8、验系统初始状态为：fir滤波器的输入信号为频率5KHz、幅度3V的正弦波。（4）实验操作及波形观测。用示波器观测译码输出3#，以100Hz的步进减小A-OUT主控&信号源的频率。观测并记录译码输出3#的频谱。记入如下表格：A_out的频率/Hz基频幅度/V5K04.1K0.0254K0.063.9K0.153.8K0.33.7K0.53.6K0.83.5K13.4K1.53.3K1.93.2K23.1K2.23K32.5K32