通信原理實驗( 五) 實驗一

　 抽樣定理實驗 項目一、抽樣信號觀測及抽樣定理實驗

　1、觀測并記錄抽樣前后的信號波形,分別觀測 music 與抽樣輸出。

　2、觀測并記錄平頂抽樣前后信號的波形。

　3、觀測并對比抽樣恢復后信號與被抽樣信號的波形,并以 100HZ 為步進,減小A-OUT的頻率,比較觀測并思考在抽樣脈沖頻率為多少的情況下恢復信號有失真。

　由分析知,自然抽樣后的結果如圖,很明顯抽樣間隔相同,且抽樣后的波形在其包絡嚴格被原音樂信號所限制加權,與被抽樣信號完全一致。

　此結果為平頂抽樣結果,仔細觀察可發現與上一實驗中的自然抽樣有很大差距,即相同之處,其包絡也由原信號所限制加權,但就是在抽樣信號的每個頻率分量呈矩形,頂端就是平的。

　 (1)9、0KHZ

　 (2)7、7KHZ

　 (3)7、0KHZ 實驗二

　PCM 編譯碼實驗 實驗項目一

　測試 W681512 的幅頻特性 1、將信號源頻率從 50HZ 到 4000HZ,用示波器接模塊 21 的音頻輸出,觀測信號的幅頻特性。

　在頻率為 9HZ 時的波形如上圖,低通濾波器恢復出的信號與原信號基本一致,只就是相位有了延時,約 1/4 個 Ts; 逐漸減小抽樣頻率可知在 7、7KHZ 左右,恢復信號出現了幅度的失真,且隨著 fs的減小,失真越大。

　上述現象驗證了抽樣定理,即,在信號的頻率一定時,采樣頻率不能低于被采樣信號的 2 倍,否則將會出現頻譜的混疊,

　 (1)、4000HZ

　(2)、3500HZ

　(3)120HZ

　(4)50HZ

　實驗項目二

　PCM 編碼規則實驗 1、以 FS 為觸發,觀測編碼輸入波形。示波器的 DIV 檔調節為 100 微秒。

　2、保持示波器設置不變的情況下,以 FS 為觸發觀測 PCM 量化輸出,記錄波形。

　圖中分別為輸入被抽樣信號與抽樣脈沖,觀察可發現正弦波與編碼對應。

　在實驗中仔細觀察結果,可知,當信號源的頻率由 4000HZ 不斷下降到 3000HZ的過程中,信號的頻譜幅度在不斷地增加;在 3000HZ~1500HZ 的過程中,信號的幅度在一定范圍內變化,但就是沒有特別大的差距;在 1500HZ~50HZ 的過程中,信號的幅度有極為明顯的下降。

　 3、以 FS 為觸發,觀察并記錄 PCM 編碼的 A 律編碼輸出波形。

　4、對比觀測編碼輸入信號與譯碼輸出信號。

　思考 1:改變基帶信號的幅度時,波形就是否發生變化？改變時鐘信號頻率時,波形就是否發生變化？

　思考 2:當編碼輸入信號的頻率大于 3400HZ 或小于 3000HZ 時,分析脈沖編碼調制PCM脈沖編碼調制:數字通信的編碼方式之一。可以觀察到,一個抽樣周期對應 PCM 的八個編碼,即一個抽樣值以 PCM 編碼就是八位的。

　 觀察實驗結果可知,編碼輸入與譯碼輸出的結果在幅度上完全一致,相位上有接近 180°的相位差。

　基帶信號幅度對波形的影響很小,信號頻率 f 瞧不出明顯的規律。f 的變化對波形沒有任何影響。

　改變時鐘信號頻率時,波形會發生變化。

　A 律就是 PCM 非均勻量化中的一種對數壓擴形式,對抽樣值進行八位編碼: M0:極性碼

　M1 M2 M3:段落碼 M4 M5 M6 M7 :區間碼 分析實驗結果可知,對于一個碼元信號,經過非均勻量化編碼之后發現包括 8 個二進制數。

　與解調波形 。

　實驗項目三

　PCM 編碼時序觀測 1、示波器觀測 FS 信號編碼輸出信號,并記錄二者對應的波形。

　思考:為什么實驗時觀測到的 PCM 編碼信號碼型總就是在變換？

　觀測分析可知,在發送一串連續周期碼時,其編碼輸出并沒有出現周期現象,而就是時刻都在變化。

　當編碼輸入信號的頻率大于3400Hz或小于300Hz時,脈沖編碼調制與解調波形的幅度會急劇減小。

　由于采樣頻率與輸入信號的頻率之間并不就是有規律的整數倍關系,導致了每一個抽樣信號點的時刻就是不同的,所以編碼輸出的信號也不一樣,觀察的信號就就是隨時變化的。

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