2021年通信原理抽样定理实验报告

试验一 抽样定理试验

项目一、 抽样信号观察及抽样定理试验

1、 观察并统计抽样前后信号波形, 分别观察music和抽样输出。

由分析知, 自然抽样后结果如图, 很显著抽样间隔相同, 且抽样后波形在其包络严格被原音乐信号所限制加权, 与被抽样信号完全一致。

2、观察并统计平顶抽样前后信号波形。

此结果为平顶抽样结果, 仔细观察可发觉与上一试验中自然抽样有很大差距, 即相同之处, 其包络也由原信号所限制加权, 不过在抽样信号每个频率分量呈矩形, 顶端是平。

3、观察并对比抽样恢复后信号与被抽样信号波形, 并以100HZ为步进, 减小A-OUT频率, 比较观察并思索在抽样脉冲频率为多少情况下恢复信号有失真。

(1)9.0KHZ

(2)7.7KHZ

在频率为9HZ时波形如上图, 低通滤波器恢复出信号与原信号基础一致, 只是相位有了延时, 约1/4个Ts; 逐步减小抽样频率可知在7.7KHZ左右, 恢复信号出现了幅度失真, 且伴随fs减 小 , 失真越大。 (3)7.0KHZ

上述现象验证了抽样定理, 即, 在信号

频率一定时, 采样频率不能低于被采样信号2倍, 不然将会出现频谱混叠, 造试验二 PCM编译码试验

试验项目一 测试W681512幅频特征

1、将信号源频率从50HZ到4000HZ, 用示波器接模块21音频输出, 观察信号幅频特征。

(1)、 4000HZ

(2)、 3500HZ

(3)120HZ

在试验中仔细观察结果, 可知, 当信号源频率由4000HZ不停下降到3000HZ 过程中, 信号频谱幅度在不停地增加; 在3000HZ~1500HZ过程中, 信号幅度在 一定范围内改变, 不过没有尤其大差距; 在1500HZ~50HZ过程中, 信号幅度有 极为显著下降。

(4)50HZ

试验项目二 PCM编码规则试验

1、以FS为触发, 观察编码输入波形。示波器DIV档调整为100微秒。

图中分别为输入被抽样信号和抽样脉冲, 观察可发觉正弦波与编码对应。

2、保持示波器设置不变情况下, 以FS为触发观察PCM量化输出, 统计波形。

PCM脉冲编码调制: 数字通信编码方法之一。能够观察到, 一个抽样周期对应PCM八个编码, 即一个抽样值以PCM编码是八位。

3、以FS为触发, 观察并统计PCM编码A律编码输出波形。

A律是PCM非均匀量化中一个对数压扩形式, 对抽样值进行八位编码: M0:极性码 M1 M2 M3:段落码 M4 M5 M6 M7 : 区间码 分析试验结果可知, 对于一个码元信号, 经过非均匀量化编码以后发觉包含8个二进制数。

4、对比观察编码输入信号和译码输出信号。

观察试验结果可知, 编码输入和译码输出结果在幅度上完全一致, 相位上有靠近180°相位差。

思索1: 改变基带信号幅度时, 波形是否发生改变？改变时钟信号频率时, 波形是否发生改变？

基带信号幅度对波形影响很小, 信号频率f看不出显著规律。f改变对波形没有任何影响。

改变时钟信号频率时, 波形会发生改变。

思索2: 当编码输入信号频率大于3400HZ或小于3000HZ时, 分析脉冲编码调制和解调波形。

当编码输入信号频率大于3400Hz或小于300Hz时, 脉冲编码调制和解调波形

试验项目三 PCM编码时序观察

1、示波器观察FS信号编码输出信号, 并统计二者对应波形。

观察分析可知, 在发送一串连续周期码时, 其编码输出并没有出现周期现象, 而是时刻都在改变。 幅度会急剧减小。

思索: 为何试验时观察到PCM编码信号码型总是在变换？ 因为采样频率和输入信号频率之间并不是有规律整数倍关系, 造成了每一个 抽样信号点时刻是不一样, 所以编码输出信号也不一样, 观察信号就是随时改变。