通信原理实验（五）

实验一 抽样定理实验

项目一、抽样信号观测及抽样定理实验

1、观测并记录抽样前后的信号波形，分别观测music和抽样输出。

由分析知，自然抽样后的结果如图，很明显抽样间隔相同，且抽样后的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、观测并记录平顶抽样前后信号的波形。

此结果为平顶抽样结果，仔细观察可发现与上一实验中的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，但是在抽样信号的每个频率分量呈矩形，顶端是平的。

3、观测并对比抽样恢复后信号与被抽样信号的波形，并以100HZ为步进，减小A-OUT的频率，比较观测并思考在抽样脉冲频率为多少的情况下恢复信号有失真。

(1)9.0KHZ (2)7.7KHZ

在频率为9HZ时的波形如上图，低通滤波器恢复出的信号与原信号基本一致，只是相位有了延时，约1/4个Ts； 逐渐减小抽样频率可知在7.7KHZ左右，恢复信号出现了幅度的失真，且随着fs

(3)7.0KHZ

的减小，失真越大。 上述现象验证了抽样定理，即，在信号 的频率一定时，采样频率不能低于被采样信号的2倍，否则将会出现频谱的混叠，导致恢复出的信号严重失真。 实验二 PCM编译码实验

实验项目一 测试W681512的幅频特性

1、将信号源频率从50HZ到4000HZ，用示波器接模块21的音频输出，观测信号的幅频特性。

(1)、4000HZ

(2)、3500HZ

(3)120HZ (4)50HZ 在实验中仔细观察结果，可知，当信号源的频率由4000HZ不断下降到3000HZ 的过程中，信号的频谱幅度在不断地增加；在3000HZ~1500HZ的过程中，信 号的幅度在一定范围内变化，但是没有特别大的差距；在1500HZ~50HZ的过 程中，信号的幅度有极为明显的下降。

实验项目二 PCM编码规则实验

1、以FS为触发，观测编码输入波形。示波器的DIV档调节为100微秒。

图中分别为输入被抽样信号和抽样脉冲，观察可发现正弦波与编码对应。

2、保持示波器设置不变的情况下，以FS为触发观测PCM量化输出，记录波形。

PCM脉冲编码调制：数字通信的编码方式之一。可以观察到，一个抽样周期对应PCM的八个编码，即一个抽样值以PCM编码是八位的。

3、以FS为触发，观察并记录PCM编码的A律编码输出波形。

A律是PCM非均匀量化中的一种对数压扩形式，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 分析实验结果可知，对于一个码元信号，经过非均匀量化编码之后发现包括8个二进制数。

4、对比观测编码输入信号和译码输出信号。

观察实验结果可知，编码输入和译码输出的结果在幅度上完全一致，相位上有接近180°的相位差。

思考1：改变基带信号的幅度时，波形是否发生变化？改变时钟信号频率时，波形是否发生变化？

基带信号幅度对波形的影响很小，信号频率f看不出明显的规律。f的变化对

波形没有任何影响。 改变时钟信号频率时，波形会发生变化。 思考2：当编码输入信号的频率大于3400HZ或小于3000HZ时，分析脉冲编码调制和解调波形。

当编码输入信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时，脉冲编码调制和解调波 形的幅度会急剧减小。

实验项目三 PCM编码时序观测

1、示波器观测FS信号编码输出信号，并记录二者对应的波形。

观测分析可知，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，而是时刻都在变化。

思考：为什么实验时观测到的PCM编码信号码型总是在变换？ 导致了每一 由于采样频率和输入信号的频率之间并不是有规律的整数倍关系，个抽样信号点的时刻是不同的，所以编码输出的信号也不一样，观察的信号就是随时变化的。