脉冲幅度调制与解调实验 第2页

通信原理实验报告
图5-3  脉冲幅度调制原理框图
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5-3所示的原理方框图。具体的电路原理图如图5-4所示。
 
图5-4  脉冲幅度调制电路原理图
图中，被抽样的信号从H01输入，若此信号为音频信号（300~3400Hz），则它经过TL084构成的电压跟随器隔离之后，被送到模拟开关4066的第1脚。此时，将抽样脉冲由H03输入，其频率大于或等于输入音频信号频率的2倍即可，但至少应高于3400Hz。该抽样脉冲送到U02（4066）的13脚作为控制信号，当该脚为高电平时，U02的1脚和2脚导通，输出调制信号；当U02的13脚为低电平时，U02的1脚和2脚断开，无波形输出。因此，在U02的2脚就可以观察到比较理想的脉冲幅度调制信号。
2、脉冲振幅解调
若要解调出原始语音信号，则将调制信号送入截止频率为3400Hz的低通滤波器。因为抽样脉冲的频率远高于输入的音频信号的频率，因此通过低通滤波器之后高频的抽样时钟信号已经被滤除，因而，只需通过一低通滤波器便能无失真地还原出原音频信号。解调电路如图5-5所示。
 
图5-5  脉冲幅度调制信号解调电路原理图

4、 实验步骤
1) 将信号源模块、PAM&AM模块、频谱分析模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2) 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下三个模块中的开关POWER1、POWER2，各个模块对应的发光二极管LED01、LED02发光，按一下信号源模块的复位键，三个模块均开始工作。（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）
3) 将信号源模块产生的2KHz（峰-峰值在2V左右，从信号输出点“模拟输出”输出）的正弦波送入PAM&AM模块的信号输入点“PAM音频输入”，将信号源模块产生的62.5KHz的方波（从信号输出点64K输出）送入PAM&AM模块的信号输入点“PAM时钟输入”，观察“调制输出”和“解调输出”测试点输出的波形。
4) 将“PAM音频输入”和“调制输出”测试点输出的波形分别送入频谱分析模块，观察其频谱并比较之。（可选）
5、 实验结果及分析
在以下四个条件下求观察PAM音频输入和PAM时钟输入波形：
1)  正弦信号2020Hz，24位NRZ码型设置为“10101010 10101010 10101010”，BCD码型设置为“00000001 00100100”
2)  正弦信号2000Hz，24位NRZ码型设置为“10010010 01001001 00100100“，BCD码型设置为“00000000 10000100”
3)  正弦信号2020Hz，24位NRZ码型设置为“10001000 10001000 10001000”，BCD码型设置为“00000000 01100010”
4)  正弦信号2000Hz，24位NRZ码型设置为“10000010 00001000 00100000”，BCD码型设置为“00000000 01000010”
PAM音频输入：                                PAM时钟输入：
1、调制输出测试点输出的波形                 2、解调输出测试点的输出波形
（波形参见附录图纸1）                        （波形参见附录图纸1）

6、 思考练习解答
1、简述抽样定理。
在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以1/2 f h的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号f（t）的频谱中最高频率不超过f h，当抽样频率f S≥2 f h时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。
2、在抽样之后，调制波形中包不包含直流分量，为什么？
在抽样之后已调的波形并不带有直流分量，这是由于在离散点取值，使得直流分量被滤除。
3、造成系统失真的原因有哪些？
系统失真可以由于是抽样的频率取值的问题，也可以是系统噪音造成的失真。
4、为什么采用低通滤波器就可以完成PAM 解调？
低通滤波器采用的是均匀滤波，它的抽样频率fs不小于2fh，这样就不会发生混叠现象了。通过低通滤波器就可截取出这一段的波形，这样就已经可以还原波形完成PAM调制了

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