武汉理工大学《专业综合课程设计》报告
经验证,实验结果与理论结果一致。
1.2 抽样定理与脉冲调幅实验 PAM2
1.2.1 实验原理
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为“抽样”,抽样后的信号称为脉冲调幅(PAM)信号。在满足抽样定理的条件下,抽样信号保留了原信号的全部信息。并且,从抽样信号中可以无失真地恢复出原信号。
图1-4 单路PCM系统示意图
+12V
J3J2TP2C61uR9100R10100C71u+12V+5V-5VR11620E133uR146.2KR124.3KDGSR137.5KBG13DJ6FC951PTP6J6D1LED(R)C40.1uD2LED(O)C50.1uD3LED(G)一路音频TP3脉冲调幅输出R15.6KR21KR31KD42AK10BG29012
一路抽样脉冲E23.3uR153.3KR836KU1DTL0841413109U1CTL0848R17330TP4J4+5VDSGR161.5K-5V12R622KC20.01uR15K二路音频R18620TP5J5R430KBG33DJ6FC1151PC20.01u频率调节C30.01uRW1100KTP1J1E333uR194.3KD52AK10BG49012 R55K幅度调节音频输出波形调节500Hz音讯发生器二路抽样脉冲E433uR213.3KR23330+5V-5VR206.2K
R221.5K图1-5 抽样定理和脉冲调幅实验电原理图
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抽样定理指出,一个频带受限信号m(t)如果它的最高频率为fH(即m(t)的频谱中没有fH以上的分量),可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。因此,对于一个最高频率为3400Hz的语音信号m(t),可以用频率大于或等于6800Hz的样值序列来表示。
多路脉冲调幅的实验框图如图1-6所示,BG1和BG2构成第一路脉冲调幅信号,BG3和BG4构成第二路脉冲调幅信号。
分路抽样电路的作用是:将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。n路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的。各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。本实验设置了两路分路抽样电路。
分路2'音频信号2音频信号1分路抽样1相加信道分路选通1展宽低通分路2分路抽样2分路3图1-6 多路脉冲调幅实验框图
1.2.2实验步骤
观测PAM2音讯发生器部分输出TP1是正弦波输出,将其幅度调至最大不失真调节电位器R5和RW1,观测TP6波形输出。
1.2.3实验测试结果
理论波形: TP1输出信号:
图1-7 TP1输出信号
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TP6脉冲调幅输出:
1-8 TP6输出信号
实际测试波形:
图1-9 TP1输出波形图 图1-10 TP6输出波形
1.3 PAM模拟传输线实验 PAM3(实验模块PAM1 PAM3)
1.3.1 实验原理
路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。路际串话是指在同一时分多路系统中,某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去,这样就产生了同一端机中的各路通话之间的串话。
在一个理想的传输系统中,各路PAM信号应是严格地限制在本路时隙中的矩形脉冲。但如果传输PAM信号的通道频带是有限的,则PAM信号就会出现“拖尾”的现象,当“拖尾”严重,以至侵入邻路隙时,就产生了路隙串话。 (一)路隙串话中的高频串话
在考虑通道频带高频端时,可将整个通道简化为低通网络,它的上截止频率为:f1=1/(2πR1C1)。为了分析方便,设第一路有幅度为V的PAM脉冲,而其它路没有。当矩形脉冲通过图1-11(a)所示的低通网络,输出波形如图1-11(b)所示。脉冲终了时,波形按R1C1时间常数指数下降。这样,就有了第一路脉冲在第二路时隙上的残存电压——串话电压ΔU,这
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种由于信道的高频响应不够引起的路际串话就叫做高频串话。
R1C2f(a)C1V1g2UR2Vt12tg
1-11 通道的低通等效网络图 1-12 通道的高频等效网络
(b)(a)(b)
(二)路隙串话中的低频串话
当考虑通道频带的低频端时,可将通道简化为图1-12所示的高通网络。它的下截止频率为f2=1/(2πR2C2)
由于R2C2>>τ,所以,当脉冲通过图1-12(a)所示的高通网络后,输出波形如图1-12(b)所示。长长的“拖尾”影响到相隔很远的时隙。若计算某一话路上的串话电压,则需要计算前n路对这一路分别产生的串话电压,积累起来才是总的串话电压。这种由于信道的低频响应不够而引起的路际串话就叫做低频串话。 (三)模拟的传输通道低通等效网络
图7-3是模拟的传输通道实验原理图,R1、R2分别代表了传输线路的串联等效电阻,C1、C2分别代表了传输线路芯线和屏蔽层之间的分布等效电容。
TP1TP2近距离J1TP3TP4J2中距离J3R11KJ4C12200PTP5TP6远距离J5R22KJ6C20.01u
图1-13 模拟传输线实验电原理图
1.3.2 实验步骤
(一)准备工作 使“PAM双路抽样脉冲发生实验”(PAM1)模板处于正常工作状态。 (二)依次在模拟传输线输入端验证抽样定理J1,J3,J5输入TP1-1的抽样脉冲,依次在模拟传输线输出端J2,J4,J6用示波器观察抽样脉冲的畸变情况,并作图记录。同时在
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图中标出TP1-2的波形和位置
1.3.3 实验测试结果
理论波形如图:
图1-14 理论波形图
实际测试波形:
图1-15 J2输出波形图 图1-16 J4输出波形图 图1-17 J6输出波形图
1.4 PAM脉冲幅度解调实验 PAM4(实验模块PAM1 PAM2 PAM4)
1.4.1实验原理
从抽样序列的形成可以知道,用一积分电路组成的低通滤波器可实现模拟信号的恢复。即实现PAM脉冲幅度解调。为便于观察,解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成,低通滤波器的截止频率为3400Hz。
(一)分路选通电路
多路脉冲调幅信号进入接收端后,由分路选通脉冲分离成n路,亦即还原出单路PAM信号。发送端分路抽样与接收端分路选通是一一对应的,这是依靠它们所使用的定时脉冲的对应关系决定的。PAM信号在时间上是离散的,但在幅度上却是连续的。而在PCM系
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