《通信原理》实验报告
实验一：抽样定理和PAM调制解调实验
系别：信息科学与工程学院
专业班级：通信工程1003班
学生姓名：陈威
同组学生：杨鑫
成绩：
指导教师：惠龙飞
（实验时间：2012 年 12 月 7 日——2012 年 12 月28日）
华中科技大学武昌分校
1、实验目的
1对电路的组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方法的优缺点。
2.通过脉冲幅度调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。
2、实验器材
1、信号源模块 一块
2、①号模块 一块
3、60M 双踪示波器 一台
4、连接线 若干
3、实验原理
3.1基本原理 1、抽样定理
图3-1 抽样与恢复
2、脉冲振幅调制（PAM ）
所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。
如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。
自然抽样
平顶抽样
)
(t m )
(t T
图3-3 自然抽样及平顶抽样波形
PAM方式有两种：自然抽样和平顶抽样。
自然抽样又称为“曲顶”抽样，(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变已抽样信号m
s
化的规律（如图3-3所示）。
平顶抽样所得的已抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。
在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。
四、实验步骤
1、将信号源模块、模块一固定到主机箱上面。
双踪示波器，设置CH1通道为同步源。
2、观测PAM自然抽样波形。
（1）将信号源上S4设为“1010”，使“CLK1”输出32K时钟。
（2）将模块一上K1选到“自然”。
（3）关闭电源，连接
表3-1 抽样实验接线表
(5)用示波器观测信号源“2K同步正弦波”输出，调节W1改变输出信号幅度，使输出信号峰-峰值在1V左右。
在PAMCLK处观察被抽样信号。
CH1接PAMCLK（同步源），CH2接“自然抽样输出”（自然抽样PAM信号）。
图3-1 2KHz模拟信号
图3-2 自然抽样PAM输出
分析：抽样定理表明个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤
H
f 21
秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号m s (t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律用周期为Ts,脉宽为τ的周期性脉冲p(t)代替δT(t),抽样过程是一个相乘过程。
分析：自然抽样输出中有直流分量。
3、观察PAM 平顶抽样波形
（1）将信号源上S1、S2、S3依次设为“10000000”、“10000000”、“10000000”，将S5拨为1000，使“NRZ ”输出速率为128K 。
抽样频率为NRZ/8。
（2）关闭电源，将K1设为平顶，按下列方式进行连线。
表3-2 平顶抽样实验接线表
抽样脉冲，在“平顶抽样输出”处观察平顶抽样波形。
用示波器观测PAM 信号:CH1接PAMCLK ，CH2接“平顶抽样输出”。
图3-3 2K同步正弦波输出
图3-4 平顶抽样输出
分析：抽样定理表明个频带限制在（0，H f ）内的时间连续信号()m t ，如果以T ≤
H
f 21
秒的间隔对它进行等间隔抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
平顶抽样所得的已抽样信号如图3-4所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比
于瞬时抽样值，但其形状都相同。
分析：抽样定理中要求抽样脉冲序列是理想冲激序列，称为理想
抽样。
但实际抽样电路中抽样脉冲具有一定持续时间，在脉宽期间其幅度可以是不变的，也可以随信号幅度而变化。
前者称为平顶抽样，后者称为自然抽样。
4改变抽样时钟频率S4=“1110（2K ）”，观测自然抽样信号，验证抽样定理。
图3-5 2K 抽样时的自然抽样PAM 输出
分析：图3-2与3-5的图中，提供的都是2K 被抽样信号，图3-2中提供的是32K 抽样脉冲，而图3-5中提供的是2K 抽样脉冲，导致PAM 输出不同。
5、观测解码后PAM 波形。
(1)步骤2的前三步不变，按如下方式连线
表3-3 PAM解码实验接线表
（3）观测解码后PAM波形：CH1接“PAM-SIN”信号做示波器的触发源，CH2接“OUT”。
图3-6 解码后PAM波形
分析：理想情况下用调制后的信号为fs(t)=∑f(nTs)*δ(t-nTs) (-∞<n<+∞)，Ts为冲激抽样序列周期低通滤波器的冲激响应为h(t)=Ts×ωc/π×Sa(ωct),ωc为低通滤波器截止频率。
利用时域卷积关系可求得输出信号为f(t)=fs(t)*h(t) =Ts×ωc/π∑f(nTs)Sa[ωc(t-nTs)](此解调出来的信号即为调制信号)，两者区别在于解调信号后多乘上了Sa[ωc(t-nTs)。
五、实验总结
通过这次试验验证了抽样定理的正确性，加深了我对抽样定理的理解，同时也了解了PAM信号的形成以及解调过程。