现代通信原理实验报告班级学号：姓名：指导教师：实验一测试各种模拟信号并观察一、实验目的：1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。

2、观察分析各种模拟信号波形的特点。

二、实验内容及要求：1、测量并分析各测量点波形及数据。

2、熟悉几种模拟信号的产生方法，了解信号的来源、变换过程和使用方法。

三、实验原理及设计思想：模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：同步正弦波信号、非同步信号、音乐信号和载波信号。

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(1)同步正弦波信号同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正弦波信号，可用在PAM抽样定理、增量调制、PCM编码实验，作为模拟输入信号。

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(2)非同步信号源非同步信号源利用混合信号SoC型8位单片机C8051F330，采用DDS(直接数字频率合成)技术产生。

通过波形选择器S6选择输出波形，对应发光二极管亮。

(3)载波产生电路载波产生电路用来产生数字调制所需的正弦波信号，频率有64KHz和128KHz两种。

“64K同步正弦波”（“64K”同步正弦波）为其测量点。

四、实验方案：1、模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：同步正弦波信号、非同步信号和音乐信号。

用示波器测“2K同步正弦波”“64K 同步正弦波”“128K同步正弦波”各点输出正弦波形，对应的电位器W1,W2,W3可分别改变各正弦波的幅度。

2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形：(1)S6选为“正弦波”，改变W4，调节信号幅度（0-4V），用示波器观察输出波形(2)保持信号幅度3V，改变S7、S8，调节信号频率（180Hz~18KHz），用示波器观察输出波形(3)将波形分别选为三角波，方波，重复上面两个步骤3、将控制开关K1设为“ON”，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。

五、实验使用仪器：1、信号源模块一块2、连接线3、20双踪示波器六、实验数据记录及结果分析：七、实验总结熟练使用信号源级示波器，和各种模拟信号的产生方法及其用途。

观察分析各种模拟信号波形的特点。

64k同步正弦波，2k正弦波。

实验二 抽样定理和PAM 调制解调实验一、实验目的1、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、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解这种调制方式的优缺点。

二、实验内容1、观察模拟输入正弦波信号、抽样时钟的波形和脉冲幅度调制信号，并注意观察它们之间 的相互关系及特点。

2、改变模拟输入信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。

三、实验器材1、信号源模块 一块2、①号模块 一块3、20M 双踪示波器 一台4、连接线 若干四、实验原理（一） 基本原理 1、抽样定理抽样定理表明:一个师限制在(0，H f )内的时间连续信号叫()t m ，如果以Hf T 21≤秒的间隔对它进行等问隔抽样，则叫()t m 将被所得到的抽样值完全确定。

假定将信号()t m 和周期为T 的冲激函数)(t T δ相乘，如图3-1所示。

乘积便是均匀间隔为T 秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上()t m 的值，它表示对函数()t m 的抽样。

若用()t m s 表示此抽样函数，则有:假设()t m ，)(t T δ和()t m s 的频谱分别为()()ωδωT M ,和()ωs M 。

按照频率卷积定理，()t m )(t T δ的傅立叶变换是()ωM 和()ωδT 的卷积:()()()[]ωδωπωT s M M *=21()∑∞-∞=-=n sTT n Tωωδπδ2因为()Ts πω2=所以 ()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-*=∑∞-∞=n s T s n w M T w M ωωδ)(1由卷积关系，上式可以写成()()∑∞-∞=-=n s s n M T M ωωω1需要注意，若抽样间隔Hf T 21>，则()ωM 和()ωδT 的卷积在相邻的周期内存在重叠，因此不能由()ωs M 恢复()ωM 可见Hf T 21=是抽样的最大问隔，它被称为奈奎斯特间隔。

上面讨论了低通型连续信号的抽样。

如果连续信号的频带不是限于O 与H f 之间，而是限制在L f （信号的最低频率）与H f （信号的最高频率）之间(带通型连续信号)，那么，其抽样频率兀并不要求达到2H f 而是达到2B 即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍图3-2画出抽样频率Is ~2B(无混叠)和Is <2B(有混叠)时两种情况下冲激抽样信号的频谱。

图2-2采用不同抽样频率时抽样信号的频率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。

但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现， n 日通常只能采用窄脉冲串来实现。

因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM 方式，将具有实际意义。

图2-3PAM 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，己抽样信号 ms （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(如图2-3所示)。

于 顶抽样所得的己抽样信号如图3-3所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但真形状都相同。

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。

(二)电路组成脉冲幅度调制实验系统如图3-4所示，主要由抽样保持芯片LF398和解调滤波电路两部分组成，电路原理图如图3-5所示。

五、实验步骤及注意事项1、将信号源模块、模块1固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，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，将信号源模块和模块1的电源开关拨下，现察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指灯，黄色为+12V电，源指示灯。

(注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，再打开电源做实验，不要带电连线)。

3、观测PAM 自然抽样波形1) 用示波器观测信号源"2K 同步正弦波"输出，调节WI 改变输出信号幅度，使输出信号峰，峰值在4V 左右。

2) 将信号源上84设为" 1010"，使"eLKl"输出32K 时钟。

3) 将模块1上K1选到"自然"。

4) 关闭电源，按如下方式连线检查连线是否正确，检查无误后打开电源5）的用示波器在"自然抽样输出"处观察PAM 自然抽样波形。

4、观测PAM 平顶抽样波形a) 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4V 左右。

b) 将信号源上81、82、83依次设为" 10000000"、" 10000000"、" 1 0000000"，将85拨为" 1000"，使"NRZ"输出速率为128K ，抽样频率为: NRZ 频率/8(实验中的电路，NRZ 为"1"时'抽样，为"0"时保持。

在平顶抽样中，抽样脉冲为窄脉冲)。

c)将K1设为"平顶"。

关闭电源，按下列方式进行连线。

5、改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。

源端口目标端口 连线说明 信号源: "2K 同步正弦波"模块1: "PAM-SIN" 提供被抽样信号 信号源: "CLK1"模块1: "PAMCLK"提供抽样时钟源端口目标端口 连线说明 信号源: "2K 同步正弦波模块1: "PAM-SIN" 提供被抽样信号 信号源: "NRZ"模块1: "PAMCLK"提供抽样脉冲六．实验结果：自然抽样如下图：平顶抽样如下图：七.心得体会通过本次实验我掌握了抽样定理的基本概念，从实验结果中观察到了抽样后的图形，更加深刻的理解了评定抽样和脉冲抽样的基本概念。

实验三脉冲编码调制解调实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。

2、掌握脉冲编鸭调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。

二、实验内容l、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。

2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。

3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。

4、改变位同步时钟，观测脉冲编码调制波形。

三、实验原理(一)基本原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。

如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。

脉冲编码调制(PCM)简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。

脉码调制的过程如图5-1所示。

ＰＣＭ要包括抽样、量化与编码三个过程。

抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样但号:量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号:编码是将量化后的信号编码形成-个二进制码组输出。

国际标准化的PCM码组(电话语音)是用八位码组代表二个抽样值。

编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，-般采用抽样保持电路。

预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz----3400Hz左右，所以预滤波A引入-定的频带失真。

在整个PCM*统中重建信号的失真主要来源于量化以及信道;输误码通常用信号与量化?声的功率比，即信噪比圳来表示。

国际电报电话咨询委员会(肌T)详细规定了它的指标，还规定比特率为64kbps，使用A律或µ律编码律。

下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理己在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。

四．实验步骤1、将信号源模块和模块2固定在主机箱上，将黑色塑封螺钉拧紧，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，将信号源模块和模块2的电源开关拨下，观察指示灯是否点亮，红灯为+5V电源指示灯，绿灯为-12V电源指示灯，黄色为+12'电源指示灯。