脉冲幅度调制与解调实验
脉冲幅度调制与解调实验
1、 实验目的
1、掌握抽样定理的概念。
2、理解脉冲幅度调制的原理和特点。
3、了解脉冲幅度调制波形的频谱特性。
4、了解脉冲幅度调制与解调电路的实现。
2、 实验内容
1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟波形，并注意观察它们之间的相互关系及特点。
2、改变基带信号或抽样时钟的频率，多次观察波形。
3、观察脉冲幅度调制波形的频谱。
3、 实验原理
（A）抽样定理
1、低通抽样定理
抽样定理表明：一个频带限制在（0， ）内的时间连续信号 ，如果以T≤ 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则 将被所得到的抽样值完全确定。
假定将信号 和周期为T的冲激函数 相乘，如图5-1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 的值，它表示对函数 的抽样。若用 表示此抽样函数，则有：
图5-1 抽样与恢复
假设 、 和 的频谱分别为 、 和 。按照频率卷积定理， 的傅立叶变换是 和 的卷积：
因为
所以
由卷积关系，上式可写成
该式表明，已抽样信号 的频谱 是无穷多个间隔为ωs的 相迭加而成。这就意味着 中包含 的全部信息。
需要注意，若抽样间隔T变得大于 ，则 和 的卷积在相邻的周期内存在重叠（亦称混叠），因此不能由 恢复 。可见， 是抽样的最大间隔，它被称为奈奎斯特间隔。图5-2画出当抽样频率 ≥2B时（不混叠）及当抽样频率 ＜2B时（混叠）两种情况下冲激抽样信号的频谱。
(a) 连续信号的频谱
（b） 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）
（c） 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）
图5-2 采用不同抽样频率时抽样信号的频谱
2、带通抽样定理
实际中遇到的许多信号是带通信号。例如超群载波电话信号，其频率在312KHz至552KHz之间。若带通信号的上截止为频率 ,下截止频率为 ,此时并不一定需要抽样频率高于两倍上截止频率。带通抽样定理说明，此时抽样频率 应满足：
其中， ， ，N为不超过 的最大正整数。由此可知，必有 。由上式画出曲线。由图可知，带通信号的抽样频率在2B至4B间变动。
（B）脉冲振幅调制与解调
1、脉冲振幅调制实验
所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随基带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，则上述所介绍的抽样定理，就是脉冲幅度调制的原理。211