实验六信号的抽样与恢复.ppt

实验七 信号的抽样与恢复(PAM),实验目的1、验证抽样定理2、观察了解PAM信号形成的过程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始信号.抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。数字通信系统是以此定理作为理论基础。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。,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，则可以唯一地由频率等于或大于2fH的样值序列所决定。抽样信号的时域与频域变化过程如图所示。,卷积,包络,相乘,(一)抽样定理,不满足抽样定理时产生频率混叠现象,高抽样率时不混频,满足抽样定理时不混频,低抽样率时混频,（二）、由抽样信号恢复原连续信号,取主频带：时域卷积定理：,卷积,包络,相乘,模块说明在“JH 5004型信号与系统”实验中有一“PAM抽样定理”模块，该模块主要由一个抽样器与保持电容组成。,零阶抽样保持上述假定抽样脉冲是冲激序列，但实际电路要产生（t）不容易。数字通信系统中最常用的零阶抽样保持。f（t）与p（t）不是简单的相乘，而是在脉冲p（t）持续间保持抽样值直到下一个抽样值，f0（t）呈阶梯型。,零阶抽样保持,f（t）,fS0（t）,p（t）,实际电路，MOS晶体管M1和M2作为开关运用，当窄脉冲p1（t）到来时，M1、M2导通将f（t），抽样值引到电容C两端，此后电容保持这个值直到下一个抽样脉冲到来，依次重复，即可由f（t）产生fs0（t）波形。,f（t）,fS0（t）,C,M1,M2,P1（t）,为求得fs0（t）的频谱，构作一个线性时不变系统，它是具有如下的冲激响应，h0（t）=u（t）-u（t-TS）显然令fs（t）通过此系统即可在输出端产生fs0（t）波形，因此可以得：fs0（t）=fs（t）*h0（t）,fs0（t）经传输到收端后需要恢复f（t）信号，为分析如何恢复，借助冲激序列抽样信号的时域与频域特性，假定：,因为fs(t)是抽样信号(幅度大小不同的冲激).而fs0(t)是阶梯.冲激与矩形乘得阶梯,一个完整的PAM电路组成如图所示，即在输入、输出端需加一低通滤波器。前一个低通滤波器是为了滤除高于fs/2的输入信号防止出现频谱混迭现象。产生混迭噪声，影响恢复出的信号质量。后面一个低通滤波器是为了从抽样序列中恢复出信号，滤除抽样信号中的高次谐波分量。,输入信号,抽样脉冲,抽样保持,低通滤波器,低通滤波器,抽样定理实验原理图,实验步骤,设置信号产生模块为模式为01，在该模式下在正弦信号16KHZ、32KHZ输出端产生相应的信号输出，同时在信号A组产生1KHZ信号，在信号B组产生125HZ信号输出，以及PAM所需的抽样时钟。1、采样冲激串的测量在JH5004的“PAM抽样定理”模块的D（T）输入端测量采样冲击串，测量采样信号的频率。2、模拟信号的加入用短线将“信号A组”输出1KHZ正弦信号与“PAM抽样定理”模块的信号输入X端相连。3、信号采样的PAM序列观察在“PAM抽样定理”模块的输出端可测量到输入信号的采样序列，用示波器比较采样序列与原始信号的关系、及采样序列与采样冲击串之间的关系,4、PAM信号的恢复用短线将“PAM抽样定理”模块输出端的采样序列与“无源与有源滤波器”单元 的“八阶切比雪夫低通滤波器“的输入 端相连。在滤波器的输出端可测量出恢复出的模拟信号，用示波器比校恢复出的信号与原始信号的关系与差别。5、用短线连接”PAM抽样定理“模块的A与C端，重复上述实验。,实验思考,在实验中，采样冲击串不是理想的冲击函数，通过这样的冲击序列采样的采样信号频谱的形状是怎样的？,