通信原理实验多媒体课件.ppt

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1、通信无限 我心飞翔,通信原理实验 多媒体课件,杭州电子科技大学,HANGZHOU DIANZI UNIVERSITY,地址：杭州下沙高教园区二号路三号路口,邮编：310018,电话：0571-86919123,传真：0571-86919123,Copyright(C)杭州电子科技大学通信工程学院 All Rights Reserved.,杭电主页,联系我们,课程简介,进入课件,通信原理实验室始建于1989年，当时作为通信原理配套的课内实践教学环节并未独立开课；通信原理实验课程从1992年我校通信工程专业设立时开始独立设置，是通信工程专业实践教学环节的主要专业基础课。实验室从成立时只有3-4组实

2、验设备；1995年扩建为10组，只能满足本专业学生的需要；在1998年又改扩建为20组，开始向其它专业开放；随着高校扩招学生人数不断增加，在2007年再次改扩建成,把原来更多以验证性实验的教学模式，转化为以设计性实验为主的硬件实验教学工作上。近年来，课程建设取得了较大进展，完善了课程基本环节，制定了通信原理实验课程教学大纲，自制了多套实验设备，自编了 通信原理实验教材。经过多年的实践和完善，合理的安排实验内容，使实验既围绕理论课程的教学内容，又联系实际应用。实验指导教师也有原来的1人专职发展到现在专兼职教师8人。课程组教师在教学中能及时将科研和学科最新发展成果引入教学中,使学生了解学科前沿，获

3、取更多的信息；同时注重将工程应用引入通信原理实验教学中,使学生能够更深层次地理解理论教学内容,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。另外，教师授课时注重将素质教育融于课堂教学之中，注重学生实践能力和创新精神的培养，发现和开发蕴藏在学生身上的潜在的创造性能力。,通信原理实验精品课程,码型变换实验,实验目录,实验平台模块简介,多媒体课件按钮使用说明,CPLD可编程数字信号发生器,抽样定理和PAM调制解调,脉冲编码调制解调,FSK调制与解调实验,增量调制编译码系统,计算机数据通信实验,一般表示上一页 一般表示下一页 表示返回本实验首页一般表示图形链接 一般表示返回刚刚浏览的那一页触发它可以看到

4、分步连线 表示返回总目录实验结果专用链接，触发它可以看到该点的波形，再次触发波形隐藏其他文字链接不作说明,多媒体课件按钮使用说明,一、实验目的二、实验内容三、实验仪器四、实验原理五、实验框图六、实验步骤,二、抽样定理和PAM调制解调,一、实验目的,1、验证抽样定理；2、通过脉冲幅度调制实验，能加深理解脉冲幅度调制的原理；3、通过对电路组成、波形和所测数据的分析，加深理解该调制方式的特点。,二、实验内容,1、观察基带信号、脉冲幅度调制信号、抽样时钟的波形，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，并测试系统的频率特性。,二、抽样定理和PAM调制解调,1、

5、信号源模块2、模块13、连接线 若干4、40M/60M 双踪示波器 一台,三、实验仪器,二、抽样定理和PAM调制解调,（一）基本原理1、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 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：,四、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,如果连续信号的频带不是限于0与 之间，而是限制在（信号的最低频率）与（信号的最高频率）之间（带通型连续信号）

6、，那么，其抽样频率 并不要求达到，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2-4和2-5画出当抽样频率 2B（无混叠）时及当抽样频率 2B（有混叠）时两种情况下冲激抽样信号的频谱。点击 查看。,四、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,0,0,（a）连续信号的频谱,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，则前面所说的抽样定理，就是脉冲振幅调制的原理。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，已抽样信号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

7、的规律。平顶抽样所得的已抽样信号如图2-6所示，点击 查看。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、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,（二）电路组成 脉冲幅度调制实验系统如下图所示，由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成，电路原理框图如图2-7所示。,四、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,图2-7 脉冲振幅调制电路原理框图,（三）实验电路工作原理1、PAM调制电路 被抽样信号从PAM-SIN输入，若为音频信号（3003400Hz），则它经过电压跟随器

8、后，被送到模拟开关4066的1脚。此时，将抽样脉冲送入4066的第13脚作为控制信号，当该脚为高电平时，U2的的1脚和2脚导通，输出调制信号；当U2的13脚为低电平时，U2的1脚和2脚断开，无波形输出。因此，在U2的2脚就可以观察到比较理想的脉冲幅度调制信号。,四、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,二、抽样定理和PAM调制解调,四、实验原理,（三）实验电路工作原理2、脉冲发电路主要有两种抽样脉冲产生电路，一种由555及其它元件组成，这是一个单谐振荡器电路，能产生脉宽、频率可调的方波信号，可通过改变可调电阻W1来实现输出脉冲频率的变化，以便用来验证取样定理，另一种由CPLD产生的抽样脉冲，

9、CPLD产生的抽样脉冲从PAMCLK输入，本次采用后者，该部分电路详见图2-8所示。点击 查看。,3、PAM解调与滤波电路 解调滤波电路由集成运放电路TL084组成。组成了一个二阶有源低通滤波器，其截止频率设计在3.4KHz左右，因为该滤波器有着解调的作用，因此它的质量好坏直接影响着系统的工作状态。该电路还用在接收通道电路中。解调电路如图2-9所示，点击 查看。4、功放输出电路 功放电路主要用来放大输出信号，提高解调后的音频信号输出功率。该电路选用了常见的小功率运放LM386，配以少量的外围元件来完成。放大后的音频信号由喇叭作为负载输出。,四、实验原理,二、抽样定理和PAM调制解调,（三）实验

10、电路工作原理,五、实验框图,二、抽样定理和PAM调制解调,1、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，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+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）。2、观测PAM抽样波形（1）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2V左右；（2）将信号源上S4设为1011，使“CLK1”输出16K时钟；（3）将模块1上K1选到“自然抽样”；（4）关闭电源，按如下方式连线，点击 查看连线。,六

11、、实验步骤,二、抽样定理和PAM调制解调,*检查连线是否正确，检查无误后打开电源（5）用示波器在“自然抽样”处观察PAM抽样波形；（6）将K1设为“平顶抽样”，用示波器在“平顶抽样”处观察保持信号波形。,六、实验步骤,二、抽样定理和PAM调制解调,3、改变抽样时钟频率，观测自然抽样信号，验证抽样定理。(先不做）4、观测解码后PAM波形与原信号的区别（1）步骤2的前3步不变,按如下方式连线：点击 查看连线,六、实验步骤,二、抽样定理和PAM调制解调,（2）将“PAM-SIN”做内触发源，用双踪示波器对比观测“PAM-SIN”和“OUT”波形。3、改变抽样时钟频率为4KHz，观测自然抽样信号，验证

12、抽样定理。,5、测试系统的频率特性 连线关系请参考下表，保持输入信号的幅度峰峰值为2V，改变非同步信号的频率，来测试整个系统的频率特性,完成18页表格。6、实验结束拆除连线，整理波形完成实验报告。,六、实验步骤,二、抽样定理和PAM调制解调,图2-1 抽样与恢复,二、抽样定理和PAM调制解调,二、抽样定理和PAM调制解调,1,图2-4 高抽样频率时的抽样信号及频谱（不混叠）,图2-5 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）,图2-6 自然抽样及平顶抽样波形,二、抽样定理和PAM调制解调,图2-8 脉冲幅度调制电路原理图,二、抽样定理和PAM调制解调,图2-9 PAM解调滤波电路,二、抽样定理和PAM调制解调,触发按钮 看连线,二、抽样定理和PAM调制解调,提供被抽样信号,提供抽样时钟,1、用示波器观测2K同步正弦波，调节W1使之幅度为3V,2、拨码开关S4拨为“1011”,3、K1拨到“自然抽样”,4、用示波器在“自然抽样”处观察PAM抽样波形,5、K1拨到“平顶抽样”,6、用示波器在“平顶”处观察保持信号波形（结束）,返回,波形,二、抽样定理和PAM调制解调,改变S4码型控制抽样频率,送入要恢复的信号,在PAM-SIN与OUT处对比观测波形,返回,波形,二、抽样定理和PAM调制解调,二、抽样定理和PAM调制解调,