抽样定理与PAM调制解调实验
一、实验目的
1. 通过对模拟信号抽样的实验,加深对抽样定理的理解.
2. 通过PAM调制实验，使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。
3. 通过对电路组成、波形和所测数据的分析，了解PAM调制方式的优缺点。
二、实验电路工作原理
抽样定理的大意是，如果对一个频带有限的时间连续的模拟信号抽样，当抽样速率达到一定数值时，那么根据它的抽样值就能重建原信号。也就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，只需传输按抽样定理得到的抽样值即可。因此，抽样定理是模拟信号数字化的理论依据。
通常，按照基带信号改变脉冲参量（幅度、宽度和位置）的不同，把脉冲调制分为脉幅调制（PAM）、脉宽调制（PDM）和脉位调制（PPM）。虽然这三种信号在时间上都是离散的，但受调参量是连续的，因此也都属于模拟调制。关于PDM和PPM，国外在上世纪70年代研究结果表明其实用性不强，而国内根本就没研究和使用过，所以这里我们就不做介绍。本实验平台仅介绍脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。
抽样定理和脉冲幅度调制实验系统框图如图3-1所示，电原理图如如图3-3所示，由输入电路、高速电子开关电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。
图3-1 脉冲振幅调制电路原理框图
三、实验内容
1.抽样定理实验
2.脉冲幅度调制（PAM）及系统实验
四、实验步骤及注意事项
抽样定理及PAM通信系统实验步骤
用连接线将模拟信号送入TP601，用示波器在TP601处观察，以该点信号输出幅度不失真时为好，如有削顶失真则减小相应信号源的输出幅度。通过薄膜键盘选择不同频率的抽样脉冲有8K时钟、16K时钟、8KHz窄脉冲。
(1) 在一定频率的模拟信号下，薄膜键盘选择不同的抽样时钟，用示波器观测TP601～TP604各点波形，并做详细记录、绘图。抽样过程波形示意图（如图3-2）
(2) 在一定频率的抽样时钟下fs，调节模拟信号源的频率f。即改变抽样时钟与模拟信号间的频率关系，使fs＜2f或2f＜fs，用示波器两通道同时观测TP601和TP604两点输出的波形，调节信号频率，以判断和验证抽样定理在系统中的正确性，同时做详细记录和绘图，记下在系统通信状态下的奈奎斯特频率。并分析比较。
(3) 在TP604处可用示波器观察抽样信号滤波还原后输出波形，或者通过喇叭听话音，感性判断该系统对话音信号的传输质量。
PAM通信系统，也就是说可以在信道中直接传输抽样后的信号，但由于它们抗干扰能力差，目前很少实用。它已被性能良好的脉冲编码调制（PCM）所取代。
五、测量点说明
TP601：模拟信号输入，信号幅度不宜过大。若幅度过大，抽样信号的波形就会失真，因此需调整送入的模拟信号的幅度（幅度在2V左右）。方法是：调整相应的模拟信号源输出幅度。
TP602：抽样时钟波形输出。其抽样时钟波形的频率由薄膜键盘选择输入，有8K方波， 16K方波，8K窄脉冲。
TP603：抽样信号输出。抽样信号失真时调节电位器W601。
TP604：模拟信号还原输出。
图3-2 抽样过程波形示意图
六、实验报告要求
1.列出所测各点的波形、频率、电压等有关数据，验证抽样定理。
2.抽样功能实现的方法很多，请设计一个抽样电路完成功能。