通信原理实验报告一 1 1 /3 /2 0 1 3 实验一 PAM 编译码器系统 一、实验原理和电路说明 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。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。 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。 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。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。通常将语音信号通过一个 3400 Hz 低通滤波器（或通过一个 300～3400Hz 的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz ，这样可以用频率大于或等于 6800 Hz 的样值序列来表示。语音信号的频谱和语音信号抽样频谱见图 4.1.1 和图 4.1.2 所示。从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为 fh 的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号 m(t)。 fm(t)fh0图 4.1.1 语音信号频谱 fm(t)fh02fs+fhfs+ fhfs2fs理想低通滤波器图 4.1.2 语音信号的抽样频谱 fMfh02fs+fhfs+ fhfs2fs图 4.1.4 fs＜ 2fh 时语音信号的抽样频谱 fMfh02fs+fhfs+ fhfs2fs实际低通滤波器图 4.1.3 留出防卫带的语音信号的抽样频谱 实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz 的语音信号，通常采用8KHz 抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（ 1200Hz）， 参见图4.1.3 所示。当抽样频率fs 低于2 倍语音信号的最高频率fh， 就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量，原理参见图4.1.4 所示。 在抽样定理实验中，采用标准的8KHz 抽样频率，并用函数信号发生器产生一个频率为fh 的信号来代替实际语音信号。通过改变函数信号发生器的频率fh，观察抽样序列和低通滤波器的输出信号，检验抽样定理的正确性。抽样定理实验各点波形见图4.1.5 所示。 低通滤波器抽样脉冲低通滤波器抽样保持8KHz输入信号图4.1.5 抽样定理实验原理框图 图4.1.6 是通信原理综合实验系统所设计的抽样定理实验电路组成框图。 低通滤波器抽样脉冲低通滤波器抽样/保持外部测试信号TP701TP702TP703TP704跳线器电话1 接口KQ02跳线器开关K702K701图4.1.6 抽样定理实验电路组成框图U701A、BU703U702A、CUQ01交换模块内跳线器内部测试信...
