发布时间 : 星期日 文章信号与系统实验指导书 试验箱+matlab版更新完毕开始阅读6edd537d77232f60ddcca1e4
实验三 信号的抽样与恢复
一、 实验目的
1、验证抽样定理；
2、观察了解PAM信号形成的过程。
二、 实验仪器
1、WK-XH-III信号与系统实验箱一台； 2、20MHz示波器一台。
三、 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的恢复出原始信号。
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，则可以唯一的由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。抽样信号的时域与频域变化过程如下图8-1所示：
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图8-1 抽样信号的时域与频域变化过程
抽 样 脉 冲 图 8-2 一个完整的PAM结构图
信 号 输 入 抽样门 低 通 滤 波 图8-2给出了一个完整的PAM原理图，在输入、输出端需要加一低通滤波器。前一个低通滤波器是为了滤除高于fg/2的输入信号，防止出现频谱混叠现象，产生混叠噪声，影响恢复出的信号质量，基于此点，在做实验时，模拟输入信号采用正弦波，后面一级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。
四、 Multisim仿真结果
抽样脉冲与原始基带信号
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抽样脉冲与经抽样后的基带信号
低通滤波前（上）后（下）
原始信号与恢复输出信号
五、 实验步骤
1、 连接实验箱电源线，打开实验箱右侧电源开关，实验箱上方指示灯亮，
打开信号抽样与恢复模块电源K1，由低频信号发生器引入信号； 2、 采样冲激串的测量：用示波器观察OUT3“抽样频率”的输出，同时测量其输出信号的频率。调节电位器RW1（抽样频率调节），改变脉冲信号的输出频率；
3、 输入模拟信号：通过单片机信号发生器模块产生频率约为500Hz的正弦信号，幅度（峰值）为1V左右，用导线将函数信号发生器模块的输出端与此模块的插孔“模拟输入”端IN11 相连。
4、信号采样的PAM观察：用示波器观察 “抽样信号”的输出OUT1，可以观测到PAM信号，用示波器比较PAM信号与原始信号的关系，及PAM信号与采样冲激串之间的关系。在测量过程中注意，由于信号采样串为高频脉冲串，由于
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实际电路的频响范围有限，在采样冲激串上会观察到过冲现象，在测量过程中如果出现PAM信号失真，调节电位器RW1（抽样频率调节），改变脉冲信号的输出频率，适当调低单片机信号发生器模块的输出频率。
5、PAM信号的恢复：用示波器观察并测量测试环“模拟输出”端的信号OUT2，用示波器比较恢复出的信号与原始信号的关系与差别。
6、增大输入正弦信号的频率，同时调节电位器RW1，观察输出端OUT2的信号是否与输入信号一至，并观察此时的OUT1，记录波形并分析原因。
五、实验报告要求
1、整理并绘出原信号、抽样信号以及恢复信号的波形，你能得出什么结论？ 2、整理在三种不同抽样频率（1.5kHZ，3KHZ，4.5kHZ）情况下，fs?t?波形，比较后得出结论。
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