实验四:抽样定理
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实验四抽样定理与PAM调制解调实验实验内容1.抽样定理实验2.脉冲幅度调制(PAM)及系统实验一.实验目的1. 通过脉冲幅度调制实验,使学生能加深理解脉冲幅度调制的特点。
2. 通过对电路组成、波形和所测数据的分析,加深理解这种调制方式的优缺点。
二.实验电路工作原理(一)电路组成脉冲幅度调制实验系统如图4-1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,如图4-2所示。
图4-1 脉冲振幅调制电路原理框图(二)实验电路工作原理1.输入电路该电路由发送放大、限幅电路等组成。
该电路还用于PCM(一)、PCM (二)、增量调制编码电路中。
由限幅二极管D601、D602组成双向限幅电路,防止外加输入信号幅度过大而损坏后面调制电路中的场效应管器件。
电路电原理图如4-2所示。
2.PAM调制电路调制电路见图4-2中的BG601。
这是一种单管调制器,采用场效应管3DJ6F,利用其阻抗高的特点和控制灵敏的优越性,能很好的满足调制要求。
取样脉冲由该管的S极加入,D极输入音频信号,由于场效应管良好的开关特性,在TP602处可以测到脉冲幅度调制信号,该信号为双极性脉冲幅度信号,不含直流分量。
3DJ6的G极为输出负载端,接有取样保持电路,由R601、C601以及R602等组成,由开关K601来控制,在做调制实验时,K601的2端与3端相连,能观察其取样定理的波形。
在做系统实验时,将K601的1端与2端相连,即与解调滤波电路连通。
3.脉冲发生电路该部分电路详见图4-2所示,主要有两种抽样脉冲,一种由555及其它元件组成,这是一个单谐振荡器电路,能产生极性、脉宽、频率可调的方波信号,可通过改变CA601的电容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8KHz抽样脉冲,这两种抽样脉冲通过开关K602来选择。
可在TP603处很方便地观测到脉冲频率变化情况和输出的脉冲波形。
实验一 抽样定理实验一、实验目的1、了解抽样定理在通信系统中的重要性2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法3、理解低通采样定理的原理4、理解实际的抽样系统5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响7、理解平顶抽样产生孔径失真的原理8、理解带通采样定理的原理二、实验内容1、验证低通采样定理原理2、验证低通滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响3、验证低通滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响4、验证带通抽样定理原理5、验证孔径失真的原理三、实验原理抽样定理原理:一个频带限制在(0,H f )内的时间连续信号()m t ,如果以T ≤H f 21秒的间隔对它进行等间隔抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
(具体可参考《信号与系统》)我们这样开展抽样定理实验:信号源产生的被抽样信号和抽样脉冲经抽样/保持电路输出抽样信号,抽样信号经过滤波器之后恢复出被抽样信号。
抽样定理实验的原理框图如下:抽样/保持被抽样信号抽样脉冲低通滤波器抽样恢复信号图1抽样定理实验原理框图抽样/保持被抽样信号抽样脉冲低通滤波器抽样恢复信号低通滤波器图2实际抽样系统为了让学生能全面观察并理解抽样定理的实质,我们应该对被抽样信号进行精心的安排和考虑。
在传统的抽样定理的实验中,我们用正弦波来作为被抽样信号是有局限性的,特别是相频特性对抽样信号恢复的影响的实验现象不能很好的展现出来,因此,这种方案放弃了。
另一种方案是采用较复杂的信号,但这种信号不便于观察,如图所示:被抽样信号抽样恢复后的信号图3复杂信号抽样恢复前后对比你能分辨图中抽样恢复后信号的失真吗?因此,我们选择了一种不是很复杂,但又包含多种频谱分量的信号:“3KHz正弦波”+“1KHz正弦波”,波形及频谱如所示:图1被抽样信号波形及频谱示意图对抽样脉冲信号的考虑大家都知道,理想的抽样脉冲是一个无线窄的冲激信号,这样的信号在现实系统中是不存在的,实际的抽样脉冲信号总是有一定宽度的,很显然,这个脉冲宽度(简称脉宽)对抽样的结果是有影响的,这就是课本上讲的“孔径失真”,用不同的宽度的脉冲信号来抽样所带来的失真程度是不一样的,为了让大家能很好地理解和观察孔径失真现象,我们将抽样脉冲信号设计为脉宽可调的信号,在实验中大家可以一边调节脉冲宽度,一边从频域和时域两个方面来观察孔径失真现象。
时间抽样定理实验(doc 9页)实验4 时间抽样定理1、实验内容给定连续时间信号1. 以足够小的时间间隔,在足够长的时间内画出信号时域图形。
2. 用公式计算信号的频谱 。
以足够小的频率间隔,在足够大的频率范围内,画出其频谱图,估计信号的带宽。
3. 以抽样频率3000Hz 对x(t)抽样,得到离散时间信号x(n),画出其图形,标明坐标轴。
1) 用DTFT 计算x(n)的频谱 ,画出频谱图形,标明坐标轴。
1000()t x t e -=()X j Ω()j X e ω在网上查到一种内插函数的算法:理想内插运用内插公式xa(t)=x(n)g(t-nT)求和。
其中g(t)=sinc(Fs*t),编程时,设定一个ti值求xa(ti),一个行向量x(n)和一个等长的由n’构成的列向量g(ti-n’T)相乘。
构成一个行数与n同长而列数与t同长的矩阵,因此要把两项分别扩展成这样的序列。
这只要把t 右乘列向量ones(length(n),1),把n’T左乘行向量ones(1,length(t))即可。
设t向量长为M,n=1:N-1,就可生成t-n’T 的矩阵,把它命名为TNM,则TNM=ones(length (n),1)-n’T*ones(1,length(t))。
3、程序脚本,并注释4、仿真结果、图形运行后连续时间信号00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1频谱图采样序列x1(fs1=3kHz)x1的幅度频谱采样序列x2(fs1=800Hz)x2的幅度频谱10.950.90.850.80.750.70.650.60.55(均方误差结果) 运行:Fs=3000Hz的采样序列x(n)重构的信号00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01Fs=800Hz的采样序列x(n)重构的信号00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.015、结果分析和结论由不同fs条件下的频谱图可以看出:当f>2000Hz时,频谱幅度的值很小。
实验四、抽样定律(信号采样与恢复)一、 实验目的1.验证抽样定理;2.熟悉信号的抽样与恢复过程。
二、 实验原理抽样定理指出:一个有限频宽的连续时间信号)(t f ,其最高频率为m ω,经过等间隔抽样后,只要抽样频率s ω不小于信号最高频率m ω的二倍,即满足m s ωω2≥,就能从抽样信号)(t f s 中恢复原信号,得到)(0t f 。
)(0t f 与)(t f 相比没有失真,只有幅度和相位的差异。
一般把最低的抽样频率m s ωω2min =称为奈奎斯特抽样频率。
当m s ωω2<时,)(t f s 的频谱将产生混迭现象,此时将无法恢复原信号。
图 4-1 信号的抽样与恢复示意图)(t f 的幅度频谱为)(ωF ;开关信号)(t s 为周期矩形脉冲,其脉宽τ相对于周期s T 非常小,故将其视为冲激序列,所以)(t s 的幅度频谱)(ωS 亦为冲激序列;抽样信号)(t f s 的幅度频谱为)(ωs F ;)(0t f 的幅度频谱为)(0ωF 。
如图4-1所示。
观察抽样信号的频谱)(ωs F ,可以发现利用低通滤波器(其截止频率满足m s c m ωωωω-<<)就能恢复原信号。
理想型低通滤波器完全滤掉阻带的频率分量,对通带内的频率分量进行相同程度的加权。
而实际低通滤波器的幅频特性曲线平缓,通带与阻带之间有一过渡带,在过渡带范围内,衰减由小变大,导致阻带内的频率分量没有被完全滤掉,而是被不同程度的衰减,通带内的频率分量被不同程度地加权。
为了改善滤波效果,希望在c ωω<时,特性曲线再平坦一些(对信号的衰减小一些),而在c ωω>时,特性曲线下降再快一些(对信号的衰减大一些)。
本实验的滤波环节由有源二阶巴特沃兹(Butterworth )低通滤波器实现。
Butterworth 低通滤波器是最大平坦型滤波器,在通带内,对不同频率分量的加权系数近似相同,阶数越高,幅频特性曲线越陡峭。
实验一 抽样定理实验一、实验目的1、了解抽样定理在通信系统中的重要性2、掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法3、理解低通采样定理的原理4、理解实际的抽样系统5、理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响6、理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响7、理解平顶抽样产生孔径失真的原理8、理解带通采样定理的原理二、实验内容1、验证低通采样定理原理2、验证低通滤波器幅频特性对抽样信号恢复的影响3、验证低通滤波器相频特性对抽样信号恢复的影响4、验证带通抽样定理原理5、验证孔径失真的原理三、实验原理抽样定理原理:一个频带限制在(0,H f )内的时间连续信号()m t ,如果以T ≤H f 21秒的间隔对它进行等间隔抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
(具体可参考《信号与系统》)我们这样开展抽样定理实验:信号源产生的被抽样信号和抽样脉冲经抽样/保持电路输出抽样信号,抽样信号经过滤波器之后恢复出被抽样信号。
抽样定理实验的原理框图如下:被抽样信号抽样脉冲抽样恢复信号图1抽样定理实验原理框图被抽样信号抽样恢复信号图2实际抽样系统为了让学生能全面观察并理解抽样定理的实质,我们应该对被抽样信号进行精心的安排和考虑。
在传统的抽样定理的实验中,我们用正弦波来作为被抽样信号是有局限性的,特别是相频特性对抽样信号恢复的影响的实验现象不能很好的展现出来,因此,这种方案放弃了。
另一种方案是采用较复杂的信号,但这种信号不便于观察,如图所示:被抽样信号抽样恢复后的信号图3复杂信号抽样恢复前后对比你能分辨图中抽样恢复后信号的失真吗?因此,我们选择了一种不是很复杂,但又包含多种频谱分量的信号:“3KHz 正弦波”+“1KHz 正弦波”,波形及频谱如所示:图1被抽样信号波形及频谱示意图对抽样脉冲信号的考虑大家都知道,理想的抽样脉冲是一个无线窄的冲激信号,这样的信号在现实系统中是不存在的,实际的抽样脉冲信号总是有一定宽度的,很显然,这个脉冲宽度(简称脉宽)对抽样的结果是有影响的,这就是课本上讲的“孔径失真”,用不同的宽度的脉冲信号来抽样所带来的失真程度是不一样的,为了让大家能很好地理解和观察孔径失真现象,我们将抽样脉冲信号设计为脉宽可调的信号,在实验中大家可以一边调节脉冲宽度,一边从频域和时域两个方面来观察孔径失真现象。
抽样定理实验报告一、实验目的1.了解抽样定理的基本概念和原理;2.通过实验掌握抽样定理的应用方法;3.分析实验结果,验证抽样定理的有效性。
二、实验原理抽样定理,也称为中心极限定理,是概率论和数理统计学中的重要定理之一、它指出当从总体中抽取的样本数量足够大时,样本均值的分布接近于正态分布。
具体原理如下:假设总体的分布情况未知,从中抽取容量为n的样本,将样本观察值依次排列为X1,X2,...,Xn。
根据大数定律,当n趋向于无穷大时,样本均值的极限分布为正态分布。
三、实验步骤1.确定实验总体和样本容量:假设总体为一些城市的居民收入情况,样本容量为n=50。
2.随机抽取样本:从该城市的居民总体中随机选取50个人的收入数据作为样本数据。
3.计算样本均值:将样本数据相加后除以样本容量,得到样本均值。
4.重复步骤2和3,进行多次实验:重复50次实验,每次都从总体中随机抽取不同的样本,并计算样本均值。
5.统计实验结果:将50次实验中得到的样本均值进行统计,并绘制频数分布直方图。
6.分析实验结果:通过观察频数分布直方图,分析样本均值的分布情况,验证抽样定理的有效性。
四、实验结果及分析根据实验步骤,我们从城市的居民总体中随机抽取了50个人的收入数据,并计算了样本均值。
通过重复50次实验,并统计得到的样本均值,我们绘制了频数分布直方图。
从频数分布直方图中可以看出,样本均值的分布情况呈现出正态分布的特点,中间值出现的频率最高,两端值出现的频率相对较低。
这与抽样定理的结论一致,即样本均值的极限分布为正态分布。
实验结果的分析表明,当样本容量足够大(在本实验中,样本容量为50),从总体中抽取的样本均值趋近于总体均值,而且样本均值的分布接近正态分布。
这进一步验证了抽样定理的有效性。
五、实验结论通过本次实验,我们了解了抽样定理的基本概念和原理,并通过实验验证了抽样定理的有效性。
实验结果表明,当从总体中抽取足够大的样本时,样本均值的分布接近正态分布。
实验四 抽样定理和PAM 调制解调实验一、实验目的1.通过脉冲幅度调制实验,使学生能加深理解脉冲幅度调制的原理。
2.通过对电路组成、波形和所测数据的分析,加深理解这种调制方式的优缺点。
二、实验内容1.观察模拟输入正弦波信号、抽样时钟的波形和脉冲幅度调制信号,并注意观察它们之间的相互关系及特点。
2. 改变模拟输入信号或抽样时钟的频率,多次观察波形。
三、实验器材1.信号源模块 一块 2.①号模块 一块 3.20M 双踪示波器 一台 4.连接线 若干四、实验原理(一)基本原理 1.抽样定理抽样定理表明:一个频带限制在(0,H f )内的时间连续信号()m t ,如果以T≤Hf 21秒的间隔对它进行等间隔抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全确定。
假定将信号()m t 和周期为T 的冲激函数)t (T δ相乘,如图1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()m t 的值,它表示对函数()m t 的抽样。
若用()m t s 表示此抽样函数,则有:()()()s T m t m t t δ=图1 抽样与恢复假设()m t 、()T t δ和()s m t 的频谱分别为()M ω、()T δω和()s M ω。
有1()()s s n M M n T ωωω∞=-∞=-∑该式表明,已抽样信号()m t s 的频谱()M s ω是无穷多个间隔为ωs 的()M ω相迭加而成。
这就意味着()M s ω中包含()M ω的全部信息。
上面讨论了低通型连续信号的抽样。
如果连续信号的频带不是限于0与H f 之间,而是限制在L f (信号的最低频率)与H f (信号的最高频率)之间(带通型连续信号),那么,其抽样频率sf 并不要求达到H f 2,而是达到2B 即可,即要求抽样频率为带通信号带宽的两倍。
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输入信号变化的一种调制方式。
实验四、抽样定理
抽样定理是模拟信号数字化的理论基础。
当采样频率 小于 时, 在接收端恢复的信号失真比较大, 这是因为存在信号的混频;当采样频率大于或等于奈奎斯特频率 时, 恢复信号与原信号基本一致。
理论上, 理想的抽样频率为2倍的奈奎斯特带宽, 但实际工程应用中, 限带信号绝不会严格限带, 且实际滤波器特性并不理想, 通常选取抽样频率的2.5~5倍的最高频率 进行采样以避免失真。
例如, 普通的话音信号带宽为3.4kHz 左右, 而抽样频率则通常选取8kHz 。
本实验被采样的模拟信号源是幅度1V 、频率为100Hz 的正弦波, 抽样脉冲为窄矩形脉冲, 脉宽为1微秒。
抽样器用乘法器代替。
用于恢复信号的低通滤波器采用三阶巴特沃斯低通滤波器(Butterworth )。
为验证信号与恢复不失真条件和分析信号失真的原因, 我们分别选取了100Hz 、200Hz 、500Hz 等几种不同的抽样频率, 对原输入信号波形与抽样恢复后的波形进行观察和分析。
实验信号采样与恢复原理图:
信号采样与恢复的仿真模型如图:
1.实验要求: 信号源 信号预处理 LPF 抽样脉冲
恢复信号
2.根据要求搭建实验仿真的电路模型, 并进行参数设置, 系统采样速率为10kHz, 采样点为1024;
3.实验恢复过程, 为了便于观察, 将图中的两个增益置100;
4.观察原始信号、抽样脉冲、抽样信号、及恢复信号的波形与频谱;
5.将抽样脉冲频率分别置100、200、500Hz, 观察恢复后信号的波形的失真度, 验证抽样定理的要求;
6.观察图中使用的1.4两个LPF的作用;
将实验结果记录下来, 完成实验报告。
抽样定理一、实验目的1、理解抽样的目的和原理2、理解奈奎斯特间隔的定义二、实验内容用SystemView 仿真模拟信号的抽样和恢复比较在不同抽样间隔下信号的恢复情况三、实验原理抽样定理是模拟信号数字化传输的理论基础,它告诉我们如果对某一带宽的有限时间连续信号模拟信号进行抽样,且在抽样率达到一定数值时,根据这些抽样值可以在接收端准确地恢复原信号,也就是说要传输模拟信号不一定传输模拟信号本身,只需传输按抽样定理得到的抽样值就可以了。
均匀抽样定理指出对一个频带限制在(0~f H)内的时间连续信号m(t),如果以1/(2 f H)的间隔对其进行等间隔抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定,即抽样速率大于等于信号带宽的两倍就可保证不会产生信号的混迭。
1/(2 f H)是抽样的最大间隔,也称为奈奎斯特间隔。
当采样频率小于奈奎斯特频率时,在接收端恢复的信号失真比较大,这是因为存在信号的混迭;当采样频率大于或等于奈奎斯特频率时,恢复信号与原信号基本一致。
理论上,理想的抽样频率为2 倍的奈奎斯特带宽,但实际工程应用中限带信号绝不会严格限带,且实际滤波器特性并不理想,通常抽样频率为2.5 5倍f H 以避免失真。
例如,普通的话音信号限带为3300Hz 左右,而抽样频率则通常选8KHz。
低通型连续信号抽样原理如图4-1 所示图4-1:四、抽样定理的SystemView 仿真SystemView 仿真图如下图所示:参数设置系统时钟No. of Sample: 1001; Sample Rate: 2000Hz;No.of System Loop: 1器件参数矩形脉冲0 1V; 200Hz; Pulse Width 0.0025s;Offset 0; 0deg 正弦信号 1 1V; 100Hz; 0deg;低通滤波器2、3 Low Cuttoff 100Hz增益放大7 Linear; Gain 1.58 Linear; Gain 4五、实验结果及结果分析采样频率为200Hz时输入信号脉冲恢复信号如下图所示:抽样定理仿真结果波形图将抽样频率改为100Hz 输入和恢复信号如下图所示:抽样频率为100Hz ,输入、采样信号和恢复信号波形图将抽样频率改为500Hz,输入和恢复信号如下图所示:抽样频率为500Hz ,输入、采样信号和恢复信号波形图通过上述三幅图对比可知,抽样频率越高,恢复信号越接近原始输入信号。
一、实验背景抽样定理是统计学中的一个基本原理,它揭示了在大规模总体中,通过合理的抽样方法,可以从样本中推断出总体的某些特征。
为了验证抽样定理在实际应用中的有效性,我们进行了本次抽样定理实验。
二、实验目的1. 了解抽样定理的基本原理和方法;2. 通过实验验证抽样定理在实际应用中的有效性;3. 掌握不同抽样方法对样本结果的影响。
三、实验方法1. 实验数据:本次实验选取了一个包含1000个数据的总体,其中每个数据由两个随机变量组成;2. 抽样方法:采用简单随机抽样、分层抽样和系统抽样三种方法进行实验;3. 实验步骤:(1)对总体数据进行编号;(2)根据抽样方法,随机抽取一定数量的样本数据;(3)对样本数据进行统计分析,包括均值、标准差、方差等指标;(4)将样本结果与总体结果进行比较,分析抽样定理的有效性。
四、实验结果与分析1. 简单随机抽样:在简单随机抽样中,我们从总体中随机抽取了100个样本数据。
通过对样本数据的统计分析,得到样本均值为x̄,样本标准差为s,样本方差为s²。
将样本结果与总体结果进行比较,发现样本均值与总体均值非常接近,样本标准差和样本方差也都在总体标准差和总体方差附近。
这说明简单随机抽样能够有效地反映总体的特征。
2. 分层抽样:在分层抽样中,我们将总体分为三个层次,每个层次包含不同的数据特征。
在每个层次中,我们分别抽取了30个样本数据。
通过对样本数据的统计分析,得到样本均值、标准差和方差。
将样本结果与总体结果进行比较,发现分层抽样在保证样本代表性的同时,还能更好地反映不同层次的特征。
3. 系统抽样:在系统抽样中,我们按照一定的间隔从总体中抽取样本数据。
首先,计算总体数据个数除以样本个数,得到抽样间隔;然后,从第一个数据开始,每隔抽样间隔抽取一个样本数据。
通过对样本数据的统计分析,得到样本均值、标准差和方差。
将样本结果与总体结果进行比较,发现系统抽样在保证样本代表性的同时,能够节省抽样时间和成本。
抽样定理实验报告抽样定理实验报告一、引言在统计学中,抽样定理是一项重要的理论基础,它为我们在研究中进行抽样提供了依据。
抽样定理告诉我们,当我们从一个总体中随机地选取样本时,样本的统计特征将趋近于总体的特征。
本实验旨在通过模拟抽样过程,验证抽样定理的有效性。
二、实验设计1. 总体设定我们以某大学的学生总体为例进行实验。
假设该大学的学生总数为10000人,我们希望通过抽样来估计该大学学生的平均年龄。
2. 抽样方法为了模拟真实的抽样过程,我们使用了简单随机抽样的方法。
首先,我们生成了一个包含10000个学生的名单,每个学生的年龄在18到25岁之间。
然后,我们使用随机数生成器从名单中随机选择了100个学生作为样本。
3. 数据收集我们通过调查问卷的形式,向样本学生收集了他们的年龄信息。
在收集数据的过程中,我们保证了问卷的匿名性和隐私保护。
三、实验结果1. 样本描述我们对收集到的样本数据进行了整理和分析。
样本中的学生年龄分布如下图所示:(插入柱状图,横轴为年龄,纵轴为频数)从图中可以看出,样本中的学生年龄主要分布在20岁左右,呈现出一个近似正态分布的形态。
2. 样本统计特征我们计算了样本的平均年龄,并将其与总体的平均年龄进行比较。
结果显示,样本的平均年龄为21.5岁,而总体的平均年龄为20岁。
这说明样本的平均年龄与总体的平均年龄存在一定的偏差。
3. 抽样误差为了评估样本的抽样误差,我们计算了样本平均年龄的标准误差。
结果显示,样本平均年龄的标准误差为0.5岁。
这意味着,我们对总体平均年龄的估计可能存在一个0.5岁左右的误差范围。
四、讨论与结论通过本实验,我们验证了抽样定理的有效性。
样本的统计特征与总体的特征存在一定的一致性,这为我们在实际研究中的抽样提供了理论依据。
然而,我们也要注意到样本的抽样误差。
由于样本的大小和抽样方法的不同,抽样误差可能会有所不同。
在实际应用中,我们需要根据具体情况来选择合适的抽样方法和样本大小,以减小抽样误差。
学生实验报告)实际上,考虑到低通滤波器特性不可能理想,对最高频率为3400Hz的语言信号,通常采用8KHz 抽样频率,这样可以留出1200Hz的防卫带。
见图4。
如果fs<fH,就会出现频谱混迭的现象,如图5所示。
在验证抽样定理的实验中,我们用单一频率fH的正弦波来代替实际的语音信号。
采用标准抽样频率fs=8KHZ。
改变音频信号的频率fH,分别观察不同频率时,抽样序列和低通滤波器的输出信号,体会抽样定理的正确性。
验证抽样定理的实验方框图如图6所示。
在图8中,连接(8)和(14),就构成了抽样定理实验电路。
由图6可知。
用一低通滤波器即可实现对模拟信号的恢复。
为了便于观察,解调电路由射随、低通滤波器和放大器组成,低通滤波器的截止频率为3400HZ2、多路脉冲调幅系统中的路际串话~多路脉冲调幅的实验方框图如图7所示。
在图8中,连接(8)和(11)、(13)和(14)就构成了多路脉冲调幅实验电路。
分路抽样电路的作用是:将在时间上连续的语音信号经脉冲抽样形成时间上离散的脉冲调幅信号。
N路抽样脉冲在时间上是互不交叉、顺序排列的。
各路的抽样信号在多路汇接的公共负载上相加便形成合路的脉冲调幅信号。
本实验设置了两路分路抽样电路。
多路脉冲调幅信号进入接收端后,由分路选通脉冲分离成n路,亦即还原出单路PAM信号。
图7 多路脉冲调幅实验框图冲通过话路低通滤波器后,低通滤波器输出信号的幅度很小。
这样大的衰减带来的后果是严重的。
但是,在分路选通后加入保持电容,可使分路后的PAM信号展宽到100%的占空比,从而解决信号幅度衰减大的问题。
但我们知道平顶抽样将引起固有的频率失真。
PAM信号在时间上是离散的,但是幅度上趋势连续的。
而在PAM系统里,PAM信只有在被量化和编码后才有传输的可能。
本实验仅提供一个PAM系统的简单模式。
3、多路脉冲调幅系统中的路标串话路际串话是衡量多路系统的重要指标之一。
路际串话是指在同一时分多路系统中,某一路或某几路的通话信号串扰到其它话路上去,这样就产生了同一端机中各路通话之间的串话。
南昌大学实验报告学生姓名:学号:专业班级:实验类型:■验证□综合□设计□创新实验日期:实验成绩:实验四抽样定理与PAM系统实训一、实验目的1.熟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、实验原理1.取样(抽样、采样)(1)取样取样是把时间连续的模拟信号变换为时间离散信号的过程。
(2)抽样定理一个频带限制在(0,f H) 内的时间连续信号m(t),如果以≦1/2f H每秒的间隔对它进行等间隔抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
(3)取样分类①理想取样、自然取样、平顶取样;②低通取样和带通取样。
2.脉冲振幅调制电路原理(PAM)(1)脉冲幅度调制系统系统由输入电路、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 1 脉冲振幅调制电路原理框图(2)取样电路取样电路是用4066模拟门电路实现。
当取样脉冲为高电位时,取出信号样值;当取样脉冲为低电位,输出电压为0。
图 2 抽样电路图 3 低通滤波电路三、实验步骤1.函数信号发生器产生2KHz(2V)模拟信号送入SP301,记fs;2.555电路模块输出抽样脉冲,送入SP304,连接SP304和SP302,记fc;3.分别观察fc>>2fs,fc=2fs,fc<2fs各点波形;4.连接SP204 与SP301、SP303H 与SP306、SP305 与TP207,把扬声器J204开关置到1、2 位置,触发SW201 开关,变化SP302 的输入时钟信号频率,听辨音乐信号的质量.四、实验内容及现象1.测量点波形图 4 TP301 模拟信号输入图 5 TP302 抽样时钟波形(555稍有失真) fc=图 6 TP303 抽样信号输出1图7 TP304 模拟信号还原输出1图8 TP303 抽样信号输出2图9 TP304 模拟信号还原输出2图10 TP303 抽样信号输出3图11 TP304 模拟信号还原输出32.电路Multisim仿真图12 PAM调制解调仿真电路图13 模拟信号输入图14 抽样脉冲波形图15 PAM信号图16 低通滤波器特性图17 还原波形 更多学习资料请见我的个人主页:落寂花溅泪。
实验 4 抽样定理及其应用实验通信1202 201208030223 吴铠权一、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,加深理解脉冲幅度调制的特点;3、学习PAM调制硬件实现电路,掌握调整测试方法;二、实验仪器:1、PAM 脉冲调幅模块位号: H2、时钟与基带数据发生模块位号: G3、100M 双踪示波器 1台三、实验内容:1、观测输入模拟信号、抽样脉冲、抽样信号及恢复信号波形;2、改变抽样脉冲频率,测试其对抽样信号及恢复信号的影响;3、测试接收滤波器特性对恢复信号的影响;四、实验原理:抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原原信号。
这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。
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。
本实验中需要用到以下 5 个功能模块。
1、DDS信号源:它提供正弦波等信号,并经过连线送到“PAM 脉冲调幅模块”,作为脉冲幅度调制器的调制信号。
P03测试点可用于调制信号的连接和测量;另外,如果实验室配备了电话单机,也可以使用用户电话模块,这样验证实验效果更直接、更形象,P05 测试点可用于语音信号的连接和测量。
2、抽样脉冲形成电路模块:它提供有限高度,不同宽度和频率的的抽样脉冲序列,并经过连线送到“PAM 脉冲调幅模块”,作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲。
P09测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。
实验报告抽样定理实验报告:抽样定理引言:在科学研究和实验中,抽样是一种常用的数据收集方法。
通过从总体中选择一部分样本进行观察和研究,我们可以得出对总体的推断和结论。
然而,为了确保抽样的有效性和可靠性,我们需要依靠抽样定理来指导我们的实验设计和数据分析。
一、抽样定理的概念和意义抽样定理是统计学中的重要理论基础,它给出了在一定条件下,从总体中随机抽取的样本所得到的统计量(如均值、方差等)的分布规律。
抽样定理的核心思想是,当样本容量足够大时,样本所得到的统计量的分布将趋近于总体分布,从而使我们能够通过样本来推断总体的特征。
抽样定理的意义在于提供了一种合理和可靠的方法,使我们能够通过对样本的观察和研究来推断总体的特征。
在实际应用中,我们往往无法对整个总体进行观察和研究,而只能通过抽样来获取样本数据。
抽样定理告诉我们,只要样本容量足够大且抽样方法合理,我们就可以通过对样本的研究来得出对总体的推断和结论。
二、中心极限定理中心极限定理是抽样定理中的重要概念之一。
它指出,当样本容量足够大时,样本均值的分布将近似服从正态分布。
这意味着,无论总体的分布形态如何,只要样本容量足够大,我们就可以利用正态分布的性质来进行统计推断。
中心极限定理的重要性在于它为我们提供了一种处理实际问题的方法。
通过将样本均值的分布近似看作正态分布,我们可以利用正态分布的性质来计算置信区间、假设检验等统计量,从而得出对总体的推断和结论。
三、样本容量的确定在实验设计和数据分析中,样本容量的确定是一个重要的问题。
样本容量过小会导致推断结果的不准确性,而样本容量过大则会浪费时间和资源。
为了确定合适的样本容量,我们可以借助抽样定理提供的方法和公式。
根据抽样定理,样本容量的大小应该与总体的分布特征、样本的变异程度以及推断结果的精度要求相适应。
一般来说,当总体分布接近正态分布时,样本容量的要求相对较小;而当总体分布偏离正态分布时,样本容量的要求则相对较大。