东南大学_信息学院_通信组系统实验二
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学生了解近现代中国在改革浪潮中的大事变。
26 马克思主义基本原理必修 3 48 主要介绍马克思主义及其原理,包括世界的物质性及其发展规律,事物的普遍联系与发展,客观规律性与主
41 军事地形学与野外生存选修 2 33 介绍现代战争中地形对战略和战术的影响、现代军事侦查技术对士兵技能的要求、野外生存必备的生物、物
54 大数据(卓工)限选 2 32 内容包括大数据技术基本原理和Hadoop 的基础知识,了解SQL语言。
68 系统试验(通信组)限选 1.5 48 内容包括信道的定义、分类及模型,模拟调制系统的基本原理、性能指标及分析设计方法,让学生掌握数字。
计算机组织与结构实验讲义(2014版)任国林编写东南大学计算机科学与工程学院计算机组织与结构课程实验是为巩固教学效果而设置的,学生可以通过这些实验掌握计算机部件的逻辑组成及其工作原理,熟悉数字电路芯片的使用方法,提高逻辑设计能力,为设计计算机模型机打下基础。
计算机组织与结构课程实验共有4个,分别是运算器组成实验、存储器组成实验、寄存器组成实验、CPU数据通路实验。
所有实验均基于EDA工具Quartus II进行设计和功能仿真,条件允许时基于FPGA芯片进行功能验证。
实验一运算器组成实验一、实验目的(1)熟悉加/减法器的功能及使用方法。
(2)掌握算术逻辑部件(ALU)的功能及其逻辑组成。
(3)加深对运算器工作原理的理解。
二、实验内容(1)掌握Quartus II的使用方法,能够进行数字电路的设计及仿真。
(2)验证Quartus II所提供加/减法器的功能及使用方法。
(3)设计具有加法、减法、逻辑与、逻辑非4种功能的ALU,并进行功能仿真/验证。
三、实验原理及方案运算器是计算机硬件对数据进行加工的重要部件,算术逻辑部件ALU是其核心,还包括存放操作数和运算结果的寄存器/锁存器、存放运算结果状态的触发器等器件。
根据给定控制信号的不同,运算器可以实现不同的运算功能。
为便于运算器组成设计有效进行,先介绍一下Quartus II的使用方法。
1、基于Quartus II的电路设计及仿真方法基于Quartus II,电路设计的主要过程包括:建立工程文件、编辑原理图文件、编译原理图文件,电路仿真的主要过程包括:编辑仿真波形文件、生成功能仿真网表、验证仿真波形正确性。
以功能为Z=X·Y的电路为例,使用Quartus II、采用原理图方法进行电路设计的过程如下:1)建立工程文件:通过主菜单File→New Project Wizard可建立工程文件,包含5个页面的设置。
·第1页为设置工程文件信息,包括工程文件名、工作目录名·第2页为在工程中加入文件,可将已有的GDF文件添加到工程文件中,本例中无·第3页为选择FPGA器件型号,本例中采用Cyclone系列的EP1C6Q240C8芯片·第4页为添加准备使用的EDA工具,通常直接选择Next·第5页为查看、确认工程文件信息,无误时选择Finish即可。
通信工程通信工程(也作信息工程,电信工程,旧称远距离通信工程、弱电工程)是电子工程的一个重要分支,同时也是其中一个基础学科。
该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。
一、专业简介通信专业实验室通信工程(Communication Engineering)专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。
通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。
本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。
毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究,设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。
近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。
本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想,培养德、智、体全面发展,具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。
二、专业综合介绍引子细心的你是否留意到,十年前港台电影中黑帮大佬手里可以用来砸人的“大哥大”,早已变得如此纤细轻巧、色彩缤纷,并且飞入寻常百姓之手;从前只有数月飞鸽传书才能联系的国外亲友可以用简单方便快捷的伊妹儿(E-mail)互致问候、即时聊天,甚至装上摄像头开个网络会议!这一切都应该归功于通信工程(Communication Engineering)技术的迅猛发展。
如果让科学家们选出近十年来发展速度最快的技术,恐怕也是非通信技术莫属。
那么让我们来多了解一下这个年轻而又略显“神奇”的专业吧。
专业简介通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础,辅以相应软件来达到信息交流目的。
《电气工程专业考研专业课初试科目及复试内容汇总》自动化专业的考研方向自动化专业方向很广,考的时候还分双控,模式,电力电机等等方面,你可以参看学校是否在这个方面有无国家重点实验室,是不是国家重点学科来比较。
1. 清华,2.中科院,3.上海交大,4.浙大,5华工,北航,东南,东北大学,西安交大,哈尔滨工业大学,中国科技大学,华北电力,天津大学,东南大学,华中科技,武汉大学天津大学自动化一般说来,初试的分数是最重要的,特别是考外校。
当然,你的动手能力也是很重要的,还有你的英语口语,考研复试都是要考虑的。
例如上海交大的复试,双控353的复试线,有380的被刷下来,就是英语口语已经专业课不是很扎实的。
考外校的话依据学校而定是否要找导师动手能力强,参加电子设计大赛都是作为你考研复试的参考,还是好好的准备初试的考试吧,毕竟它是个门槛。
【电气工程及其自动化】北京工业大学421自动控制原理复试:1、电子技术2、计算机原理北京航空航天大学[双控] 432控制理论综合或433控制工程综合[检测] 433控制工程综合或436检测技术综合[系统] 431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计[模式] (自动化学院)433控制工程综合或436检测技术综合、(宇航学院)423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合[导航] (自动化学院)432控制理论综合或433控制工程综合、(宇航学院)431自动控制原理复试:无笔试。
1) 外语口语与听力考核;2) 专业基础理论与知识考核;3) 大学阶段学习成绩、科研活动以及工作业绩考核;4) 综合素质与能力考核北京化工大学440电路原理复试:综合1(含自动控制原理和过程控制系统及工程)、综合2(含自动检测技术装置和传感器原理及应用)、综合3(含信号与系统和数字信号处理)注:数学可选择301数学一或666数学(单)北京交通大学[双控/检测]404控制理论[模式]405通信系统原理或409数字信号处理复试:[电子信息工程学院双控]常微分方程[机械与电子控制工程学院检测]综合复试(单片机、自动控制原理)[计算机与信息技术学院模式] 信号与系统或操作系统北京科技大学415电路及数字电子技术(电路70%,数字电子技术30%)复试:1.数字信号处理2.自动控制原理3.自动检测技术三选一北京理工大学410自动控制理论或411电子技术(含模拟数字部分)复试:微机原理+电子技术(初试考自动控制理论者)、微机原理+自动控制理论(初试考电子技术者)、运筹学+概率论与数理统计。
通信原理实验范文实验目的:通过模拟调制解调实验,了解信号的调制解调原理,掌握调制解调的实际操作。
实验器材:信号发生器、调制解调器、示波器、音频放大器、示波器探头、电缆等。
实验原理:调制是指根据原始信号的特点,将其与高频载波进行合成,形成调制后的信号,使其适合于在传输介质上进行传播。
解调是指在接收到调制信号后,还原出原始信息信号的过程。
实验步骤:1.将信号发生器与调制解调器的输入端通过电缆连接。
2.将调制解调器的输出端与示波器的输入端连接。
3.将示波器的输出端通过音频放大器放大后连接至扬声器。
4.打开信号发生器和调制解调器,调节信号发生器的频率和幅度,使其与调制解调器的输入匹配。
5.调节调制解调器的参数,选择合适的调制方式,例如调幅、调频或调相。
6.观察示波器的显示结果,根据示波器的输出调整调制解调器的参数,使得输出信号达到预期效果。
7.调节音频放大器的参数,使得通过扬声器传播出的信号清晰可听。
8.实验结束后,关闭所有设备,整理实验器材。
实验注意事项:1.注意实验过程中的电气安全,避免触电事故的发生。
2.调试设备时,要轻拿轻放,避免损坏设备。
3.调节设备参数时要小心操作,避免造成误操作导致的不良后果。
4.在实验过程中,及时与实验指导老师沟通,遇到问题要及时解决。
实验结果分析:通过完成以上实验步骤,我们可以观察到示波器的输出结果,根据输出结果可以判断调制解调器的参数设置是否正确。
如果输出信号与预期不符,则可以通过调整参数来改善输出效果,直到达到预期目标。
此外,通过观察输出信号的波形,我们还可以分析调制解调的调制方式是调幅、调频还是调相。
总结:通过这个基于模拟调制解调的通信原理实验,我们可以更好地理解通信系统中的调制解调原理。
通过实际操作不仅可以增加理论知识的实践应用,还可以锻炼我们的动手能力和问题解决能力。
这些实验经验对于我们今后从事通信工程方面的工作将提供重要帮助。
数字逻辑电路实验_东南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.下面四个选项,哪些能实现如下的功能表?【图片】参考答案:__2.中规模组合逻辑电路实验中要注意一些问题,以下说法正确的是:参考答案:两个4选1数据选择器加一个或门可以扩展成一个8选1数据选择器;_输入端要注意高低位顺序;_控制端不能悬空,必须接有效的高电平或者低电平;3.下面关于双D触发器7474的描述有哪些是正确的参考答案:清零端R是异步工作的,当R=‘0’的时候,触发器清零;_时钟端CLK是上升沿触发的;_每个触发器有两个输出端,其中一个是原变量输出,另一个是反变量输出;4.下面关于计数器74161的说法哪些是正确的:参考答案:清零端CLR是异步工作的,当CLR=‘0’的时候,计数器清零;_当计数器使能端ENT和ENP都为’0’时,计数器保持当前的计数值不变;_只有当计数器记到“1111”的时候,计数器进位输出端RCO输出‘1‘,其他时候输出‘0’;5.下面三个电路分别是什么模的计数器?【图片】参考答案:模6、模5、模6;6.下面关于广告流水灯实验的说法哪些是正确的:参考答案:触发器时钟端接单脉冲按钮,可以帮助我们单步调试计数器功能;_将触发器的输出Q接到译码器74138的地址端A,其中Q2-->A2,Q1-->A1,Q0-->A0,不可接反;_如果广告流水灯的8个灯全亮,且74138供电正常,则需要检查74138的6脚是否接‘1’,5脚和4脚是否接‘0’;7.下面关于序列发生器实验的说法哪些是正确的:参考答案:序列的长度决定了计数器的模值;_1个74161+1个3-8译码器,配合适量的与非门,可以实现多个长度相同的序列发生器;8.使用可编程逻辑器件设计电路的步骤:1编译;2输入原理图; 3下载;4仿真验证结果;5创建新工程参考答案:5-2-1-4-39.下面关于可编程数字逻辑器件说法正确的是:参考答案:内部预置了大量易于实现各种逻辑函数的结构;_利用软件工具来进行设计;_有保持信息或控制连接的特殊结构;_是一种大规模的集成电路;10.下面有关仿真说法正确的是:参考答案:功能仿真速度快,适合于复杂大系统的初步功能检查:_时序仿真速度比较慢;_功能仿真主要是检查逻辑功能是否正确,不考虑任何延迟信息;_时序仿真是利用在布局布线中获得的精确延时参数进行的精确仿真;11.下图仿真波形正确的说法:【图片】参考答案:Q3能够实现对输入CLK的10分频_这是一个模10计数器;12.下面关于多方向交通灯主控制器设计说法正确的是:参考答案:不同状态下,根据外部输入条件,控制相应的计数器计数或者保持;_根据状态图列出状态表、写出表达式,画出原理图;_最简由四个状态实现;13.关于多方向交通灯主干道计时器下面说法正确的是:参考答案:是可变模倒计数器;_使能端信号由控制单元产生;_高低位分别由一个4位二进制计数器组成;14.数字系统模块划分下面说法正确的是:参考答案:分控制单元和数据处理单元;_控制单元决定数据处理单元执行的顺序;_数据处理单元通常可以分成多个子系统,每个子系统实现一个指定的逻辑功能;_数据处理单元负责执行数据处理的操作;15.数字系统的设计方法主要有以下几种:参考答案:自顶向下为主,自底向上为辅的方法;_自底向上法;_自顶向下法;16.多方向交通灯系统中,根据系统框图,下面说法正确的是:参考答案:该系统有3个输入信号;17.对数字TTL器件,电源电压要求正确的是:参考答案:VCC=5V, GND=0V18.对74HC系列器件,当工作电源是5V时,下列说法正确的是:参考答案:Vihmin约3.5V19.示波器测量脉冲信号时,方法错误的是:参考答案:测量高频脉冲信号的上升时间,示波器探头开关在*1和*10两档测量结果相同20.有关面包板说法正确的是:参考答案:窄条面包板,横向一组5个孔相通;_宽条面包板,纵向一组5个孔相通;21.数字电路静态验证故障排除中,下列说法错误的是:参考答案:电路出现故障时,最好的办法是拆掉电路重新搭接一遍;22.可以使用的故障排除方法有:参考答案:从前往后查;_从后往前查;23.对初学者,在面包板上搭接数字电路,要注意避免以下问题:参考答案:芯片插反了;_芯片选型错误;_引脚号数错了;_导线及芯片未插到面包板底部;24.一位8421BCD码与4位二进制数的说法正确的是:参考答案:一位8421BCD码仅有0-9十种状态,后6种状态不用考虑,可以做任意输出;_4位二进制数有0-15 共计16种状态;25.下图中输入和输出的对应关系正确的是:【图片】参考答案:输出不确定。
3.2 实验二汇编语言程序设计3.2.1 实验目的1)进一步熟悉汇编语言程序的编辑、宏汇编、链接、运行基本概念;2)熟练掌握动态调试程序TD/DEBUG的常用命令或窗口功能,学会用TD/DEBUG调试程序,修改数据和寄存器等环境;3)熟悉掌握汇编语言程序的典型数据结构设计、典型程序流控制方法,了解DOS/BIOS功能调用的基本方法。
3.2.2 实验环境实验环境同实验一。
3.2.3 基本实验内容1)基本实验内容和要求(1)编写程序实现如下功能;①从键盘输入任意字符串后,存入自定义存储单元,判断处理后将字符串中小写字母转换为大写字母(其他字符不变)并按原顺序将这些字符在屏幕上显示出来。
②从键盘输入在0-65535之间的十进制数,将其转换为16进制数并在屏幕中显示出来,要求判断输入字符串是否为在0-65535之间的十进制数。
(2)复习功各种操作,并用DEBUG调试程序,学会基本命令操作,并通过单步、设置断点等方法观察中间结果,完成正常运行。
命令行方式下直接键入debug myfile.exe回车(myfile为待调试可执行程序),进入调试方式(显示—),键入H回车显示全部命令、格式和功能。
常用命令有;U(反汇编)、A(汇编输入指令程序)、R(寄存器显示/修改)、I(端口输入)、0(端口输出)、D(显示数据)、E(修改数据)。
除资源修改管理功能外,重点应用T(单步)、Tn(执行n步)、P(过程/指令)、G××××(从当前器:IP执行到断点××××)或G=××××l ××××2(从××××l执行到××××2断点)调试实驴程序。
2)编程提示(1)小写字母的ASCII码比其所对应的大写字母的ASCII码值大20H,如字符“a”的ASCII 码为61H,而字符“A”的ASCII码为41H,因此字符变换时将小写字母的ASCII码减去20H即为大写字母的ASCII码。
嵌入式语音信号处理实验系统的设计与实现梁瑞宇;王青云;赵力【摘要】To embody the idea of mutual promotion between teaching and scientific research,and to meet the needs of teaching and research for speech signal processing,an integrated experimental platform for embedded speech signal processing is design by using Cortex-A8 microprocessor and WM8960 audio coding and decoding chip as core hardware.Moreover,an integrated experimental teaching and development software is designed on this platform by using QT development software.Then,the system hardware structure and transplant of driver are described.By taking an example of the speech enhancement algorithm based on spectral subtraction,the speech development process based on QT is introduced.Based on this experimental platform,students can master not only the basic knowledge of speech signal processing,but also the development process of embedded software for the speech application.The system had friendly interface and strong functions,can be used for the teaching of speech and signal processing in colleges and universities,and for the research and development of related topics on speech signal processing.%为体现教学与科研相互促进的教学理念,面向语音信号处理教学和科研需要,以Cortex-A8微处理器和专用音频编解码芯片WM8960为硬件核心,构建一款嵌入式语音信号处理综合实验平台.基于该实验平台,利用QT 开发软件,设计一款语音信号处理综合实验教学与开发软件.文中完整地讲述了系统的硬件构成,驱动程序的移植,并结合基于谱减法的语音增强算法,介绍了基于QT的语音开发流程.基于该实验平台,学生不仅可以掌握语音信号处理的基本知识,还可以熟悉面向语音应用的嵌入式软件开发流程.系统界面友好,功能强大,可有效用于高校语音及信号处理教学工作,也可用于相关科研人员进行语音信号处理相关课题的研发工作.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)005【总页数】5页(P126-130)【关键词】语音信号处理;语音增强;嵌入式;实验教学【作者】梁瑞宇;王青云;赵力【作者单位】南京工程学院通信工程学院,南京211167;东南大学信息科学与工程学院,南京210096;南京工程学院通信工程学院,南京211167;东南大学信息科学与工程学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】TN912.3;G642.0随着人机交互和智能机器人技术的发展,语音信号处理已成为信息科学研究领域中发展最为迅速的一个分支。
培尔学院校园网络系统设计方案名目一.概述科学技术的开展日新月异,九十年代,在计算机技术和通信技术结合下,网络技术得到了飞速的开展。
现在,不仅计算机差不多和网络紧密结合,整个社会都不可能脱离网络而存在。
网络技术差不多成为现代信息技术的主流,人们对网络的熟悉也随着网络应用的逐渐普及而迅速改变。
在不久的今后,网络必将成为和一样通用的工具,成为人们生活、工作、学习中必不可少的一局部。
Internet,即国际互联网,是现在网络应用的主流,从它最初在美国诞生至今差不多经历了三十多年。
那个以TCP/IP 协议为主体的国际互联网络差不多成为覆盖全世界一百五十多个国家和地区的大型数据通信网络。
最初的Internet是由科研网络形成的,要紧是由一些大学和研究所等科研教育单位连接而成,逐渐开展到今天的规模。
而进进九十年代后,由于各种商业信息进进了Internet,使得Internet得到了极大地开展,其拥有的主机数,连接的网络数以及覆盖面一直呈指数形式上升。
现在在Internet上能够提供或者获得各种各样的效劳,比方通过电子邮件进行合同的起草和签订,或利用Internet直截了担任择商品和购物。
Internet是一个资源的网络,其中拥有的信息资源几乎覆盖所有的领域。
Internet面向人类的社会,世界上数以亿计的人们利用它进行通信和信息共享,通过发送和接收电子邮件,或和其他人的计算机建立连接、参加各种讨论组并免费使用各种信息资源实现信息共享。
Internet也是一个效劳的网络。
在Internet上,许多单位、公司和组织提供了各种各样的效劳。
比方WideWeb全球信息网〕效劳、信息查询效劳等,向网络上的其他用户展示自己各方面的情况,并关怀这些用户寻到需要的信息。
今后的网络在Internet根底上进一步开展,其功能、速度、适用范围等必将全面超过现有的Internet。
我国对计算机网络的建设投进了大量的人力和物力,在短短的几年中,差不多从最初仅仅局限在教育科研单位的网络,迅速开展到今天普及全国的包括教育、科研、商业、民用各个方面的数个大型网络,如Chinanet〔中国邮电网〕、Cernet〔中国教育网〕、Gbnet〔金桥网络〕等等。
东南大学自控原理二阶系统的瞬态响应实验报告
摘要:本文以东南大学自控原理二阶系统的瞬态响应实验为研究对象,研究内容包括
系统瞬态响应特性的测定和验证,以及特性拟合及调节器D调及精确综合调节器PI调控
仿真等内容。
实验表明:当第二阶系统的参数大约设置为:死区0.8V,调节器参数
Kp=1.8,Ti=0.2S时,系统运行曲线与理论曲线具有较大的一致性,从而说明参数的选定
是恰当的。
此外,采用精确综合调节器PI调节后,系统瞬态稳定性及动态特性均有了极
大改善。
本文主要实验按照如下步骤进行:首先,准备实验构件;其次,利用程序控制实验,
用方波信号作为输入,测试系统瞬态响应特性;再次,调整调节器参数,计算出理论调整
参数;最后,综合考虑系统特性,采用精确综合调节器PI调节。
实验过程中使用的实验器材有:计算机、数据采集卡、电源、模拟量论实验台、数字
电源、示波器、670-1型水浴恒温器等。
实验中采用电脑控制实验台模拟了系统瞬态响应
特性,输入方波信号,获取系统的瞬态响应曲线,选择系统原有特性下的系统调整参数值,模拟得出的系统瞬态响应曲线,并和实际系统照应曲线对比,设定参数,以此来验证参数
是否正确;然后采用D调节器进行调节,用精确综合调节器PI对系统进行调节,保证系
统动态性能稳定和满足实际应用要求
通过本次实验,了解和理解了第二阶系统瞬态响应特性,了解了调节器D调与精确综
合调节器PI调节对系统动态特性的改善作用,掌握了系统调节方法,提高了对自控原理
的理解,为今后更深入的自控原理研究和实践奠定良好的基础。
CDMA移动通信系统成果简介CDMA技术是第三代移动通信关键技术,东南大学移动通信国家重点实验室自一九九三年开始从事CDMA移动通信系统理论及事实上现技术的研究,是国内最早从事CDMA技术研究的单位之一,先后承担国家八六三CDMA移动通信方面的重大科技攻关项目七项,领先在国内研制出具有自主知识产权的IS-95 CDMA 移动台、IS-95 CDMA实验基站,实现了实验样机与商用CDMA设备无线互联互通。
实验室还成功开发了cdma2000-1x移动台及基站实验系统。
目前,实验室CDMA课题组与东大通信技术有限责任公司共同开发研制cdma2000-1x移动台及基站专用芯片。
高速公路不停车自动收费系统成果简介该系统是东南大学毫米波国家重点实验室自主开发的高速公路自动收费系统,拥有完全独立自主的知识产权。
整个系统由车载收费卡、收费站收发信机、主控运算机设备等组成,有主、被动两种工作模式。
重点解决了收费卡低电压、低功耗工作:突发数据的发送和接收:车辆首尾相接串行通过时的识别,以及相邻车道之间的干扰等关键问题。
该系统不仅可应用于高速公路、专用公路、桥梁和隧道的收费站,进行过往车辆的收费外,还能用于公路交通流量统计,车辆信息治理,以及违章车辆的监控等。
本系统的突出优点有:1、采纳微波信道传输信息,能够全天侯工作(不受雨、雾、雪等阻碍);2、采纳专门编码技术和判决纠错手段,提高了抗干扰能力,降低了误码率;3、数据调制速率高,承诺通过车速高达120公里/小时;4、车载收费卡成本低廉,寿命长;5、采纳微波辐射定向操纵技术和突发传送体制,具有多车道操纵能力;6、系统扩充及兼容性能好。
能够依照需要在任意多个收费站之间联网。
新型通信用宽带印刷天线阵成果简介该新型集成化宽带印制天线阵列为8元圆形阵列,由一种新型宽带印制天线作为差不多阵列单元构成。
8个阵列单元排列在一圆柱金属反射面四周。
其中圆形阵列单元由4个新型宽带双偶极子型差不多天线单元形成一直线阵,并通过并合式功率分配网络馈电而成。
课程名称:系统实验(通信组)第二次实验实验8 抽样定理实验(PAM)实验9 脉冲编码调制与解调实验(PCM)实验10 连续可变斜率增量调制与解调实验(CVSD)专业:信息工程姓名:(●’◡’●)学号:04012019组员:(●’◡’●)时间:2015年10月27日实验八抽样定理实验(PAM)一.实验目的:1.掌握抽样定理的概念2.掌握模拟信号抽样与还原的原理和实现方法。
3.了解模拟信号抽样过程的频谱二.实验内容:1.采用不同频率的方波对同一模拟信号抽样并还原,观测并比较抽样信号及还原信号的波形和频谱。
2.采用同一频率但不同占空比的方波对同一模拟信号抽样并还原,观测并比较抽样信号及还原信号的波形和频谱三.实验仪器:1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.20M双踪示波器4.带话筒立体声耳机四.实验步骤:1.将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2.插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,在分别按下两个模块中的电源开关,对应的发光二极管灯亮,两个模块均开始工作。
3.信号源模块调节“2K调幅”旋转电位器,是“2K正弦基波”输出幅度为3V左右。
4.实验连线5.不同频率方波抽样6.同频率但不同占空比方波抽样7.模拟语音信号抽样与还原五.实验现象及结果分析:1.固定占空比为50%的、不同频率的方波抽样的输出时域波形和频谱:(1)抽样方波频率为4KHz的“PAM输出点”时域波形:图1抽样方波频率为4KHz时的频谱:分析:理想抽样时,此处的抽样方波为抽样脉冲,则理想抽样下的抽样信号的频谱应该是无穷多个原信号频谱的叠加,周期为抽样频率;但是由于实际中难以实现理想抽样,即抽样方波存在占空比(其频谱是一个Sa()函数),对抽样频谱存在影响,所以实际中的抽样信号频谱随着频率的增大幅度上整体呈现减小的趋势,如上面实验频谱所示。
观察上图可发现,频谱分别关于4m(kHz),m=1,2,3,…,对称分布,即关于4kHz、8kHz、14kHz、16kHz等对称分布,这是由于采样频率为4KHz,正好等于奈奎斯特采样频率,事实上频谱在谱线处产生了混叠。
(2)抽样方波频率为8KHz时的“PAM输出点”时域波形:抽样方波为8KHz时的频谱:分析:当采样频率为8KHz时,频谱如上图所示。
已抽样信号的频谱有无穷多个原始信号频谱叠加而成,周期为采样频率8KHz,因此谱线关于8m(kHz),m=1,2,3,…,对称,即8kHz、24kHz等。
值得一提的是,这里在16kHz两侧不存在14kHz和18kHz的谱线,因为τ=62.5μs,Sa函数在f=n/τ=n*16kHz取得零点,抽样方波没有16kHz上的谱线,无法与原信号频域卷积出14kHz和18kHz的谱线。
由于此时采样频率>>那奎斯特速率,故没有混叠。
由于采样的非理想型,频谱幅度整体上仍然呈现下降趋势。
(3)当抽样方波的频率为16KHz时的“PAM输出点”时域波形:抽样方波为16KHz时的频谱分析:当采样频率为16KHz 时,频谱如上图所示,与8KHz 速率采样时的频谱类似,在上图中,频谱关于16kHz 、48kHz 、80kHz 对称,符合理论分析的结果。
(4) 抽样还原的效果:4KHz 频率值抽样解调输出波形8KHz 频率值抽样解调输出波形16KHz 频率值抽样解调输出波形分析:由上图可看出,当抽样信号方波A的频率分别为4KHz,8KHz,16KHz时,因为它们都满足奈奎斯特抽样定理,即W ≥ 2Wm,因此均能还原出原来的信号,且没有失真,但输出信号幅值伴随着轻微变化。
此外,还原出的信号和原来的信号反相,即与原信号有π的相位差。
2.固定频率(以8KHz为例)、不同占空比的方波抽样的输出波形和频谱:(1)占空比为10%时“PAM输出”测试点时域波形:占空比为10%时“PAM输出”测试点频谱:谱线整体形状呈现sa()函数变化,调节示波器,将第一个零点以内的频谱展开观察。
从上图可以可以看出,第一个过零点处频率为80kHz,此时第一个过零点内的谱线可以很细致的观察出来,即以下20条谱线:2kHz、6kHz、10kHz、14kHz、18kHz、22kHz、26kHz、30kHz、34kHz、38kHz、42kHz、46kHz、50kHz、54kHz、58kHz、62kHz、66kHz、70kHz、74kHz、78kHz。
(2)占空比为20%时的“PAM输出”测试点时域波形:占空比为20%时的“PAM输出”测试点频谱:分析:采用与之前相同的观察与分析方法,可以观察到包络形状为Sa()函数,此时的第一个过零点位置为40kHz,可以清晰地观察出其内10条谱线分别为2kHz、6kHz、10kHz、14kHz、18kHz、22kHz、26kHz、30kHz、34kHz、38kHz。
(3)当占空比为25%时的“PAM输出”测试点脉冲时域波形:频域波形:分析:此时的第一个过零点位置在32kHz,其内共有8条谱线,分别为2kHz、6kHz、10kHz、14kHz、18kHz、22kHz、26kHz、30kHz。
(4)当占空比为50%时的“PAM输出”测试点脉冲时域波形:频谱如下:不同占空比情况比较分析:信号的占空比不同,反映在时域上,PAM 输出波形中保留了越来越多的原来信号的成分,从最初的周期性细线(10%占空比时),到呈现自然抽样的输出波形(50%占空比时)。
而在频域上,反映出来的波形包络均为Sa()函数,其第一个过零点位置和过零点以内的谱线数目不同。
做出以下表格作数据对比: 第一个过零点的频率(角频率w )大小为2πτ,即频率大小为1τ;随着占空比从10%到50%增大,τ值随之增大,则第一个过零的频率随之减小。
可以看出,占空比越小越接近于理想采样。
(5) 当抽样频率为8kHz 时,不同占空比的抽样信号还原的效果:(说明:四幅图均是上方波形为输入波形,下方波形为还原出的波形)10%占空比抽样还原效果20%占空比抽样还原效果25%占空比抽样还原效果50%占空比抽样还原效果分析:从上图四个波形可以看出,虽然采用不同占空比的方波抽样,但均能还原出原波形,只是还原出的波形幅度有差别,占空比越大,还原出波形的幅度越大。
具体反映在图中,在占空比为10%时还原出来的信号比占空比为50%时还原出来的信号幅度相差很大。
此外,可以看出占空比为10%时噪声很大,可见占空比小会使得信噪比恶化。
3.模拟语音信号抽样与还原:实验连线完成后,在对着话筒说话时,可以从耳机中听到较为清晰的与说话内容一致的语音信号。
六.实验思考题:1.简述抽样定理。
抽样定理可表述如下:一个在频谱中不包含有大于f m的分量的有限频带的信的时间间隔进行取样的取样值唯一确定。
当这样的取样号,由对该信号以不大于12f m信号通过其截至频率ωc满足条件ωm≤ωc≤ωs−ωm(其中ωs为抽样频率)的理想低通滤波器后,可以将原信号完全重建。
抽样定理表明模拟信号可以有条件地由其无数个离散点上的数值恢复出来。
2.在抽样之后,调制波形中包不包含直流分量,为什么?在抽样之后已调的波形并不带有直流分量,这是由于在离散点取值,使得直流分量被滤除。
3. 改变抽样频率对“PAM 输出信号”有何影响?改变抽样脉冲占空比对“PAM 输出信号”有何影响?试比较之。
(1) 抽样频率的影响:抽样信号的频谱是由一系列形状相同的组成部分排列构成的周期函数,其中每一个组成部分都可以由被抽样信号的频谱在频率轴上平移nωs 得到,即每一部分与原信号频谱形状相同,相邻两个组成部分的中心频率之间相隔一个抽样频率ωs ,抽样频率越大,每个部分之间的间隔就越大。
因此要想抽样频谱不发生混叠,就需要抽样频率大于2ωm 。
(2) 抽样占空比的影响:在实际情况中不可能达到理想抽样的要求,因此占空比对抽样信号一定会存在影响,由上面的实验现象及分析,我们得知实际的抽样频谱表达式为: A (jω)=AτT∑Sa (nωc τ2)E[j(ω−nωc )]∞−∞。
即平移的各部分的幅度还要经过一个相应的Sa 函数的尺度变化,占空比越小,包络的第一个过零点频率越大;占空比越小,越接近于理想抽样。
4. 为什么采用低通滤波器就可以完成PAM 解调。
因为抽样信号的频谱是由一系列形状相同的组成部分排列构成的周期函数,其中每一个组成部分都可以由被抽样信号的频谱在频率轴上平移nωs 得到,即在nωs 频率处出现有与原信号频谱结构相同的频谱。
如下图所示:因此通过一个低通滤波器就可以得到原信号的所有信息,即可以恢复原始信号。
E(jw)w m1-w s w s…w m…实验九脉冲编码调制与解调实验(PCM)一.实验目的:1.掌握抽样信号的量化原理2.掌握脉冲编码调制的基本原理3.了解PCM系统中噪声的影响二.实验内容:1.对模拟信号脉冲编码调制,观测PCM编码2.将PCM编码解调还原三.实验仪器1.信号源模块2.模拟信号数字化模块3.20M双踪示波器四.实验步骤:1.将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2.插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下两个模块中的电源开关,对应的发光二极管亮,两个模块均开始工作。
3.PCM编码。
信号源为“2K正弦基波”幅度为3V左右4.PCM译码5.模拟语音信号PCM编码五.实验原理和PCM的基本工作过程:信号源模块提供模拟信号及时钟信号,包括工作时钟,位同步时钟和帧同步时钟,送模拟信号数字化模块,经过抽样保持、量化和编码过程产生PCM编码信号。
译码部分将PCM编码与各时钟信号送入,经译码和低通滤波器还原出模拟信号。
抽样保持:模拟连续信号时间离散信号量化:时间离散信号数字信号编码:用二进制符号来表示信号,便于在通信系统中传输译码:在接收端将二进制信号还原成数字信号LPF:只保留原信号带宽内的信号,滤除干扰,在满足奈奎斯特抽样定理条件下可还原出原信号。
六.实验现象及结果分析:1.PCM编码:(S-IN为2KHz)(1)示波器双踪观测“FRAM-IN”、“PCM-OUT”测试点波形分析:从上图可以看出每帧是8位,每一周期内对应4帧,共32位PCM编码。
每周期4帧可以从图中红色箭头标注出的半位0、半位1直观地看出。
(2)双踪观测“S-IN”和“PCM-OUT”测试点波形:分析:每一周期正弦波(S-IN)对应4帧共32位数据(PCM-OUT),即此时码为32位一循环,码速率为64K。
此时码的周期性可以对照着正弦波的周期性更为直观地看出来。
2.PCM译码:示波器观测“JPCM-OUT”测试点波形:分析:由上图译码结果可以看出,译码后的输出JPCM-OUT的还原波形为2kHz的正弦波,波形与原始信号相似,且频率与原信号相同均为2kHz,信号幅度与原输入信号相当,此外,还可以看出解码输出的信号噪声小了很多,信噪比增大。