1、TongXinYuanLiTONGXINYUANLI SHIYANXITONG ZHIDAOSHU 高等学校信息工程类专业系列教材通信原理实验系统指导书研发中心编写组 编著武汉凌特电子技术有限公司武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 通讯原理实验指导书目 录实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实验 1实验二 模拟信号源实验 7实验三 抽样定理和 PAM 调制解调实验 13实验四 脉冲编码调制解调实验 21实验五 两路 PCM 时分复用实验 35实验六 两路 PCM 解复用实验 41实验七 振幅键控（ASK）调制与解调实验 45实验八 移频键控 FSK 调制与解调实验 52实验九 移
2、相键控（PSK/DPSK）调制与解调实验 60实验十 载波同步提取实验 69实验十一 位同步提取实验 76实验十二 帧同步提取实验 86LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 0 页 共 95 页实验一 CPLD 可编程数字信号发生器实验一、 实验目的1、 熟悉各种时钟信号的特点及波形。2、 熟悉各种数字信号的特点及波形。二、 实验内容1、 熟悉 CPLD 可编程信号发生器各测量点波形。2、 测量并分析各测量点波形及数据。3、 学习 CPLD 可编程器件的编程操作。三、 实验器材1、 信号源模块 一块2、 连接线 若干3、 20M 双踪示波器 一台四、 实验原理
3、CPLD 可编程模块用来产生实验系统所需要的各种时钟信号和各种数字信号。它由 CPLD可编程器件 ALTERA 公司的 EPM240T100C5、下载接口电路和一块晶振组成。晶振 JZ1 用来产生系统内的 32.768MHz 主时钟。1、 CPLD 数字信号发生器包含以下五部分：1) 时钟信号产生电路将晶振产生的 32.768MHZ 时钟送入 CPLD 内计数器进行分频，生成实验所需的时钟信号。通过拨码开关 S4 和 S5 来改变时钟频率。有两组时钟输出，输出点为“CLK1”和“CLK2” ，S4 控制“CLK1”输出时钟的频率，S5 控制“CLK2”输出时钟的频率。2) 伪随机序列产生电路通
4、常产生伪随机序列的电路为一反馈移存器。它又可分为线性反馈移存器和非线性反馈移存器两类。由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 1 页 共 228 页移存器序列，通常简称为 m 序列。以 15 位 m 序列为例，说明 m 序列产生原理。在图 1-1 中示出一个 4 级反馈移存器。若其初始状态为（ ）（1,1,1,1） ，0123,a则在移位一次时 和 模 2 相加产生新的输入 ，新的状态变为（1a0 410a）（0,1,1,1） ，这样移位 15 次后又回到初始状态（1,1,1,1） 。不难看出，
5、若234,a初始状态为全“0”,即“0,0,0,0” ，则移位后得到的仍然为全“0”状态。这就意味着在这种反馈寄存器中应避免出现全“0”状态，不然移位寄存器的状态将不会改变。因为 4 级移存器共有 24=16 种可能的不同状态。除全“0”状态外，剩下 15 种状态可用，即由任何 4 级反馈移存器产生的序列的周期最长为 15。a3a2a1a0+乘图 1-1 15 位 m 序列产生信号源产生一个 15 位的 m 序列，由“PN”端口输出，可根据需要生成不同频率的伪随机码，码型为 111100010011010，频率由 S4 控制，对应关系如表 1-2 所示。3) 帧同步信号产生电路信号源产生 8K
6、 帧同步信号，用作脉冲编码调制的帧同步输入，由“FS”输出。4) NRZ 码复用电路以及码选信号产生电路码选信号产生电路：主要用于 8 选 1 电路的码选信号；NRZ 码复用电路：将三路八位串行信号送入 CPLD，进行固定速率时分复用，复用输出一路 24 位 NRZ 码，输出端口为“NRZ”，码速率由拨码开关 S5 控制，对应关系见表 1-2。5) 终端接收解复用电路将 NRZ 码（从“NRZIN ”输入） 、位同步时钟（从“BS”输入）和帧同步信号（从“FSIN”输入）送入 CPLD，进行解复用，将串行码转换为并行码，输出到终端光条（U6和 U4）显示。2、 24 位 NRZ 码产生电路本单
7、元产生 NRZ 信号，信号速率根据输入时钟不同自行选择，帧结构如图 1-2 所示。LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 2 页 共 95 页帧长为 24 位，其中首位无定义（本实验系统将首位固定为 0），第 2 位到第 8 位是帧同步码（7 位巴克码 1110010），另外 16 位为 2 路数据信号，每路 8 位。此 NRZ 信号为集中插入帧同步码时分复用信号。光条（U1、U2 和 U3）对应位亮状态表示信号 1，灭状态表示信号0。 1 1 1 0 0 1 0 无定义位帧同步码 数据 1 数据 2图 1-2 帧结构1) 并行码产生器由手动拨码开关 S1、S2
8、 、S3 控制产生帧同步码和 16 路数据位，每组发光二极管的前八位对应 8 个数据位。拨码开关拨上为 1，拨下为 0。2）八选一电路采用 8 路数据选择器 74LS151，其管脚定义如图 1-3 所示。真值表如表 1-1 所示。表 1-1 74LS151 真值表C B A STR YL L L L D0L L H L D1L H L L D2L H H L D3H L L L D4H L H L D5H H L L D6H H H L D7 H L图 1-3 74LS151 管脚定义74LS151 为互补输出的 8 选 1 数据选择器，数据选择端（地址端）为 C、B、A，按二进制译码，从 8
9、 个输入数据 D0D7 中选择一个需要的数据。 STR 为选通端，低电平有效。本信号源采用三组 8 选 1 电路，U12 ，U13 ，U15 的地址信号输入端 A、B、C 分别接CPLD 输出的 74151_A、74151_B、74151_C 信号，它们的 8 个数据信号输入端 D0D7 分别与 S1,S2,S3 输出的 8 个并行信号相连。由表 1-1 可以分析出 U12，U13，U15 输出信号都是以 8 位为周期的串行信号。五、 测试点说明武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 3 页 共 228 页CLK1：第一组时钟信号输出端口，通过拨码开关 S4 选
10、择频率。CLK2：第二组时钟信号输出端口，通过拨码开关 S5 选择频率。FS：脉冲编码调制的帧同步信号输出端口。 （窄脉冲，频率为 8K）NRZ：24 位 NRZ 信号输出端口，码型由拨码开关 S1，S2，S3 控制，码速率和第二组时钟速率相同，由 S5 控制。PN：伪随机序列输出，码型为 111100010011010，码速率和第一组时钟速率相同，由S4 控制。NRZIN：解码后 NRZ 码输入。BS：NRZ 码解复用时的位同步信号输入。FSIN： NRZ 码解复用时的帧同步信号输入。六、 实验步骤1、 打开信号源模块的电源开关 POWER1，使信号源模块工作。2、 观测时钟信号输出波形。信
11、号源输出两组时钟信号，对应输出点为“CLK1”和“CLK2” ，拨码开关 S4 的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率，拨码开关 S5 的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。拨码开关拨上为 1，拨下为 0，拨码开关和时钟的对应关系如下表所示表 1-2拨码开关 时钟 拨码开关 时钟0000 32.768M 1000 128K0001 16.384M 1001 64K0010 8.192M 1010 32K0011 4.096M 1011 16K0100 2.048M 1100 8K0101 1.024M 1101 4K0110 512K 1110 2K0111 256K 1111
12、1K1) 根据表 1-2 改变 S4，用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形；2) 根据表 1-2 改变 S5，用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 4 页 共 95 页3、 用示波器观测帧同步信号输出波形信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号，在点“FS”输出，一般时钟设置为2.048M、256K，在后面的实验中有用到。将拨码开关 S4 分别设置为“0100” 、 “0111”或别的数字，用示波器观测“FS”的输出波形。4、 用示波器观测伪随机信号输出波形伪随机信号码型为 111100010011010
13、，码速率和第一组时钟速率相同，由 S4 控制。根据表 1-2 改变 S4，用示波器观测“PN”的输出波形。5、 观测 NRZ 码输出波形信号源提供 24 位 NRZ 码，码型由拨码开关 S1，S2，S3 控制，码速率和第二组时钟速率相同，由 S5 控制。1) 将拨码开关 S1，S2，S3 设置为“01110010 11001100 10101010” ，S5 设为“1010” ，用示波器观测“NRZ”输出波形。2) 保持码型不变，改变码速率（改变 S5 设置值） ，用示波器观测“NRZ”输出波形。3) 保持码速率不变，改变码型（改变 S1、S2、S3 设置值） ，用示波器观测“NRZ”输出波形
14、。七、 实验报告要求1、分析各种时钟信号及数字信号产生的方法，叙述其功用。2、画出各种时钟信号及数字信号的波形。3、记录实验过程中遇到的问题并进行分析，提出改进建议。武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 5 页 共 228 页LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 6 页 共 95 页数字信号产生及终端显示电路I 04I 13I 22I 31I 41 5I 51 4I 61 3I 71 2A1 1B1 0C9E7Z5Z6U 1 57 4 L S 1 5 1I 04I 13I 22I 31I 41 5I 51 4I 61 3I 7
15、1 2A1 1B1 0C9E7Z5Z6U 1 37 4 L S 1 5 1I 04I 13I 22I 31I 41 5I 51 4I 61 3I 71 2A1 1B1 0C9E7Z5Z6U 1 27 4 L S 1 5 11 2 3 4 5 6 7 8161514131211109S 1S W D I P - 81 2 3 4 5 6 7 8161514131211109S 2S W D I P - 81 2 3 4 5 6 7 8161514131211109S 3S W D I P - 8123456789R S 14 k 71 2 3 4 5 6 7 810920191817161514
16、131211U 1G U A N G T I A O1 2 3 4 5 6 7 810920191817161514131211U 2G U A N G T I A O1 2 3 4 5 6 7 810920191817161514131211U 3G U A N G T I A O123456789R S 24 k 7123456789R S 34 k 77 4 1 5 1 _ A1T P 5F S I N1T P 2 7B SB S1T P 1 1C L K 11T P 1 2C L K 21T P 2 4N R Z I NN R Z I N1T P 2 1F S1T P 2 0N R Z
17、1T P 1 5P NF SN R ZP N1234567810920191817161514131211U 6G U A N G T I A O123456789R S 64 . 7 KD 1 - 1D 1 - 2D 1 - 3D 1 - 4D 1 - 0D 1 - 5D 1 - 6D 1 - 7123456781 092 01 91 81 71 61 51 41 31 21 1U 4G U A N G T I A O123456789R S 74 . 7 KD2-1D2-2D2-3D2-4D2-5D2-6D2-7D2-01 5 1 o u t 2F S I NC L KR 5 11 0 0
18、 o mR 5 31 0 0 o mR 5 41 0 0 o mR 5 51 0 0 o mR 4 41 0 0 o mR 4 11 0 0 o mR 3 91 0 0 o mR 5 01 0 0 o mR 4 91 0 0 o mR 4 21 0 0 o mR 4 31 0 0 o mR 4 51 0 0 o mR 4 61 0 0 o mR 81 0 0 o mR 61 0 0 o mR 21 0 0 o mR 41 0 0 o mR 11 0 0 o mR 4 81 0 0 o mC 11 0 4R 1 11 0 0 o mT D IT M ST C KT D OR 6 41 0 0 o
19、 mR 6 51 0 0 o mR 6 61 0 0 o mR 6 31 0 0 o mR 7 51 0 0 o mV C C3 . 3 V12348765S 4S W D I P - 412348765S 5S W D I P - 4c l k 1c l k 212345R S 55 k 11 2 3 4 5R S 45 k 13 . 3 V3 . 3 VS 4 _ 0S 4 _ 1S 4 _ 2S 4 _ 3S 5 _ 3S 5 _ 2S 5 _ 1S 5 _ 07 4 1 5 1 _ C7 4 1 5 1 _ B7 4 1 5 1 _ A7 4 1 5 1 _ C7 4 1 5 1 _
20、B7 4 1 5 1 _ A7 4 1 5 1 _ C7 4 1 5 1 _ B7 4 1 5 1 _ A7 4 1 5 1 _ C7 4 1 5 1 _ B1 5 1 o u t 11 5 1 o u t 01 5 1 o u t 01 5 1 o u t 11 5 1 o u t 2V C CV C CV C C2 k6 4 k1 2 8 kS 4 _ 0S 4 _ 1S 4 _ 2S 4 _ 3S 5 _ 3S 5 _ 2S 5 _ 1S 5 _ 0c l k 1c l k 2F SN R ZP ND 1 - 1D 1 - 2D 1 - 3D 1 - 4D 1 - 5D 1 - 6D 1
21、 - 7D 1 - 0D 2 - 1D 2 - 2D 2 - 3D 2 - 4D 2 - 5D 2 - 6D 2 - 7D 2 - 0B SN R Z I NF S I NV C C123456789R S 81 k123456789R S 91 kT H 4T HT H 5T HT H 6T HT H 1 0T HT H 9T HR 6 81 0 kR 6 91 0 kR 7 01 0 kI O / G C L K 01 2I O / G C L K 11 4I O / G C L K 26 2I O / G C L K 36 4I O / D E V _ O E4 3I O / D E V
22、 _ C L R n4 4I / O1I / O2I / O3I / O4I / O5I / O6I / O7I / O8I / O1 5I / O1 6I / O1 7I / O1 8I / O1 9I / O2 0I / O2 1I / O9 9I / O2 6I / O2 7I / O2 8I / O2 9I / O3 0I / O3 3I / O3 4I / O3 5I / O3 6I / O3 7I / O3 8I / O3 9I / O4 0I / O4 1I / O4 2I / O4 7I / O4 8I / O4 9I / O5 0I / O5 1T D I2 3T M S2
23、2T C K2 4T D O2 5I / O8 7I / O8 9I / O9 0I / O9 6I / O9 7I / O9 8I / O1 0 0I / O9 1I / O9 2I / O9 5I / O8 8I / O6 9I / O7 0I / O7 1I / O7 2I / O7 3I / O7 4I / O7 5I / O7 6I / O7 8I / O7 7I / O8 1I / O8 2I / O8 3I / O8 4I / O8 5I / O8 6I / O6 8I / O6 7I / O6 6I / O6 1I / O5 7I / O5 6I / O5 5I / O5 4I
24、 / O5 3I / O5 2GNDINT(1)11GNDINT(1)65GNDIO10GNDIO32VCCIO1(2)31VCCIO1(2)45VCCIO2(2)59VCCIO1(2)9VCCIO2(2)94VCCINT(1)63VCCIO2(2)80VCCINT(1)13GNDIO46GNDIO93GNDIO60GNDIO79I / O5 8U 8E P M 2 4 0 T 1 0 0 C 5数字信号源 N R Z - 2N R Z 终端显示 2N R Z 终端显示 1数字信号源 N R Z - 3数字信号源 N R Z - 1武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验
25、指导书第 7 页 共 95 页实验二 模拟信号源实验一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。2、观察分析各种模拟信号波形的特点。二、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。2、熟悉几种模拟信号的产生方法，了解信号的来源、变换过程和使用方法。三、实验器材1、信号源模块 一块2、连接线 若干3、20M 双踪示波器 一台四、实验原理模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：同步正弦波信号、非同步信号和音乐信号。（一）同步信号源（同步正弦波发生器）1、 功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的 2KHz 正弦波信号，可用在 PAM 抽样定理、增量调制、PCM 编码实验，作为模拟输入
26、信号。在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。2、 电路原理图 2-1 为同步正弦信号发生器的电路图。它由 2KHz 方波信号产生器（图中省略了） 、同相放大器和低通滤波器三部分组成。LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 8 页 共 95 页C25333321411U19ATL0841098U19CTL084R1920KC35472W1100K2K 1TP32KC7104C19104C14104+12V-12VR76k8R106k8R96k8 R1510k TH1TH图 2-1 同步正弦波产生电路
27、2KHz 的方波信号由 CPLD 可编程器件 U8 内的逻辑电路通过编程产生。 “2K 同步正弦波”为其测量点。U19A 及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用，。U19C 及周边的阻容网络组成一个截止频率为 2K 的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。调节 W1 改变同相放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（05V） 。（二）非同步信号源非同步信号源利用混合信号 SoC 型 8 位单片机 C8051F330，采用 DDS(直接数字频率合成)技术产生。通过波形选择器 S6 选择输出波形，对应发光二极管亮。它可产生频率为180Hz18KHz 的正
28、弦波、180Hz10KHz 的三角波和 250Hz250KHz 的方波信号。按键S7、S8 分别可对各波形频率进行增减调整。非同步信号输出幅度为 04V，通过调节 W4 改变输出信号幅度。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的模拟输入信号。武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 9 页 共 95 页3 218 4U10ATL082C4 104-12V+12VC3 1041TP4信信信信信信信信信TH8TH3 218 4U11ATL082R61 100W4100KS6SW-PBS7SW-PBS8 SW-PBR30 10KR601
29、5K C38 330PC41 100P5 67U10BTL082C40 330PR27 22KR2827KR29 10KR3347KC26 104C24 104+12V-12VC37 330PP0.31P0.22P0.13P0.04GND5VDD6RST/C2CK7P2.0/C2D8P1.79P0.420P0.519P0.618P0.717P1.016P1.115P1.214P1.313P1.412P1.511P1.610U5 C8051F3303.3VR59 6203.3VC2CKC2DC33 104C30 104C43 100uD9LEDD10LEDD11LEDR77330R78330R8
30、0330R76 100R74100R73100信信信信信信+信信-5 67U11BTL082R8310KR82 3.3KselR81 1KX013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9VEE7X3VCC16 GND 8U14 CD4051sel+12V5 67U20BTL082R8710KR85 3.3KR211K5 67U9BTL082+12V -12VC42 330PR84 15KR716.8KR23 3.3KC44 200PR2510K3 218 4U9ATL082sel13 218 4U20ATL082R8810KR86 3.3KR221Ksel1+1
31、2V -12V图2-2非同步信号发生器电路图LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 10 页 共 95 页（三）音乐信号产生电路1、功用音乐信号产生电路用来产生音乐信号，作模拟输入信号检查话音信道的开通情况及通话质量。2、工作原理D43.3VR34100E410uF/16V1 2 3 4 U21K13PIN1TP10MUSICVCCTH7THC6104C9104+12V-12V32 184U7AR4751kR524k7R56 100kC10 153R628k2 R4010k56 7U7BC22682C11102C20222图 2-3 音乐信号产生电路音乐信号产生
32、电路见图 2-3。音乐信号由 U21 音乐片厚膜集成电路产生。该片的 1 脚为电源端，2 脚为控制端，3 脚为输出端，4 脚为公共地端。V CC 经 R34、D4 向 U21 的 1 脚提供 3.3V 电源电压，当 2 脚通过 K1 输入控制电压+3.3V 时，音乐片即有音乐信号从第 3 脚输出，经低通滤波器输出，输出端口为“音乐输出”（四）载波产生电路1、功用载波产生电路用来产生数字调制所需的正弦波信号，频率有 64KHz 和 128KHz 两种。2、工作原理64K 载波产生电路如图 2-4 所示，128K 载波产生电路如图 2-5 所示64KHz(128KHz)的方波信号由 CPLD 可编
33、程器件 U8 内的逻辑电路通过编程产生。武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 11 页 共 95 页“64K 同步正弦波” （“64K”同步正弦波）为其测量点。 U17A(U18A)及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用。U17D(U18D)及周边的阻容网络组成一个截止频率为 64K（128KHz）的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。调节 W2(W3)改变同相放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（05V） 。321411U17ATL084C31104W250KR1451KR2447K121314U17DTL0
34、841TP164KC21 470pfC28200pfR354k7R3110K64kC18104C15104C39 102R547k+12V-12VTH2TH图 2-4 64K 载波产生电路321411U18ATL084C32104W350KR1651KR2639k121314U18DTL084 1TP2128KC23 330pfC29100pfR363k3R328k2128kC2104C12104C17 470pfR7239k+12V-12VTH3TH图 2-5 128K 载波产生电路五、测试点说明2K 同步正弦波：2K 的正弦波信号输出端口，幅度（0 5V）由 W1 调节。64K 同步正弦波
35、：64K 的正弦波信号输出端口，幅度（0 5V）由 W2 调节。128K 同步正弦波：128K 的正弦波信号输出端口，幅度（ 05V）由 W3 调节。LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 12 页 共 95 页非同步信号源：普通正弦波、三角波和方波信号输出端口，波形由 S6 选择，频率由S7、S8 调节，幅度(0 4V)由 W4 调节。音乐输出：音乐片输出端口。音频信号输入：音频功放输入端口（功放输出信号幅度由 W6 调节） 。K1：音乐片信号选择开关。K2：扬声器输出选择开关。W6：调节扬声器音量。六、实验步骤1、 用示波器测量“2K 同步正弦波 ”、 “6
36、4K 同步正弦波” 、 “128K 同步正弦波”各点输出的正弦波波形，对应的电位器 W1，W2，W3 可分别改变各正弦波的幅度。2、 用示波器测量“非同步信号源”输出波形。1) 按键 S6 选择为“正弦波” ，改变 W4，调节信号幅度（调节范围为 04V） ，用示波器观察输出波形。2) 保持信号幅度为 3V，改变 S7、S8，调节信号频率（调节范围为 180Hz18KHz） ，用示波器观察输出波形。3) 将波形分别选择为三角波、方波，重复上面两个步骤。3、 将控制开关 K1 设为“ON” ，令音乐片加上控制信号，产生音乐信号输出，用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。七、实验报告要求
37、1、画出各测量点波形，并进行分析。2、画出各模拟信号源的电路组成方框图，叙述其工作原理。3、记录实验过程中遇到的问题并进行分析，提出改进建议。武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 13 页 共 95 页实验三 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、
38、 实验器材1、 信号源模块 一块2、 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， ）内的时间连续信号 ，如果以 THf ()mt秒的间隔对它进行等间隔抽样，则 将被所得到的抽样值完全确定。Hf2()mt假定将信号 和周期为 T 的冲激函数 相乘，如图 3-1 所示。乘积便是均匀间隔()mt ）T为 T 秒的冲激序列，这些冲激序列的强度等于相应瞬时上 的值，它表示对函数 的抽()t ()t样。若用 表示此抽样函数，则有：()ts()()sTtmtLTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术
39、有限公司第 14 页 共 95 页图 3-1 抽样与恢复假设 、 和 的频谱分别为 、 和 。按照频率卷积定()mtTt()st()M()T()s理， 的傅立叶变换是 和 的卷积：T1()()2s因为 )TTsns2所以 1()()()s TsnMT由卷积关系，上式可写成()()s sn该式表明，已抽样信号 的频谱 是无穷多个间隔为 s 的 相迭加而成。mt)Ms ()M这就意味着 中包含 的全部信息。()Ms()需要注意，若抽样间隔 T 变得大于 ，则 和 的卷积在相邻的周期内存在Hf21()()T重叠（亦称混叠），因此不能由 恢复 。可见， 是抽样的最大间隔，它()Ms()Hf21被称为奈
40、奎斯特间隔。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 之间，而是f限制在 （信号的最低频率）与 （信号的最高频率）之间（带通型连续信号），那么，Lf Hf其抽样频率 并不要求达到 ，而是达到 2B 即可，即要求抽样频率为带通信号带宽的s2武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 15 页 共 95 页两倍。图 3-2 画出抽样频率 2B（无混叠）和 2B（有混叠）时两种情况下冲激抽样信sfsf号的频谱。(a) 连续信号的频谱（b） 高抽样频率时的抽样信号及频谱（无混叠）（c） 低抽样频率时的抽样信号及频谱（混叠）图 3-2 采用不同抽样频
41、率时抽样信号的频谱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。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现，而通常只能采用窄脉冲串来实现。因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的 PAM 方式，将具有实际意义。0 sTt()sft mss ()sF1ST000 m()Ft()ft10tSTmss()sF0 sT()sftLTE-TX-02E 型通信原理实验指导书 武汉凌特电子技术有限公司第 16 页 共 95 页乘乘)(tm)(tT图 3-3 自然抽样及平顶抽样波形PAM 方式有两种
42、：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号ms(t)的脉冲 “顶部 ”是随 m(t)变化的，即在顶部保持了 m(t)变化的规律（如图 3-3 所示） 。平顶抽样所得的已抽样信号如图 3-3 所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的 PAM 信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。（二) 电路组成脉冲幅度调制实验系统如图 3-4 所示，主要由抽样保持芯片 LF398 和解调滤波电路两部分组成，电路原理图如图 3-5 所示。L F 3 9 8N 1话音输入模拟开关 S自然抽样 / 平顶抽样选择抽样脉冲N 2P A M 解调图 3
43、-4 脉冲振幅调制电路原理框图武汉凌特电子技术有限公司 LTE-TX-02E 型通信原理实验指导书第 17 页 共 95 页1TP2PAM-SIN1PAMCLK1PAM TH3THINPUT1 NC2V-3 NC4NC5 NC6OUTPUT7Vos 14NC 13V+ 12LOGIC 11LOGIC REF 10NC 9Ch 8U2LF398E210uF/16VC1104C29104C31222R41KC20104+12V-12VR7104Y01Y22 Yout 3Y34 Y15INH 6VEE 7VSS 8B9 A10X311X012 Xout 13X114X215 VDD 16U3CD40
44、52VCCGNDGND C2104E110uF/16V1PAM TH1THOUTPUTOUTPUTC4104VEED44.3VR9150-12VVEE信信信信信信信信信信信信 12 U1A74LS04K1CLK-INCLK-IN图 3-5 脉冲幅度调制电路原理图（三）实验电路工作原理1、 PAM 调制电路如图 3-5 所示，LF398 是一个专用的采样保持芯片，它具有很高的直流精度和较高的采样速率，器件的动态性能和保持性能可以通过合适的外接保持电容达到最佳。LF398 的内部结构如图 3-6 所示；M C T RC 1N 1-+N 2-+。3 0 K1 5 0SV iM R E FL F 3 9 8O U TH O CO F A D图 3-
