一、实验目的
1．经过对模仿信号抽样的实验,深入对抽样定理的理解；
2．经过PAM调制实验，使学生能深入理解脉冲幅度调制的特别点；
3．学习掌控把握PAM调制硬件完成
电子回路，掌控把握调节测量试验方法。
二、实验仪表器具
1．PAM脉冲调幅
模型块，位号：H
2．时钟与基带数值发生模型块，位号：G
3．20M双踪示波器1台
4．频率计1台
5．小平口螺丝刀1只
6．信号连接线3根
三、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（模仿信号）实行抽样，而且抽样速率达到一定数值时，那么按照这些抽样值就能准确地还原原信号。这就是说，若要传输模仿信号，不一定要传输模仿信号本身，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）的不一样，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全部是离散的，但受调参量是连续的，因此也全部属于模仿调制。关于PDM和PPM，国外在上世纪70年代研究成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简介。本实验平台仅简介脉冲幅度调制，因为它是脉冲编码调制的基础。
抽样定理实验电子回路框图，如图1-1所示。
图1-1 抽样的实验过程构造示意图
本实验中需要用到以下5个功能模型块。
1．非同步函数信号或同步正弦波发生器模型块：它提供各种有限带宽的时间连续的模仿信号，并经过连线送到"PAM脉冲调幅模型块"，作为脉冲幅度调制器的调制信号。P03/P04测量试验点可用来调制信号的连接和测量；另外，如果
实验室配备装备了电话单机，也可以使用用户电话模型块，这样检验实验效果更直接、更形象，P05/P07测量试验点可用来语音信号的连接和测量。
2．抽样脉冲形成电子回路模型块：它提供有限高度，不一样宽度和频率的的抽样脉冲序列，并经过连线送到"PAM脉冲调幅模型块"， 作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲。P09测量试验点可用来抽样脉冲的连接和测量。该模型块提供的抽样脉冲有同步和非同步两种，同步的抽样脉冲是频率为8KHz，占空比为50%或近似50%的矩形脉冲；非同步的抽样脉冲由555定时器产生，其频率经过W05连续可调。
3．PAM脉冲调幅模型块：它应用模仿开关CD4066完成脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模仿开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模仿开关断开，无信号输出。因此，本模型块完成的是自然抽样。在32TP01测量试验点可以测量到已调信号波动线。
调制信号和抽样脉冲全部需要外接连线写入。已调信号经过PAM模仿信道（模仿实际信道的惰性）的传输，从32P03铆孔输出，它可能会产生波动线失真。 PAM模仿信道电子回路示意图如图1-2所示，32W01（R1）电位器可改变模仿信道的传输特性，当R1C1=R2C2时，PAM已调信号课程课程理论上无失真。
4．接收滤波器与功放模型块：接收滤波器是数字低通滤波器，它的作用是恢复原调制信号。数字低通滤波器的截止频率受作业时钟控制，它由4SW02的置位确定。铆孔P14是接收滤波器与功放的写入端，实验时需用外接实验连接线将32P03与P14连接。
5．时钟与基带数值发生模型块：它提供系统作业时钟和接收数字低通滤波器作业时钟。接收数字低通滤波器截止频率的设定由该模型块中微型连排拨动开关4SW02置位确定。
图1-2 PAM信道拟真电子回路示意图
最后强调说明：实际应用的抽样脉冲和信号恢复与理想现象有一定区别。理想抽样的抽样脉冲应该是冲击脉冲序列，在实际应用中，这是不可能完成的。因此一般是用高度有限、宽度较窄的窄脉冲代替，本实验中提供的抽样脉冲，是频率为8KHz，占空比为50%或近似50%的矩形脉冲或由555定时器产生的频率连续可调的脉冲。另外，实际应用中使信号恢复的滤波器不可能是理想的。当滤波器特性不是理想低通时，抽样频率不能就等于被抽样信号频率的2倍，否则会使信号失真。考虑到实际滤波器的特性，抽样频率要求选得较高。
由于PAM通信系统的抗干扰能力差，目前很少实用。它已被功能良好的脉冲编码调制（PCM）所取代。
四、可调元件及测量点的作用
32P01：模仿信号写入连接铆孔。
32P02：抽样脉冲信号写入连接铆孔。
32TP01：输出的抽样后信号测量试验点。
32P03：经拟真信道传输后信号的输出连接铆孔。
32W01：拟真信道的特性调动电位器。
五、实验内容及步骤
1．插入有关实验模型块：
在关闭系统电源的条件下，将"时钟与基带数值发生模型块"、"PAM脉冲幅度调制模型块"，插到底层基板"G、H"号的位置插头座上（具体位置可见底层基板右下角的"实验模型块位置分布表"）。注意模型块插头与底层基板插头座的防呆口一致，模型块位号与底层基板位号的一致。
2．信号线连接：
用专用铆孔实验连接线将P04、32P01；P05、32P02；32P03、P14连接（注意连接铆孔的箭头指向，将输出铆孔连接写入铆孔）。
3．加电：
打开系统电源开关，底层基板的电源指示灯正常显露。若电源指示灯显露不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
4．写入模仿信号查看：
模仿信号发生器产生的模仿信号送入抽样模型块的32P01点，用示波器在32P01处查看，调动同步正弦波电位器W04，使该点正弦信号幅度约2V（峰一峰值）。
5．取样脉冲查看：
示波器接在32P02上，连接P05，示波器显露8K同步的抽样脉冲；连接P24，示波器显露非同步的抽样脉冲，其频率经过W05连续可调。
6．取样信号查看：
示波器接在32TP01上，可查看PAM取样信号，示波器接在32P03上，调动"PAM脉冲幅度调制"上的32W01可改变PAM信号传输信道的特性，PAM取样信号波动线会发生改变。
7．取样恢复信号查看：
PAM解调用的低通滤波器电子回路（接收端滤波放大模型块，信号从P14写入）共设定有二组功能数值，其截止频率分别为3KHZ、6KHZ。按照被抽样的信号频率，由于模仿信号接的是2KHZ的同步正弦波，所以选用滤波器截止频率为3KHZ。
按照下面建议自己设计实验步骤，实行取样恢复信号查看实验。
(1) 在一定频率的模仿信号（一般2KHZ）下，设定低通滤波器3KHZ截止频率。调动不一样的抽样时钟，用示波器查看各点波动线，检验抽样定理，并做详细记录、绘图。注意，PAM传输模型块的32TP01、32P03测量试验点波动线调动近似，即不失真为准。
(2) 在一定频率的抽样时钟（一般8KHZ）fs下，调动模仿信号源的频率f（一般小于4KHZ），即保持抽样时钟与模仿信号间的fs>2f频率关系，设定低通滤波器3KHZ截止频率。用示波器查看各点波动线，检验PAM通信系统的功能，并做详细记录、绘图。
8．关机拆线：
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模型块。
注：非同步函数信号在抽样时的波动线在示波器上不容易形成平稳的波动线，需耐心地调动；若要查看平稳的波动线可使用同步正弦波信号和同步抽样脉冲。
六、实验报告要求
1.写出实验目的和内容。
2.简述抽样定理及PAM实验原理，并画出实验框图。
3.写出自行设计的实验步骤，记录实验时各种测量试验条件，所测各点的波动线、频率、电压（V）等各项测量试验数值并检验抽样定理。
4.说明抽样后信号经过PAM模仿信道传输及接收数字低通滤波器后，波动线将会出现哪些失真。
5.写出实验体会。
