【文章內容簡介】 F3303.3VR596203.3VC2CKC2DC33104C30104C43100uD9LEDD10LEDD11LEDR77330R78330R80330R76100R74100R73100波形選擇 頻率 +頻率 5 67U11BTL082R8310KR823.3KselR811KX013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9VEE7X3VCC16GND8U14CD4051sel+12V5 67U20BTL082R8710KR853.3KR211K5 67U9BTL082+12V12VC42330PR8415KR716.8KR233.3KC44200PR2510K3 218 4U9ATL082sel13 218 4U20ATL082R8810KR863.3KR221Ksel1+12V12V圖22 非同步信號發(fā)生器電路圖 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 9 頁 共 210 頁 （三）音樂信 號產生電路 功用 音樂信號產生電路用來產生音樂信號，作模擬輸入信號檢查話音信道的開通情況及通話質量。 工作原理 D4R 34100E410 uF / 16 V1 2 3 4U 21K13P I N1T P 10M U S I CV C CT H 7THC6104C9104+ 12 V 12 V32184U 7AR 4751kR 524k 7R 56100kC 10 153R 628k 2R 4010k567U 7BC 22682C 11102C 20222 圖 23 音樂信號產生電路 音樂信號產生電路見圖 23。音樂信號由 U21 音樂片厚膜集成電路產生。該片的 1 腳為電源端， 2腳為控制端， 3 腳為輸出端， 4腳為公共地端。 VCC 經 R3 D4 向 U21 的 1 腳提供，當 2 腳通過 K1輸入控制電壓 +，音樂片即有音樂信號從第 3 腳輸出，經低通濾波器輸出，輸出端口為“音樂輸出” （四）載波產生電路 功用 載波產生電路用來產生數字調制 所需的正弦波信號，頻率有 64KHz 和 128KHz 兩種。 工作原理 64K 載波產生電路如圖 24 所示， 128K 載波產生電路如圖 25 所示 64KHz(128KHz)的方波信號由 CPLD可編程器件 U8 內的邏輯電路通過編程產生?！?64K南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 10 頁 共 210 頁 同步正弦波”（“ 64K”同步正弦波 ）為其測量點。 U17A(U18A)及周邊的電阻組成一個的同相放大電路，起到隔離和放大作用 。 U17D(U18D)及周邊的阻容網絡組成一個截止頻率為 64K（ 128KHz）的二階低通濾波器，濾除方波信號里的高次諧波和雜波，得到正弦波信號。調節(jié) W2(W3)改變同相放大器的放大增益，從而改變輸出正弦波的幅度（ 0～ 5V）。 321411U 1 7 AT L 0 8 4C 3 1104W250KR 1 451KR 2 447K121314U 1 7 DT L 0 8 41T P 164KC 2 1 470pfC 2 8200pfR 3 54 k 7R 3 110K64kC 1 8104C 1 5104C 3 9 102R547k+ 1 2 V 1 2 VT H 2TH 圖 24 64K 載波產生電路 321411U 1 8 AT L 0 8 4C 3 2104W350KR 1 651KR 2 639k121314U 1 8 DT L 0 8 41T P 2128KC 2 3 330pfC 2 9100pfR 3 63 k 3R 3 28 k 2128kC2104C 1 2104C 1 7 470pfR 7 239k+ 1 2 V 1 2 VT H 3TH 圖 25 128K 載波產生電路 五、測試點說明 2K 同步正弦波： 2K 的正弦波信號輸出端口，幅度（ 0～ 5V）由 W1 調節(jié)。 64K 同步正弦波： 64K 的正弦波信號輸出端口，幅度（ 0～ 5V）由 W2 調節(jié)。 128K 同步正弦波： 128K 的正弦波信號輸出端口，幅度（ 0～ 5V）由 W3 調節(jié)。 非同步信號源：普通正弦波、三角波和方波信號輸出端口，波形由 S6選擇，頻率由 S南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 11 頁 共 210 頁 S8 調節(jié)，幅度 (0～ 4V)由 W4 調節(jié)。 音 樂輸出：音樂片輸出端口。 音頻信號輸入：音頻功放輸入端口（功放輸出信號幅度由 W6 調節(jié)）。 K1：音樂片信號選擇開關。 K2：揚聲器輸出選擇開關。 W6：調節(jié)揚聲器音量。 六、實驗步驟 用示波器測量“ 2K 同步正弦波”、“ 64K同步正弦波”、“ 128K 同步正弦波”各點輸出的正弦波波形，對應的電位器 W1， W2， W3 可分別改變各正弦波的幅度。 用示波器測量“非同步信號源”輸出波形。 1) 按鍵 S6 選擇為“正弦波”，改變 W4，調節(jié)信號幅度（調節(jié)范圍為 0～ 4V），用示波器觀察輸出波形。 2) 保持信號幅度為 3V，改變 S S8， 調節(jié)信號頻率（調節(jié)范圍為 180Hz~18KHz），用示波器觀察輸出波形。 3) 將波形分別選擇為三角波、方波，重復上面兩個步驟。 將控制開關 K1 設為“ ON”，令音樂片加上控制信號，產生音樂信號輸出，用示波器在“音樂輸出”端口觀察音樂信號輸出波形。 七、實驗報告要求 畫出各測量點波形，并進行分析。 畫出各模擬信號源的電路組成方框圖，敘述其工作原理。 記錄實驗過程中遇到的問題并進行分析，提出改進建議。 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 12 頁 共 210 頁 第二章 語音編碼技術 實驗三 抽樣定理和 PAM 調制解調實驗 一、 實驗目的 通過脈沖幅度調制實驗，使學生 能加深理解脈沖幅度調制的原理。 通過對電路組成、波形和所測數據的分析，加深理解這種調制方式的優(yōu)缺點 。 二、 實驗內容 觀察模擬輸入正弦波信號、抽樣時鐘的波形和脈沖幅度調制信號，并注意觀察它們之間的相互關系及特點。 改變模擬輸入信號或抽樣時鐘的頻率，多次觀察波形。 三、 實驗器材 信號源模塊 一塊 ①號模塊 一塊 20M雙蹤示波器 一臺 連接線 若干 四、 實驗原理 （一）基本原理 抽樣定理 抽樣定理表明：一個頻帶限制在（ 0， Hf ）內的時間連續(xù)信號 ()mt，如果以 T≤Hf21 秒的間隔對它進行等間隔抽樣，則 ()mt將被所得到的抽樣值完全確定。 假定將信號 ()mt和周期為 T 的沖激函數 ）t(T? 相乘，如圖 31 所示。乘積便是均勻間隔為 T 秒的沖激序列，這些沖激序列的強度等于相應瞬時上 ()mt的值，它表示對函數 ()mt的抽樣。若用 ()mts 表示此抽樣函數，則有： 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 13 頁 共 210 頁 ( ) ( ) ( )sTm t m t t?? 圖 31 抽樣與恢復 假設 ()mt 、 ()Tt? 和 ()smt的頻譜分別為 ()M? 、 ()T??和 ()sM? 。按照頻率卷積定理，()mt ()Tt? 的傅立葉變換是 ()M? 和 ()T??的卷積： ? ?1( ) ( ) ( )2sTMM? ? ? ???? 因為 2 ()T T sn nT?? ? ? ???????? Ts ?? 2? 所以 1( ) ( ) ( )s T snM M nT? ? ? ? ??? ? ???? ? ?????? 由卷積關系，上式可寫成 1( ) ( )ssnM M nT? ? ??? ????? 該式表明，已抽樣信號 ()mts 的頻譜 ()Ms? 是無窮多個間隔為 ω s 的 ()M? 相迭加而成。這就意味著 ()Ms? 中包含 ()M? 的全部信息。 需要注意，若抽樣間隔 T 變得大于Hf21 ，則 ()M? 和 ()T??的卷積在相鄰的周期內存在重疊（亦稱混 疊 ），因此不能由 ()Ms? 恢復 ()M? ?？梢?，HfT 21? 是抽樣的最大間隔，它被稱為奈奎斯特間隔。 上面討論了低通型連續(xù)信號的抽樣。如果連續(xù)信號的頻帶不是限于 0 與 Hf 之間，而是限制在 Lf （信號的最低頻率）與 Hf （信號 的最高頻率）之間（帶通型連續(xù)信號），那么，南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 14 頁 共 210 頁 其抽樣頻率 sf 并不要求達到 Hf2 ，而是達到 2B即可，即要求抽樣頻率為帶通信號帶寬的兩倍。 圖 32 畫出抽樣頻率 sf ≥ 2B（無混疊）和 sf ＜ 2B（有混疊）時 兩種情況下沖激抽樣信號的頻譜 。 (a) 連續(xù)信號的頻譜 （ b） 高抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（無混疊） （ c） 低抽樣頻率時的抽樣信號及頻譜（混疊） 圖 32 采用不同抽樣頻率時抽樣信號的頻譜 脈沖振幅調制（ PAM） 所謂脈沖振幅調制，即是脈沖載波的幅度隨輸入信號變化的一種調制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則前面所說的抽樣定理，就是脈沖增幅調制的原理。 但是實際上真正的沖激脈沖串并不能付之實現，而通常只能采用窄脈沖串來實現。因而，研究窄脈沖作為脈沖載波的 PAM 方式，將具有實際意義。 0 sT t ()sft m?? m? s? s?? ? ()sF? 1 ST1 0 0 0 m?? m? ? ()F? t ()ft 1 0 t ST1 m?? m? s? s?? ? ()sF? 0 sT ()sft 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 15 頁 共 210 頁 自然抽樣平頂抽樣)( tm)( tT? 圖 33 自然抽樣及平頂抽樣波形 PAM 方式 有兩種：自然抽樣和平頂抽樣。自然抽樣又稱為“曲頂”抽樣，已抽樣信號ms(t)的脈沖“頂部”是隨 m(t)變化的，即在頂部保持了 m(t)變化的規(guī)律（如圖 33 所示）。平頂抽樣所得的已抽樣信號如圖 33 所示，這里每一抽樣脈沖的幅度正比于瞬時抽樣值，但其形狀都相同。在實際中，平頂抽樣的 PAM 信號常常采用保持電路來實現，得到的脈沖為矩形脈沖。 （二 ) 電路組成 脈沖幅度調制實驗系統(tǒng)如圖 34所示，主要由抽樣保持芯片 LF398 和解調濾波電路兩部分組成，電路原理圖如圖 35所示。 L F 3 9 8N 1話 音輸 入模 擬 開關 S自 然 抽 樣 / 平 頂抽 樣 選 擇抽 樣 脈 沖N 2P A M 解 調 圖 34 脈沖振幅調制電路原理框圖 南開大學信息技術科學學院 LTETX02E 型通信原理實驗指導書 第 16 頁 共 210 頁 1T P 2P A M S I N1P A M C L K1P A M T H 3THI N P U T1NC2V3NC4NC5NC6O U T P U T7V o s14NC13V+12L O G I C11L O G I C R E F10NC9Ch8U2L F 3 9 8E21 0u F / 1 6 VC11 04C 2 91 04C 3 12 22R41KC 2 01 04+ 12 V 1 2 VR71 04Y01Y2