增量调制实验.pptx

一、实验目的：一、实验目的：加深理解增量调制系统的基本工作原加深理解增量调制系统的基本工作原理及电路组成；理及电路组成；学会对简单增量调制系统工作过程的学会对简单增量调制系统工作过程的检查和测试方法；检查和测试方法；熟悉增量调制系统在不同抽样速率下熟悉增量调制系统在不同抽样速率下跟踪输入信号变化率的性能；跟踪输入信号变化率的性能；准确建立关于一般量化噪声、过载噪准确建立关于一般量化噪声、过载噪声及最大量化信噪比的概念。声及最大量化信噪比的概念。二、实验内容：二、实验内容：1.在系统输入信号幅度为零的情况下，测量系统的跟踪在系统输入信号幅度为零的情况下，测量系统的跟踪斜率斜率(积分台阶积分台阶及抽间隔及抽间隔t，K=/t),并在时间上对应画并在时间上对应画出系统各点波形；出系统各点波形；2.改变系统输入正弦信号的幅度与系统抽样频率的数改变系统输入正弦信号的幅度与系统抽样频率的数值，分别测量系统处于起始编码、编码状态及临界过载状值，分别测量系统处于起始编码、编码状态及临界过载状态下的系统输入信号幅度，同时分别画出系统各观察点在态下的系统输入信号幅度，同时分别画出系统各观察点在输入信号一周期内所对应的波形；输入信号一周期内所对应的波形；3.简单增量调制实验系统编码动态范围测量：简单增量调制实验系统编码动态范围测量：4.简单增量调制实验系统最大量化信噪比简单增量调制实验系统最大量化信噪比的测量：的测量：其中，其中，fm是接收端低通滤波器的截止频率。是接收端低通滤波器的截止频率。实验使用仪器及连接图实验使用仪器及连接图图图 1 简单增量调制的组成框图简单增量调制的组成框图 简单增量调制实验系统的组成如图简单增量调制实验系统的组成如图1所示，图所示，图中，积分器和脉冲产生器组成本地译码器，它的作中，积分器和脉冲产生器组成本地译码器，它的作用是根据用是根据P0(t)，形成预测信号，形成预测信号m0(t)，三、实验系统组成三、实验系统组成 即即P0(t)为为“1”码时，码时，m0(t)上升一个量阶上升一个量阶，P0(t)为为“0”码时，码时，m0(t)下降一个量阶下降一个量阶,并送到相并送到相减器与减器与m(t)进行幅度比较。进行幅度比较。接收端解码电路由译码器和低通滤波器组成。接收端解码电路由译码器和低通滤波器组成。其中，译码器的电路结构和发送端的本地译码器其中，译码器的电路结构和发送端的本地译码器相同，用来由相同，用来由P0(t)恢复恢复m(t)。低通滤波器的作用是。低通滤波器的作用是滤除滤除m0(t)中的高次谐波，使输出波形中的高次谐波，使输出波形m(t)更加逼更加逼近原来的模拟信号近原来的模拟信号m(t)。四、实验方案：四、实验方案：这里介绍两个方案。方案一是分立元件及中这里介绍两个方案。方案一是分立元件及中小规模集成电路组成的简单增量调制实验方案；小规模集成电路组成的简单增量调制实验方案；方案二是集成数字压控扩增量调制实验方案。两方案二是集成数字压控扩增量调制实验方案。两个方案放在一个机箱内，如图个方案放在一个机箱内，如图2所示。所示。五、实验步骤：五、实验步骤：.在实验板未接电源前，把稳压电源的电压值分别在实验板未接电源前，把稳压电源的电压值分别调到调到+12V、-12V。然后关闭电源。并按照实验板电源插。然后关闭电源。并按照实验板电源插孔标出的值无误地接入电源；孔标出的值无误地接入电源；.把示波器、电源、实验板三者的地线可靠地连接在把示波器、电源、实验板三者的地线可靠地连接在一起；一起；.开启稳压电源和示波器，用示波器分别在开启稳压电源和示波器，用示波器分别在“正弦信正弦信号产生电路号产生电路”的输出孔和的输出孔和“定时脉冲产生电路定时脉冲产生电路”的输出测的输出测试孔上观察是否有正常输出；试孔上观察是否有正常输出；.将系统输入信号（面板上的将系统输入信号（面板上的“信号输出信号输出”孔）和孔）和“信号入信号入”用导线连接起来，并将定时脉冲开关用导线连接起来，并将定时脉冲开关K置于置于38.4kHz位置上；位置上；.将将COS5020型示波器探头的其中之一接在型示波器探头的其中之一接在“正弦信号输出正弦信号输出”端，灵敏度选择开关置于端，灵敏度选择开关置于V/cm档级，调档级，调“正弦信号正弦信号”幅度电位器，使正弦信号幅度电位器，使正弦信号的幅度为零；的幅度为零；.将将COS5020型示波器型示波器“显示方式显示方式”开关置开关置于于“交替交替”位，同时观察位，同时观察P0(t)、m0(t)的波形。由的波形。由于这时于这时m(t)=0，所以编出的正确码流为，所以编出的正确码流为“1、0交交替码。如果不是这种码型，则调面板上的替码。如果不是这种码型，则调面板上的“0、1交替旋钮交替旋钮”，至调出的码流正常为止。，至调出的码流正常为止。然后再调然后再调“调节旋钮调节旋钮”，把本地译码器，把本地译码器的输出幅度调至的输出幅度调至100mV（用示波器读取该值，（用示波器读取该值，方法是灵敏度选择开关置在方法是灵敏度选择开关置在0.01V/cm档级，灵档级，灵敏度微调旋钮至校准位，考虑到示波器探头对敏度微调旋钮至校准位，考虑到示波器探头对信号有十倍的衰减，所以波形的幅度应占一格）信号有十倍的衰减，所以波形的幅度应占一格）。记下此值即为台阶电压。记下此值即为台阶电压，测出抽样间隔，测出抽样间隔t，计算出系统的跟踪斜率计算出系统的跟踪斜率K，分别画出，分别画出P0(t)、m0(t)的波形；的波形；.缓慢增加正弦信号的幅度，使系统输入信号的幅度缓慢增加正弦信号的幅度，使系统输入信号的幅度增大，用示波器观察增大，用示波器观察m(t)、m0(t)及及m(t)，同时，也注意观，同时，也注意观察量化误差波形察量化误差波形e(t)。第一步，观察起始编码状态。信号。第一步，观察起始编码状态。信号m(t)由零缓慢增大，用示波器监视本地译码器的三角波，由零缓慢增大，用示波器监视本地译码器的三角波，当三角波开始起伏时，系统即工作在起始编码状态，停止当三角波开始起伏时，系统即工作在起始编码状态，停止增大增大m(t)，记录这时，记录这时m(t)的幅值即为的幅值即为Amin，画出一周期内所，画出一周期内所对应的对应的P0(t)、m0(t)、m(t)、m(t)的波形。的波形。第二步，观察编码状态。继续增大第二步，观察编码状态。继续增大m(t)，系，系统在统在dm(t)/dt=K的范围内都能跟踪输入信号的范围内都能跟踪输入信号m(t)，选择一适当的选择一适当的m(t)，记下其幅值，画出这一，记下其幅值，画出这一m(t)在在一周内所对应的一周内所对应的P0(t)、m0(t)、m(t)的波形。第三的波形。第三步，观察临界过载状态，记下这时的步，观察临界过载状态，记下这时的m(t)幅值即幅值即为为Amax画出画出P0(t)、m0(t)、m(t)、m(t)的波形。的波形。最佳编码状态示意照片最佳编码状态示意照片临界编码状态示意照片临界编码状态示意照片 将定时开关置于将定时开关置于“19.2kHz”位置上，重新完位置上，重新完成（成（5）（8）的步骤。）的步骤。关于关于dm(t)/dt=K的含意如图的含意如图2所示所示:图图2 实验判别临界过载状态的示意图实验判别临界过载状态的示意图 八、实验报告及要求：八、实验报告及要求：（1）.各项测试内容的数据准确，波形逼真，时间关系无误。各项测试内容的数据准确，波形逼真，时间关系无误。（2）.用每项实验内容中测试的数据及波形来说明简单增量调用每项实验内容中测试的数据及波形来说明简单增量调制系统的实际过程及其主要特性。制系统的实际过程及其主要特性。（3）.实验中测出的各项指标应与理论值比较，并分析误差的实验中测出的各项指标应与理论值比较，并分析误差的主要原因。主要原因。（4）.简单增量调制系统存在什么主要问题，应如何改进。简单增量调制系统存在什么主要问题，应如何改进。（5）.简单增量调制的编码器在输入信号为零时，输出的简单增量调制的编码器在输入信号为零时，输出的“0”、“1”交替码是如何产生的交替码是如何产生的?