2024年3月24日发(作者：衷吉)
实验一 PAM实验报告
代岳 091180024
通信工程
一、 实验目的
1、 验证抽样定理；
2、 观察PAM信号形成的过程；
3、 了解混迭效应产生的原因；
4、 学习中频抽样的基本方法；
二、 实验仪器
1、 JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱 一台
2、 20MHz双踪示波器 一台
3、 函数信号发生器 一台
三、 实验原理
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数
字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉
冲调幅（PAM）信号。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f
h
，则可以唯一地由频
率等于或大于2f
h
的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的
全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。通常将语音信号通过一个
3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率
为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。语音信号的频谱和语
音信号抽样频谱见图3.1.1和图3.1.2所示。从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为
f
h
的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)。
m(t)
0 f
h
图3.1.1 语音信号频谱
f
m(t)
理想低通滤波器
M
f
s
2f
s
f
s
2f
s
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
图3.1.2 语音信号的抽样频谱
图3.1.3 f
s
＜2f
h
时语音信号的抽样频谱
M
实际低通滤波器
f
s
2f
s
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
图3.1.4 留出防卫带的语音信号的抽样频谱
实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信
号，通常采用8KHz抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（1200Hz），参见图3.1.4所示。
当抽样频率f
s
低于2倍语音信号的最高频率f
h
，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，
影响恢复出的话音质量，原理参见图3.1.3所示。
在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个信号，
通过改变函数信号发生器的频率，观察抽样序列和重建信号，检验抽样定理的正确性。抽样
定理实验各点波形见图3.1.5所示。
输入信号
低通
滤波器
抽样
保持
低通
滤波器
8KHz
抽样
脉冲
图3.1.5 抽样定理实验原理框图
2024年3月24日发(作者：衷吉)
实验一 PAM实验报告
代岳 091180024
通信工程
一、 实验目的
1、 验证抽样定理；
2、 观察PAM信号形成的过程；
3、 了解混迭效应产生的原因；
4、 学习中频抽样的基本方法；
二、 实验仪器
1、 JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱 一台
2、 20MHz双踪示波器 一台
3、 函数信号发生器 一台
三、 实验原理
抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数
字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。
利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉
冲调幅（PAM）信号。
抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为f
h
，则可以唯一地由频
率等于或大于2f
h
的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的
全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。通常将语音信号通过一个
3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率
为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。语音信号的频谱和语
音信号抽样频谱见图3.1.1和图3.1.2所示。从语音信号抽样频谱图可知，用截止频率为
f
h
的理想低通滤波器可以无失真地恢复原始信号m(t)。
m(t)
0 f
h
图3.1.1 语音信号频谱
f
m(t)
理想低通滤波器
M
f
s
2f
s
f
s
2f
s
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
图3.1.2 语音信号的抽样频谱
图3.1.3 f
s
＜2f
h
时语音信号的抽样频谱
M
实际低通滤波器
f
s
2f
s
0 f
h
f
s
+ f
h
2f
s
+f
h
f
图3.1.4 留出防卫带的语音信号的抽样频谱
实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信
号，通常采用8KHz抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（1200Hz），参见图3.1.4所示。
当抽样频率f
s
低于2倍语音信号的最高频率f
h
，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，
影响恢复出的话音质量，原理参见图3.1.3所示。
在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个信号，
通过改变函数信号发生器的频率，观察抽样序列和重建信号，检验抽样定理的正确性。抽样
定理实验各点波形见图3.1.5所示。
输入信号
低通
滤波器
抽样
保持
低通
滤波器
8KHz
抽样
脉冲
图3.1.5 抽样定理实验原理框图