《通信原理,第三十讲
§ 6.2 脉冲幅度调制 (PAM)
脉冲调制就是以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号 m(t)去控制脉冲串的某参数，使其按 m(t)的规律变化。按基带信号改变脉冲参量的不同，
把脉冲调制又分为 脉幅调制 (PAM),脉宽调制 (PDM)和 脉位调制 (PPM)。
图 6-9 PAM、PDM、PPM 信号波形
脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的 幅度随基带信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。
实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。
一,自然抽样的脉冲调幅
自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信号
m(t)变化，或者说保持了 m(t)的变化规律。
图 6-10 自然抽样的 PAM 原理框图
脉冲载波以 )(ts 表示，它是宽度为 τ,周期为 T 的矩形窄脉冲序列，这里取
H
fT 2/1=,则自然抽样 PAM 信号 )(tm
s
)()()( tstmtm
s
= （ 6.2-1）
)2()(
2
)(
H
n
H
nnSa
T
S ωωδτω
πτ
ω?=
∑
∞
∞=
（ 6.2-2）
[]
∑
∞
∞=
=?=
n
HHs
nMnSa
T
A
SMM )2()()()(
2
1
)( ωωτω
τ
ωω
π
ω （ 6.2-3）
它与理想抽样的频谱非常相似,也可用低通滤波器从 )(ω
s
M 中恢复出基带信号
)(tm 。
图 6-11 自然抽样的 PAM 波形及频谱
理想抽样的频谱被常数 1/T 加权，因而信号带宽为无穷大；而自然抽样频谱的包络按 Sa 函数随频率增高而下降，因而带宽是有限的，且带宽与脉宽 τ 有关。
τ 越大，带宽越小。
二,平顶抽样的脉冲调幅
平顶抽样又叫瞬时抽样,抽样后信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。平顶抽样 PAM 信号在原理上可以由理想抽样和脉冲形成电路产生,其中脉冲形成电路的作用就是把冲击脉冲变为矩形脉冲。
图 6-12 平顶抽样信号及其产生原理框图
设基带信号为 )(tm,矩形脉冲形成电路的冲击响应为 )(tq,
∑
∞
∞=
=
n
ss
nTtnTmtm )()()( δ
经过矩形脉冲形成电路，每当输入一个冲击信号，在其输出端便产生一个幅度为
m(nT)的矩形脉冲 )(tq
∑
∞
∞=
=
n
sq
nTtqnTmtm )()()( （ 6.2-4）
设脉冲形成电路的传输函数为 )()( tqQ?ω,
)()()()( ωωω QMMtm
sqq
=? （ 6.2-5）
∑∑
∞
∞=
∞
∞=
=?=
n
H
n
Hq
nMQ
T
nMQ
T
M )2()(
1
)2()(
1
)( ωωωωωωω （ 6.2-6）
为了从 )(tm
q
中恢复原基带信号 )(tm, 在滤波之前先用特性为 1/ )(ωQ 频谱校正网络加以修正，则低通滤波器便能无失真地恢复原基带信号 )(tm 。
图 6-13 平顶抽样 PAM 信号的解调原理框图
在实际应用中，平顶抽样信号采用抽样保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。
在实际应用中，恢复信号的低通滤 波器也不可能是理想的，抽样速率
s
f 要比 2
H
f 选的大一些,一般
s
f =（ 2.5~3）
H
f 。 例如语音信号频率一般为 300~3400Hz，
抽样速率
s
f 一般取 8000Hz。
§ 6.2 脉冲幅度调制 (PAM)
脉冲调制就是以时间上离散的脉冲串作为载波，用模拟基带信号 m(t)去控制脉冲串的某参数，使其按 m(t)的规律变化。按基带信号改变脉冲参量的不同，
把脉冲调制又分为 脉幅调制 (PAM),脉宽调制 (PDM)和 脉位调制 (PPM)。
图 6-9 PAM、PDM、PPM 信号波形
脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的 幅度随基带信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，则前面讨论的抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。
实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。
一,自然抽样的脉冲调幅
自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部）随被抽样信号
m(t)变化，或者说保持了 m(t)的变化规律。
图 6-10 自然抽样的 PAM 原理框图
脉冲载波以 )(ts 表示，它是宽度为 τ,周期为 T 的矩形窄脉冲序列，这里取
H
fT 2/1=,则自然抽样 PAM 信号 )(tm
s
)()()( tstmtm
s
= （ 6.2-1）
)2()(
2
)(
H
n
H
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T
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πτ
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∑
∞
∞=
（ 6.2-2）
[]
∑
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=?=
n
HHs
nMnSa
T
A
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2
1
)( ωωτω
τ
ωω
π
ω （ 6.2-3）
它与理想抽样的频谱非常相似,也可用低通滤波器从 )(ω
s
M 中恢复出基带信号
)(tm 。
图 6-11 自然抽样的 PAM 波形及频谱
理想抽样的频谱被常数 1/T 加权，因而信号带宽为无穷大；而自然抽样频谱的包络按 Sa 函数随频率增高而下降，因而带宽是有限的，且带宽与脉宽 τ 有关。
τ 越大，带宽越小。
二,平顶抽样的脉冲调幅
平顶抽样又叫瞬时抽样,抽样后信号中的脉冲均具有相同的形状——顶部平坦的矩形脉冲，矩形脉冲的幅度即为瞬时抽样值。平顶抽样 PAM 信号在原理上可以由理想抽样和脉冲形成电路产生,其中脉冲形成电路的作用就是把冲击脉冲变为矩形脉冲。
图 6-12 平顶抽样信号及其产生原理框图
设基带信号为 )(tm,矩形脉冲形成电路的冲击响应为 )(tq,
∑
∞
∞=
=
n
ss
nTtnTmtm )()()( δ
经过矩形脉冲形成电路，每当输入一个冲击信号，在其输出端便产生一个幅度为
m(nT)的矩形脉冲 )(tq
∑
∞
∞=
=
n
sq
nTtqnTmtm )()()( （ 6.2-4）
设脉冲形成电路的传输函数为 )()( tqQ?ω,
)()()()( ωωω QMMtm
sqq
=? （ 6.2-5）
∑∑
∞
∞=
∞
∞=
=?=
n
H
n
Hq
nMQ
T
nMQ
T
M )2()(
1
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1
)( ωωωωωωω （ 6.2-6）
为了从 )(tm
q
中恢复原基带信号 )(tm, 在滤波之前先用特性为 1/ )(ωQ 频谱校正网络加以修正，则低通滤波器便能无失真地恢复原基带信号 )(tm 。
图 6-13 平顶抽样 PAM 信号的解调原理框图
在实际应用中，平顶抽样信号采用抽样保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。
在实际应用中，恢复信号的低通滤 波器也不可能是理想的，抽样速率
s
f 要比 2
H
f 选的大一些,一般
s
f =（ 2.5~3）
H
f 。 例如语音信号频率一般为 300~3400Hz，
抽样速率
s
f 一般取 8000Hz。
