中科院 现代通信原理 黄志蓓_lecture9

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1、Lecture9增量调制和时分复用Lecture9•简单增量调制（DM/ΔM）基本原理系统构成量化误差和过载失真增量调制(DM)和时分复用抗噪声性能•增量总和调制（Δ-Σ）•时分复用(TDM)DM/ΔM的主要优越性DM/ΔM原理•低比特率时，增量调制的量化信噪比高于PCM•ΔM的抗误码性能好•ΔM的编码、译码器比PCM简单DM/ΔM原理DM/ΔM编码器•差分放大器(减法器)：e(t)=s(t)-se(t)•脉冲调制器(采样判决电路)：s(t)e(t)脉冲PDM(t)se(t)s’(t)减法器再生解码器LPF调制器♦e(t)>0时，脉冲调制器输出一个正脉冲f

2、mpT(t)♦e(t)≤0时，脉冲调制器输出一个负脉冲se(t)本地解码器•本地解码器(积分器)：输入为反馈的DM码(积分器)♦输入正脉冲(“1”码)时，积分器输出就上跳一个ΔV简单增量调制演示♦输入负脉冲(“0”码)时，积分器输出就下降一个ΔV1DM/ΔM解码器DM/ΔM原理•RC积分电路1•再生电路<

3、发生斜率过载条件ds(t)ΔV≤dtTmaxs•ΔM系统的抽样率满足ds(t)§颗粒噪声f≥ΔVsdtmax§斜率过载噪声ΔM系统的量化误差和过载失真△M系统的量化噪声•设e(t)在±ΔV范围内均匀分布，量化噪声的例：输入信号平均功率s(t)=AcosΩt=Acos2πftmma2ΔV21ΔV21()2e(t)=∫e(t)p(e)de=∫e(t)de=ΔV−ΔV−ΔV为避免斜率过载2ΔV3•e(t)的最小周期大致为Ts，其单边功率谱在ds(t)=−AΩsinΩt=AΩ≤ΔV⋅f(0,f)内近似均匀分布mmaxmss(ΔV)2dtmaxW(f)≈nq3fs不

4、发生斜率过载的最大振幅•经截至频率fm的LPF，输出量化噪声功率为ΔV⋅fΔV⋅f2A=s=s(ΔV)⋅fmaxN=W(f)⋅f=mΩ2πfqonqma3fs2△M系统的量化信噪比△M系统的信号动态范围•输入调制信号•正弦调制信号的振幅为Ams(t)=AcosΩt=Acos2πftmaxmaxa•系统输出端SNR•输出功率222⎛⎞211⎛ΔV⋅f⎞2(ΔV)2⋅f2So=Am2=Amax2⋅⎛⎜Am⎞⎟⎟=Som⋅⎜Am⎟S=A2=⎜s⎟⎟=sNNN⎜AN⎜A⎟om2max2⎜2πf8π2f2qoqoqo⎝max⎠qo⎝max⎠⎝a⎠a•最大输出量化信噪

5、比•信号的动态范围S()ΔV2⋅f2()ΔV2⋅f3f3f3♦满足不过载条件的Amaxom=sm=s≈0.04sN8π2f23f8π2f2ff2f♦保证一定输出信噪比要求的Aminqoasamam△M系统的带宽增量调制与PCM系统性能比较•码元间隔s0Tb=Ts•采样率和带宽Nqo•量化信噪比PCM•最小信道带宽△M•频率响应111f==f=fc2T2b2s•误码率要求b•系统设备fbLecture9增量调制和时分复用增量总和调制(Δ-Σ)工作原理s(t)sl(t)e(t)PΔ∑(t)积分器减法器脉冲调制器•简单增量调制（DM/ΔM）se(t)PT(t)基

6、本原理积分器系统构成量化误差和过载失真s(t)再生积分器微分器LPF抗噪声性能fmet()=−stdtst()()•增量总和调制（Δ-Σ）∫e•时分复用(TDM)=stdt()−P()tdt∫∫Δ∑=−⎡⎤⎣⎦st()Ptdt()=Dtdt()∫∫Δ∑3增量总和调制(Δ-Σ)工作原理Δ-Σ过载特性•调制信号s(t)=AmcosΩt=Amcos2πfats(t)D(t)Δ(t)PΔ∑(t)s(t)减法器积分器脉冲调制器再生LPFf•积分后信号s(t)的幅度A=

7、H(f)

8、AmiimPT(t)•不过载幅度为11Δ⋅VfAA==⋅sΔ-Σ调制简化框图maxima

9、xH()ff12πa12+jπRCfa•e(t)>0时，调制器输出“1”码1Δ⋅Vf•e(t)≤0，输出“0”码≈⋅=sRCVfE⋅Δ⋅=12sπfa2πRCfaLecture9Δ-Σ系统抗噪声性能增量调制和时分复用•Δ-Σ输出量化信噪比3232So=9fs⋅⎛⎜Am⎞⎟⎟≈0.12fs⋅⎛⎜Am⎞⎟•简单增量调制（DM/ΔM）23⎜3⎜⎟Nqo8πfm⎝Amax⎠fm⎝Amax⎠基本原理•ΔM输出量化信噪比系统构成32量化误差和过载失真Sf⎛A⎞os⎜m≈0.04⋅⎟⎟Nf2f⎜A抗噪声性能qoam⎝max⎠•增量总和调制（Δ-Σ）•信号频率fa>fm/

10、3时，Δ-ΣSNR高于ΔM•时分复用(TDM)信号频率fa