通信原理第4章增量调制.pdf

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1、第4章增量调制第4章增量调制4.1简单增量调制4.2增量总和调制第4章增量调制4.1简单增量调制4.1.1增量调制的基本概念产生原因：PCM系统中，模拟信号f(t)→抽样值f(kTs)→2k个量化电平之一→k位二进制代码，码长一般为7位或8位。前提条件：fs>>Nyquist频率时，样值间关联度增加，可以仅用一位编码表示抽样值的趋势。第4章增量调制增量调制波形示意图x(t)x(t):阶梯波(蓝色)s称为量阶x0(t):积分器s输出(绿色)x(t):输入s信号(红色)ss0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11t12t13t{xk}01010111100000TS2TSt上升一个量

2、阶s编码为1,下降则编码为0,TS=ti+1-ti取样周期第4章增量调制增量调制的概念Δt：时间间隔；σ：增量原始模拟信号f(t)；时间间隔为Δt(Δt=1/fs)，幅度差为σ的阶梯波形f′(t)；若Δt和σ足够小，则f′(t)逼近f(t)；若对f′(t)进行高频滤波，则f′(t)→f(t)。第4章增量调制问题讨论:如何由f(t)f(t)?当f(iΔt)>f′(iΔt_)时，上升一个σ，发“1”码当f(iΔt)

3、编码,大致规律为：正斜率编"1"码负斜率编"0"码零斜率或斜率很小者编"0和1的交替码"第4章增量调制增量调制原理框图(t)Tf(t)e(t)P(t)o∑抽样判决＋R－Cf(′t)积分器(a)增量调制器(编码器)框图(b)RC积分器第4章增量调制组成部分的作用积分器用于获取f′(iΔt_)。由于该积分器又具有解码功能，因此又称为本地解码器（译码器）。比较电路（减法器）用于获取f(iΔt)-f′(iΔt_)抽样判决器（可采用双稳判决器）用于量化编码。生成双极性二进制码序列。第4章增量调制增量调制增量调制（DeltaModulation）：用一位二进制编码表示信号曲线向上或向下的变化

4、趋势，从而将模拟信号变为数字序列的方法（过程）。缩写为DM或ΔM调制;最早由法国人DeLoraine于1946年提出;主要在军事通信和卫星通信中广泛使用，有时也作为高速大规模集成电路中的A/D转换器使用;增量调制是预测编码中最简单的一种。第4章增量调制增量调制的主要特点增量调制是在PCM方式的基础上发展起来的.PCM是以8位编码表示模拟信号的取样值.而增量调制则是通过一位二进制编码表示相邻取样值相对大小的方法,从而将模拟信号转换成数字信号,故PCM是绝对编码,而增量调制为相对编码.增量调制比PCM的电路简单各自优缺点增量调制的性能比PCM要差:第4章增量调制增量调制过程示意图(t)T

5、(a)抽样脉冲0t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11t12t13t14ttf(t)f(′t)(b)样值信号s2t4t11t12t13t14tt0t3t5t6t7t8t9t10t第4章增量调制增量调制过程示意图P(t)o110101111110000t0t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11t12t13t14tf(′t)(d)积分器输出信号0t第4章增量调制4.1.3ΔM的解调原理解调：解码器(积分器)+低通滤波器对解码器(积分器)的要求：1.每次上升或下降的大小要一致，即正负斜率大小一样；2.应

6、具有“记忆”功能，即输入为连续“1”或“0”码时，输出能连续上升或下降。第4章增量调制增量调制译码(解调)示意图f(t)oP(t)f(′t)f(t)f(′t)oo积分器低通滤波0t(a)增量解调器(译码器)框图(b)各点波形从上可知，增量调制的编码和译码电路都非常简单。第4章增量调制4.1.4ΔM调制存在的问题一般量化噪声：增量调制的调制曲线和原始信号之间存在的误差，称为一般量化误差（一般量化噪声）。过载噪声：每个抽样间隔内只容许有一个量化电平的变化，当σ和Δt给定时，阶梯曲线（调制曲线）的最大上升和下降斜率是一个定值；当模拟信号的变化率太大，超过调制曲线的最大斜率时，则调制曲线跟不上原始信

7、号的变化，从而造成过载现象。产生斜率过载失真（或称为斜率过载噪声）。第4章增量调制一般量化噪声：f(t)f(t):阶梯波(蓝色)s称为量阶f0(t):积分器s输出(绿色)f(t):输入s信号(红色)ss0t1t2t3t4t5t6t7t8t9t10t11t12t13t第4章增量调制过载噪声：f(t),f0(t)f0(t)f(t)es跟不上时,两者之间误差e>s,产生过载量化误差0t第4章增量调制如何降低量化噪