1第4章增量調(diào)制24.1簡(jiǎn)單增量調(diào)制4.2增量總和調(diào)制主要內(nèi)容第4章增量調(diào)制34.1簡(jiǎn)單增量調(diào)制

增量調(diào)制（DeltaModulation）：只用一位二進(jìn)制編碼將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字序列的方法（過(guò)程），縮寫為DM或ΔM調(diào)制。其主要特點(diǎn)是：

(1)在比特率較低的場(chǎng)合，量化信噪比高于PCM。

(2)抗誤碼性能好。能工作在誤比特率為102～103的信道中，而PCM則要求信道的誤比特率為104～106。

(3)設(shè)備簡(jiǎn)單、制造容易。它與PCM的本質(zhì)區(qū)別是只用一位二進(jìn)制碼進(jìn)行編碼，但這一位碼不表示信號(hào)抽樣值的大小，而是表示抽樣時(shí)刻信號(hào)曲線的變化趨向。第4章增量調(diào)制4第4章增量調(diào)制5第4章增量調(diào)制6具體調(diào)制過(guò)程描述如下：設(shè)=0（即t=0時(shí)刻前一瞬間的量化值為零），因此有t=0時(shí)，e(0)=>0，則Po(0)=1t=Δt時(shí)，e(Δt)=>0，則Po(Δt)=1t=2Δt時(shí)，e(2Δt)=<0，則Po(2Δt)=0;t=3Δt時(shí)，e(3Δt)=>0，則Po(3Δt)=1;t=4Δt時(shí)，e(4Δt)=<0，則Po(4Δt)=0;t=5Δt時(shí)，e(5Δt)=>0，則Po(5Δt)=1;t=6Δt時(shí)，e(6Δt)=>0，則Po(6Δt)=1;以此類推，即可得到如圖4-3所示的波形。第4章增量調(diào)制7第4章增量調(diào)制8用一個(gè)和本地解碼器一樣的積分器，當(dāng)積分器輸入“1”碼時(shí)，積分器輸出產(chǎn)生一個(gè)正斜變的電壓并上升一個(gè)量化臺(tái)階；而當(dāng)輸入“0”碼時(shí)，積分器輸出電壓就下降一個(gè)量化臺(tái)階。ΔM的解調(diào)原理第4章增量調(diào)制9第4章增量調(diào)制10為了保證解調(diào)質(zhì)量，對(duì)解碼器有兩個(gè)要求：（1）每次上升或下降的大小要一致，即正負(fù)斜率大小一樣。（2）解碼器應(yīng)具有“記憶”功能，即輸入為連續(xù)“1”或“0”碼時(shí)，輸出能連續(xù)上升或下降。對(duì)積分器的輸出信號(hào)進(jìn)行低通濾波，濾除波形中的高頻成分，即可得到與原始模擬信號(hào)十分近似的解調(diào)信號(hào)，如圖4-4所示。第4章增量調(diào)制11ΔM兩的個(gè)不足：1.一般量化噪聲問(wèn)題；2.過(guò)載噪聲問(wèn)題。兩者可統(tǒng)一稱為量化噪聲。ΔM調(diào)制存在的問(wèn)題第4章增量調(diào)制12

過(guò)載現(xiàn)象：當(dāng)原始模擬信號(hào)的變化率超過(guò)調(diào)制曲線的最大斜率，則調(diào)制曲線就跟不上原始信號(hào)的變化，從而造成的誤差。

過(guò)載噪聲：由過(guò)載現(xiàn)象產(chǎn)生的波形失真或者信號(hào)誤差。

一般量化誤差：由于增量調(diào)制是利用調(diào)制曲線和原始信號(hào)的差值進(jìn)行編碼，也就是利用增量進(jìn)行量化，因此在調(diào)制曲線和原始信號(hào)之間存在誤差，也稱一般量化噪聲。第4章增量調(diào)制13第4章增量調(diào)制14

最大跟蹤斜率：

σ對(duì)ΔM調(diào)制的影響：增大量化臺(tái)階（增量）σ可以提高階梯波形的最大跟蹤斜率，就可以減小過(guò)載噪聲，但可以增大一般量化噪聲；反之，可以增大過(guò)載噪聲，但可以減少一般量化噪聲。但增大抽樣頻率（即減小抽樣時(shí)間間隔Δt），既能減小過(guò)載噪聲，又可降低一般量化噪聲。第4章增量調(diào)制(4.1-1)15【例題4-1】已知一個(gè)話音信號(hào)的最高頻率分量=3.4kHz，幅度為A=1V。若抽樣頻率=32kHz，求增量調(diào)制臺(tái)階σ=？解首先要找出話音信號(hào)的最大斜率。若信號(hào)為單頻正弦型信號(hào)f(t)=Asinωt，則其斜率就是它的導(dǎo)數(shù)，

，最大斜率為K=Aω。把話音信號(hào)的最高頻率分量看成是一個(gè)正弦型信號(hào)，由式（4-1）可知當(dāng)時(shí)，系統(tǒng)不過(guò)載。所以增量調(diào)制臺(tái)階為0.668V。第4章增量調(diào)制16如果模擬信號(hào)為交流信號(hào)，且信號(hào)峰-峰值小于σ時(shí)，增量調(diào)制器的輸出將不隨信號(hào)的變化而變化，只輸出“1”和“0”交替出現(xiàn)的數(shù)字序列。只有當(dāng)信號(hào)峰值大于σ/2時(shí)，調(diào)制器才輸出隨交流信號(hào)的變化而變化的數(shù)字序列,因此，把σ/2電平稱為增量調(diào)制器的起始編碼電平。第4章增量調(diào)制17增量總和調(diào)制的基本思想：對(duì)輸入的模擬信號(hào)先進(jìn)行一次積分處理，改變信號(hào)的變化性質(zhì)，降低信號(hào)高頻分量的幅度（從而使信號(hào)更適合于增量調(diào)制），然后再進(jìn)行簡(jiǎn)單增量調(diào)制。其過(guò)程就像先對(duì)信號(hào)求和（積分），后進(jìn)行增量調(diào)制一樣，所以稱為增量總和調(diào)制。4.2增量總和調(diào)制增量總和調(diào)制原理第4章增量調(diào)制18第4章增量調(diào)制19按前面介紹的增量總和調(diào)制原理，應(yīng)該先對(duì)信號(hào)積分，然后再進(jìn)行簡(jiǎn)單增量調(diào)制，而圖中的積分器怎么會(huì)放在比較器之后，而且還少了一個(gè)反饋用的積分器？這是因?yàn)槲覀兝昧艘粋€(gè)積分的性質(zhì)：兩個(gè)積分信號(hào)的代數(shù)和等于兩個(gè)信號(hào)代數(shù)和的積分，即這樣可以節(jié)省一個(gè)積分器，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。增量總和調(diào)制系統(tǒng)適合于傳輸具有近似平坦功率譜的信號(hào)，比如經(jīng)過(guò)預(yù)加重的電話信號(hào)。第4章增量調(diào)制20增量總和調(diào)制的解調(diào)非常簡(jiǎn)單，只用一個(gè)低通濾波器即可。我們知道，增量調(diào)制其實(shí)也可以叫做“微分”調(diào)制，因?yàn)椤霸隽俊北旧砭陀小拔⒎帧敝猓覍?duì)信號(hào)以Δt進(jìn)行抽樣，再以σ量化的處理過(guò)程本身就與數(shù)學(xué)中的微分相似。所以，ΔM信號(hào)可以認(rèn)為攜帶輸入信號(hào)的微分信息。因此，在接收端對(duì)其進(jìn)行積分，自然能夠解調(diào)出原始信號(hào)。增量總和調(diào)制的解調(diào)原理第4章增量調(diào)制21第4章增量調(diào)制22如何理解簡(jiǎn)單增量調(diào)制和增量總和調(diào)制的區(qū)別從原理上看，增量調(diào)制相當(dāng)于把原始信號(hào)（調(diào)制信號(hào)）進(jìn)行微分，其結(jié)果是輸出調(diào)制信號(hào)的微分信息，因此，對(duì)增量調(diào)制的解調(diào)就是用積分器還原調(diào)制信號(hào)。而增量總和調(diào)制是對(duì)調(diào)制信號(hào)先進(jìn)行積分處理，然后再進(jìn)行增量調(diào)制，由于增量調(diào)制相當(dāng)于“微分”，增量總和調(diào)制的輸出就不再是調(diào)制信號(hào)的“微分”，而是調(diào)制信號(hào)的幅度信息，因此，增量總和調(diào)制的解調(diào)就不用對(duì)已調(diào)信號(hào)進(jìn)行積分，直接用個(gè)低通濾波器“圓滑”曲線即可。由此可見，增量調(diào)制