通信原理第4章课件

1、第4章 增量调制（Delta Modulation）内容n4.1 简单增量调制 n4.2 增量总和调制第四章 增量调制内容n4.1 简单增量调制 n4.2 增量总和调制第四章 增量调制4.1.1 增量调制的基本概念 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n在PCM系统中，码组长度越长，码组个数就越多，可表示的状态就越多，量化级数就可以增加，量化间隔随之减小，量化噪声也随之减小。 n但是，但码组长度越长，对电路的精度要求也越高，同时，要求码元速率（波特率）越高，从而要求信道带宽越宽。矛盾矛盾4.1.1 增量调制的基本概念 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n对于一个语音信号，如果抽样速率很高，抽

2、样间隔很小，那么相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值，又称“增量” ）同样能反映模拟信号的变化规律。n 若将这些差值编码传输， 同样可传输模拟信号所含的信息。这种用差值编码进行通信的方式，就称为“增量调制”（Delta Modulation），缩写为DM或M。4.1.1 增量调制的基本概念 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n增量调制：只用一位二进制编码将模拟信号变为数字序列的方法n与PCM的本质区别：只用一位二进制码进行编码，但这一位码不表示信号抽样值的大小，而是表示抽样时刻信号曲线的变化趋势。4.1.1 增量调制的基本概念 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n增量

3、调制的特点：在比特率较低的场合，量化信噪比高于PCM。抗误码性能好。设备简单、制造容易。4.1.1 增量调制的基本概念 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n当 时，上升一个，发“1”码；n当 时，下降一个，发“0”码。4.1.2 增量调制的的调制原理 第四章 增量调制第1节 简单增量调制_f i tfi t_f i tf i t 4.1.2 增量调制的的调制原理 n所以，增量调制器（编码器）框图：n其中， 可以由编码输出的二进制序列反馈到一个理想的积分器后得到：)(tf 第四章 增量调制第1节 简单增量调制f (t)抽样 判决积分器f (t)T(t)e(t)Po(t)RC(a) 增量调制器(

4、编码器)框图(b ) RC 积分器4.1.2 增量调制的的调制原理 第四章 增量调制第1节 简单增量调制n用一个和编码器一样的积分器即可。n在接收端和发送端的积分器一般都是一个RC积分器。n当积分器输入“1”码时，积分器输出产生一个正斜变的电压并上升一个量化台阶；而当输入“0”码时，积分器输出电压就下降一个量化台阶。4.1.3 增量调制的解调原理 第四章 增量调制第1节 简单增量调制4.1.3 增量调制的的解调原理 第四章 增量调制第1节 简单增量调制4.1.3 增量调制的的解调原理 第四章 增量调制第1节 简单增量调制带极性变换电路的带极性变换电路的M系统框图系统框图n问题：1. 一般量化噪

5、声；2. 过载噪声。两者可统一称为量化噪声。4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调制n过载现象：当原始模拟信号的变化率超过调制曲线的最大斜率，则调制曲线跟不上原始信号的变化。n过载噪声：由过载现象产生的波形失真或者信号误差。 n一般量化误差：增量调制利用调制曲线和原始信号的差值进行编码，因此在调制曲线和原始信号之间存在的误差称一般量化噪声。4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调制n量化噪声的两种形式：4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调制4.1.4 增量调制存在的问题n定义阶梯波一个台阶的斜率为最大跟踪斜率：n过载

6、条件：信号斜率大于跟踪斜率，此时出现过载现象；n临界条件：信号斜率等于跟踪斜率；n不过载条件：信号斜率小于跟踪斜率。第四章 增量调制第1节 简单增量调制sKftmax)(dttdffsn增大量化台阶（增量）可以提高阶梯波形的最大跟踪斜率，就可以减小过载噪声；n降低可以减少一般量化噪声。n但是，增大抽样频率既能减小过载噪声，又可降低一般量化噪声。4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调制矛盾矛盾n实际应用中，M系统的抽样频率要比PCM系统高得多（一般在两倍以上）；n对于话音信号典型值为16kHz和32kHz。4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调

7、制当模拟信号为交流信号，而信号峰-峰值小于时，增量调制器将输出“0”、“1”交替的数字序列。当信号峰值大于/2时，调制器才输出随交流信号的变化而变化的数字序列。n/2称为增量调制器的起始编码电平。4.1.4 增量调制存在的问题第四章 增量调制第1节 简单增量调制P86例4-1tAtf0sin)(02sfA 对于输入信号对于输入信号编码器能够正常工作的信号振幅范围是编码器能够正常工作的信号振幅范围是内容n4.1 简单增量调制 n4.2 增量总和调制第四章 增量调制n对于一个实际的简单增量调制系统，抽样频率和增量值的改变总是有限的，也就是说，系统对两种量化噪声性能的改善是有限的。n因此，简单增量调

8、制系统对于直流、频率较低的信号或频率很高的信号均会造成较大的量化噪声从而丢失不少信息。4.2 增量总和调制(-)第四章 增量调制第2节 增量总和调制n增量总和调制的基本思想：对输入的模拟信号先进行一次积分处理，改变信号的变化性质，降低信号高频分量的幅度（从而使信号更适合于增量调制），然后再进行简单增量调制。过程就像先对信号求和（积分），后进行增量调制一样。4.2.1 -的调制原理第四章 增量调制第2节 增量总和调制n增量总和调制器和解调器：4.2.1 -的调制原理第四章 增量调制第2节 增量总和调制4.2.1 -的调制原理第四章 增量调制第2节 增量总和调制n比较：n一个低通滤波器。n增量调制就是“微分”调制，M信号携带输入信号的微分信息。因此，在接收端对其进行积分，自然能够解调出原始信号。 n而在增量总和调制中，由于先对输入信号进行了“积分”处理，然后才进行“微分”调制，因此“积分”与“微分”的作用相互抵消，其输出脉冲已经反映了输入信号的幅度信息。4.2.2 -的解调原理第四章 增量调制第2节 增量总和调制nPCM系统：多路信号统一编码，编码设备复杂，但话音质量好，一般用于大容量的干线