增量调制M的设计与分析

1、增量调制（M）的设计与分析组员： 1.增量调制简介增量调制简称M或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM后出现后的又一种模拟信号数字化的方法。其目的在于简化语音编码方法。 M用一位编码来表示相邻样值的相对大小，从而反映抽样时刻波形的变化趋势，而与样本值无关，故与其他调制方法相比相对较简单，且成本较低。2.增量调制原理（1）.编码我们知道，一位二进制码只能代表两种状态，当然就不可能表示模拟信号的抽样值。可是，用一位码却可以表示相邻抽样值的相对大小，而相邻抽样值的相对变化将能同样反映模拟信号的变化规律。因此，采用一位二进制码去描述模拟信号是完全可能的。  图1 增量编码示意图图

2、2 信号编码为了更能说明概念，我们结合图1解释。图1中一个连续变化的模拟信号用一个阶梯波表示。设每个阶梯的时间间隔为t，当t很小时，阶梯波就会无限逼近原来的模拟信号波形，我们将t称为抽样间隔。在抽样间隔t无限接近于0时，我们就可以用它来表示原始信号。在增量调制中，我们用1表示函数上升，用0表示下降，于是上图信号的编码如图2所示。增量调制器的编码器部分一般由加法器，抽样判决器和积分器组成，如图所示：图3 增量调制器编码器部分(2).译码和编码相对应，译码时，译码器收到1码时上升一个量阶，收到0码时下降一个量阶，这样就把二进制代码经过译码后变为图1中的阶梯波。增量调制译码器部分框图如下：图4 增量

3、调制译码器部分3.设计与仿真（1）仿真电路图图5 仿真电路本次设计在一个电路图中同时采用了两种方式实现信号的调制与解调。电路中，与示波器scope1相连的电路（即电路图上半部分）为采用simulink基本模块实现的调制解调电路。与示波器scope2相连的电路（电路图下半部分）为采用DPCM解编码模块实现的电路。在输入波形上采用了两个正弦波发生器分别产生两个不同波形进行叠加，这样的波形更具一般性。输入波形如下：图6 输入信号（2）模块设置在增量调制部分，Relay模块作为量化器使用，其上下限阀值均设置为0，输出值分别设置为0.4和-0.4；Relay2作为编码器使用，上下限阀值亦均设为0，输出值

4、设置为1和0；解码端Relay3模块作为解码器使用，上下限阀值均设为0.5，输出值分别为0.4和-0.4；单位延时器Unit Delay作为预测滤波器，初始状态均设置为零。 使用DPCM编解码模块进行等价实现时，DPCM编码模块的设置是，预测器分子系数为0,1，分母系数是1，量化分割值为0，码书为-0.4,0.4，解码器与编码器设置相同。仿真时间设置为0.02s，即仿真前20个采样点。设置后DPCM encoder和DPCM decoder的参数如图所示：图7 DPCM encoder设置图8 DPCM decoder设置（3）仿真点击start后，打开示波器窗口，观察两个示波器的波形如下：图9 scope1波形图10 scope2波形（4）分析总结 仿真图中scope1为采用simulink基本模块实现的编解码波形图，scope2为采用DPCM 编解码模块实现的编解码波形图。各图中上半部分的波形为解码结果与输入信号的对比图，下半部分为编码图形。由仿真图可以看出，两种实现方式解码出的波形与