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△M增量调制通信系统设计说明书1.1增量调制的基本概念增量调制就是一个传输相邻两个取样瞬间差值信息的一比特编码系统，可用来将模拟话音信号波形转变成二进制比特序列的数字信号的一种调制方法。增量调制技术是在脉冲编码调制技术接近成熟的基础上，作为模拟信号数字化的另一种调制方式而提出来的。这种调制方式为模拟信号变成二进制数码提供了一种简单的编译技术。增量调制或称增量编码,是将连续变化的模拟信号变成二进制数码的一种调制方法,它是用一位二进制数码来表示信号在此时刻的值相对于前一个取样时刻的值是增大还是减小。增大发“1”码,减小发“0”码。在增量调制中，数码“1”和“0”只表示信号相对于前一时刻是增大还是减小,不代表信号的绝对值。接收端译码每收到一个“1”码,译码器的输出相对于前一时刻的值上升一个量阶,每收到一个“0”码,相对于前一时刻的值下降一个量阶。当收到连“1”码时,表示每隔一个取样时间,连续上升一个量阶,即表示信号的建续增长。收到连“0” 码时,表示每隔一个取样时间,连续下降一个量阶,即表示信号的连续下降。这就是增量编码和译码的规则。增量调制(DM)可以看成是一种最简单的DPCM。当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2时，DPCM系统就成为增量调制系统。如图3-1所示，在模拟信号m(t)的曲线附近，有一条阶梯状的变化曲线m′(t),m′(t)与m(t)的形状相似。显然，只要阶梯“台阶”σ和时间间隔Ts(Δt)足够小，则m′(t)与m(t)的相似程度就会提高。对m′(t)进行滤波处理，去掉高频波动，所得到的曲线将会很好地与原曲线重合，这意味着m′(t)可以携带m(t)的全部信息。因此，m′(t)可以看成是用一个给定的“台阶”σ对m(t)进行抽样与量化后的曲线。我们把“台阶”的高度σ称为增量，用“1”表示正增量，代表向上增加一个σ；用“0”表示负增量，代表向下减少一个σ。则这种阶梯状曲线就可用一个“0”、“1”数字序列来表示，也就是说，对m′(t)的编码只用一位二进制码即可。此时的二进制码序列不是代表某一时刻的抽样值，每一位码值反映的是曲线向上或向下的变化趋势。这种只用一位二进制编码将模拟信号变为数字序列的方法（过程）就称为增量调制（Delta Modulation），缩写为DM或ΔM调制。增量调制最早由法国人De Loraine于1946年提出，目的是简化模拟信号的数字化方法。其主要特点是：(1) 在比特率较低的场合，量化信噪比高于PCM。(2) 抗误码性能好。能工作在误比特率为102～103的信道中，而PCM则要求信道的误比特率为104～106。(3) 设备简单、制造容易。图1-1 增量调制波形示意图它与PCM的本质区别是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向。1.2 ΔM的调制原理分析一下图1-1，比较在每个抽样时刻t处的m(t)和m’(t)的值可以发现,当m(iΔt)m’(iΔt)时，上升一个σ，发“1”码；当m(iΔt)m’(iΔt)时，下降一个σ，发“0”码。m’(iΔt)是第i个抽样时刻前一瞬间的量化值。根据上述分析，我们给出增量调制器框图如图1-2所示。m’(iΔt)可以由编码输出的二进制序列反馈到一个理想的积分器以后得到。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）。m(iΔt)和m’(iΔt)的差值，可以用一个比较电路（减法器）来完成。量化编码可以用一个双稳判决器来执行，并生成双极性二进制码序列。具体调制过程描述如下：设m’(0-)=0（即t=0时刻前一瞬间的量化值为零），因此有t=0时，e(0)=m(0)-m’(0-)0，则Po(0)=1;t=Δt时，e(Δt)=m(Δt)-m’(Δt_)0，则Po(Δt)=1;t=2Δt时，e(2Δt)=m(2Δt)-m’(2Δt_)0，则Po(2Δt)=0;t=3Δt时，e(3Δt)=m(3Δt)-m’(3Δt_)0，则Po(3Δt)=1;t=4Δt时，e(4Δt)=m(4Δt)-m’(4Δt_)0，则Po(4Δt)=0;t=5Δt时，e(5Δt)=m(5Δt)-m’(5Δt_)0，则Po(5Δt)=1;t=6Δt时，e(6Δt)=m(6Δt)-m’(6Δt_)0，则Po(6Δt)=1;图1-2 增量调制器（编码器）框图1.3 ΔM的解调原理为了完成整个通信过程，发送端调制出的信号必须在接收端通过解调恢复出原始模拟信号。ΔM信号的解调比较简单，如图3-3所示，用一个和本地解码器一样的积分器即可。在接收端和发送端的积分器一般都是一个RC积分器。解调过程就是积分过程。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σ；而当输入“0”码时，积分器输出电压就下降一个量化台阶σ。图1-3