增量-辽宁资源共享课.PPT

Assignment#/Filename/Authors (Change via View, Header and Footer) 编码的基本思想 译码的基本思想 △M的过载特性 增量调制系统的抗噪声性能 PCM与ΔM系统性能的比较 增量调制系统的LabVIEW仿真 增量调制--简称ΔM或DM (Delta Modulation) X * 辽宁省精品资源共享课电子教案 communication principles 电子教案制作: 沈阳理工大学 信息科学与工程学院 李 环 lihuan9999@yeah.net QQ:1716448649 主要参考教材： 1.通信原理（第六版），作者：樊昌信 曹丽娜 国防工业出版社 2.通信系统仿真设计与应用，作者：李环 任波 华宇宁 电子工业出版社　　　　　　　　　　　　　　 第 八 章 模 拟 信 号 的 数 字 传 输 8.1 概述 8.2 抽样定理及脉冲振幅调制PAM 8.3 模拟信号的量化 8.4 脉冲编码调制PCM 8.5 差分脉冲编码调制DPCM 8.6 增量调制△M 8.7 时分多路复用 8.6 模拟信号的数字传输--增量调制△M 是用一位二进制码来表示相邻样值的差值。从而反映出抽样时刻波形的变化趋势。 是DPCM的一个重要特例。 DPCM用N位二进制码元的来表示相邻样值的差值），N=1时的DPCM就是ΔM； ΔM的目的在于简化语音编码方法。 编码的基本思想 一个语音信号，如果抽样速率很高（远大于奈奎斯特速率），抽样间隔很小，那么相邻样点之间的幅度变化不大，相邻抽样值的相对大小（差值），又称“增量”，其值为正或负，可用一位二进制码表示，反映模拟信号变化的趋势。 增量编码波形示意图 “1”码, m’(t)上升一个量化台阶σ m’(t)被二进制序列表征 实现了模/数转换。 “0”码, m’(t)下降一个量化台阶σ 或用斜变波来逼近曲线 收到“1”码: 积分器上升一个△E（ △E=σ） 译码的基本思想 收到“0”码: 积分器下降一个△E（ △E=σ） 积分器 简单ΔM系统方框图 本地译码器作用是根据p0(t) 形成预测信号m ‘(t) △M的过载特性 1、量化噪声 DM系统存在两种噪声 一般量化噪声 过载量化噪声（斜率过载失真） (b) 过载量化误差 一般量化误差 过载产生的原因： m(t)变化过快，σ过小，阶梯波m(t)跟不上m(t)的变化，造成失真 2、最大跟踪斜率 为了不发生过载，必须增大σ和fs。 σ↑，一般量化误差也大。 fs ↑，一般量化误差和过载噪声都减小，但抽样点数增多，有效性下降。 因此，ΔM系统中的抽样速率要比PCM系统中的抽样速率高的多（通常两倍）。 3、无过载条件 4、起始编码电平 若信号振幅太小，小于量阶σ/2，则ΔM 无法识别信号大小，输出010101……“0”、“1”交替序列。 信号振幅太小而使增量调制器不能正常编码， 不希望发生上述现象，这实际上是对输入信号的一个限制，即： 斜率 无过载条件 最大允许编码电平 例如：设输入模拟信号为 当信号斜率一定时，允许的信号幅度随信号频率fk的增加而减小，这将导致语音高频段的量化信噪比下降。 这是简单增量调制不能实用的原因之一。 表明:要想正常编码，信号的幅度将受到限制 。 Amin ≤ 起始编码电平 ≤ Amax 要求: [8.6-1] 信号m(t)=Msin2πf0t 进行简单的增量调制，若台阶σ和抽样频率选择的既保证不过载，又保证不致因信号振幅太小而使增量调制器不能正常编码，试证明此时要求 fs πf0 (1)斜率 (2)起始电平 结论： 信号m(t)=Msin2πf0t 采样率 奈奎斯特速率=2f0 在ΔM系统中同样存在两类噪声: 量化噪声 过载噪声 一般量化噪声 由于在实际应用中都是防止工作到过载区域，因此仅考虑一般量化噪声。 信道加性噪声。 由于这两类噪声是互不相关的，可以分别讨论。 增量调制系统的抗噪声性能 量化信噪比与抽样速率fs成立方关系,即fs提高,量化信噪比提高 。 量化信噪比与信号频率fk的平方成反比,即fk提高,量化信噪比下降 。 在不过载的情况下，系统最大的量化信噪比为 PCM与ΔM系统性能的比较 1.PCM与ΔM系统的异同点 PCM和ΔM都是模拟信号数字化编码的基本方法。统称为脉冲编码。 ΔM实际上是DPCM的一种特例，所以有时把DPCM和ΔM统称为差分脉冲编码。 但应注意，PCM是对样值本身编码，ΔM是对相邻样值的差值的极性（符号）进行二电平编码。这是ΔM与PCM的本质区别 。 在保证不发生过载，达到与PCM系统相同