第7章模拟信号的数字传输2

《第7章模拟信号的数字传输2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、7.6增量调制（DM，ΔM）•增量调制(DeltaModulation)是指将信号瞬时值与前一个采样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，不对差值的大小编码。因此，量化后的编码为1bit，如果差值是正的，就发“1”码，若差值是负的就发“0”码。•在接收端，每收到一个“1”码，译码器相对于前一时刻的值就上升一个量阶；每收到一个“0”码，译码器相对于前一时刻的值就下降一个量阶。•ΔM是PCM的改进方式，PCM的编译码比较复杂，且同步要求严格；而ΔM编译码简单，单路不需要同步，在军用无线通信得到普遍应

2、用。•ΔM特点是产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的增加或减少，而不是抽样值本身，即表示抽样时刻抽样值的变化趋势。ΔM原理波形示意图：ΔM原理波形示意图：相邻抽样值的相对变化能够反映模拟信号的变化规律，故可以用一位二进制码表示模拟信号。t等分为许多Δt，模拟信号m(t)的幅度等分为许多σ，则用m´(t)逼近m(t)。当Δt和σ足够小时，则m´(t)接近m(t)。ΔM编译码原理图一：二电平量化器进行差值极性判决（比较器）。m(t)mekqkeok抽样+二电平量化-+m'^mk时延Tkse'ok^m'k^m(t

3、)+低通滤波时延TsΔM编译码原理图二：用积分器替代时延器和加法器，则系统非常简单。积分器译码工作原理：积分器的作用是接收端只要收到一个“1”码，则输出上升一个σ值；收到一个“0”码，则输出下降一个σ值，能够近似得到阶梯波形m´(t)，逼近m(t)。通过低通滤波器滤除高次谐波，得到原始模拟信号m(t)。编码器工作原理：•将模拟信号m(t)与本地译码器输出的阶梯波形m´(t)进行比较，即先进行相减，然后在抽样脉冲作用下将相减结果进行极性判决，从而产生ΔM信号。如果在给定抽样时刻ti有m(t)︱t=ti--m´(t)︱

4、t=ti->0则判决器输出“1”码；如有m(t)︱t=ti--m´(t)︱t=ti-<0则发“0”码。其中ti-是ti时刻的前一瞬间。•编码器由比较器、定时抽样判决器、本地译码器（积分器）三个主要部分组成。ΔM的量化噪声：•在ΔM中量化误差产生的噪声可分为一般量化噪声（颗粒噪声）和斜率过载（量化）噪声。前者是由电平的量化产生的，而后者是由于当输入信号的斜率较大，台阶σ值是固定的，调制器跟踪不及时而产生的。•过载量化噪声产生的量化误差较大，应尽量避免。ΔM量化噪声示意图：(a)一般量化噪声(b)过载量化噪声nq(t)

5、=m(t)-m´(t)统称为量化噪声。ΔM的采样频率：为了避免斜率过载，必须要求：（Ts为抽样间隔）

6、df(t)/dt

7、max≤σ/Δt=σfs=σ/Ts•由于σ不能太大，否则一般量化噪声会增大，只能使抽样频率fs适当大一些，但fs太大会使信号带宽增大。一般地，为了不致发生过载现象，ΔM的采样频率要比PCM的采样频率高得多（两倍以上）。•过载量化噪声在实际应用中是可以防止的。•当输入信号为正弦信号，即m(t)=Asinωt此时，不发生斜率过载的条件为fs≥(A/σ)ωΔM系统的抗噪声性能（量化噪声）：•在实际应用中

8、，过载量化噪声是可以防止的，仅考虑一般量化噪声和误码引起的误码噪声。•量化噪声功率Nq：假设量化噪声nq(t)=m(t)-m´(t)在区间[-σ,σ]内均匀分布，且无过载现象。其概率密度函数为1/(2σ)，则Nq=σ2fm/(3fs)其中fm为LPF截止频率。•最大信号功率So：假设信号m(t)=Asinωt，∴不过载且信号最大时，Amax=σfs/ω，So=A2max/2=σ2f2s/(8π2f2)•不过载条件下的最大量化信噪比为So/Nq

9、max=3f3s/(8π2f2fm)≈0.04f3s/(f2fm)∴提高

10、抽样频率fs能够明显改善ΔM系统的抗噪声性能。ΔM系统的抗噪声性能（误码噪声）：•误码噪声功率Ne：假设积分器是理想的，则Ne≈2σ2Pefs/(π2fm)其中fm为LPF截止频率，Pe为误码率。•最大信号功率So：So=A2max/2=σ2f2s/(8π2f2)•误码信噪比为S/N≈ff/(16Pf2)oemsefs一般在32kHz以上，对于语音信号fm为3.4kHz，语音信号的主要能量集中在频段f的800~1000Hz范围。则So/Nq≈437（26dB）,So/Ne≈0.6/Pe。•ΔM系统要求的最小信道带宽

11、为BΔM=fs/2，一般取BΔM=fs。ΔM系统与PCM系统抗噪声性能比较：•量化信噪比的比较：对ΔM系统，码元速率RB=fs；对PCM系统，码元速率RB=kfs，k为码位数。当两者码元速率相等时，k>5则PCM系统的量化信噪比高于ΔM系统。•误码信噪比的比较：当两者码元速率相等时，ΔM系统的误码信噪比高于PCM系统，随着RB↑，ΔM系统的误码信噪比大大高于