目录

概述：

简单增量调制(∆M)原理：

编码器与解码器

简单△M的过载问题：

增量总和(∆-Σ)调制

数字压扩自适应增量调制：

不同编码调制方式的误码性能分析：

---

概述：

最简单的DPCM是增量调制，又称为ΔM。这时差值的量化级最简单，定为两级，也就是当差值为正时，输出“1”， 差值为负时，输出“0”，且每个差值只需1 bit。显然，为了减少量化失真必须增加取样率，使它远大于奈奎斯特取样率，即远大于2fm，其中fm为信源信号的上限频。译码时作相反变换，即规定一个增量值Δ，当收到“1” 时，在前一瞬间信号值上加上一个Δ值；收到“0”时，在前一瞬间信号值减去一个Δ值。

(1) 增量调制（∆M）：一种信源编码方式；

(2) ∆M 调制的特点：每次抽样只输出1bit反映输入信号波形变换 的编码信号，简单可靠；

(3) ∆M 调制编码的基本思想：用一阶梯波逼近一个连续信号；

(4) ∆M 调制利用高采样率保证采样数据的相关性足够高，使得 使用简单的预测器时也可获得较小的预测误差；

(5) ∆M 调制的特点是接收处理时不需要码字的帧同步；

(6) ∆M 调制的主要应用：军用通信系统。

简单增量调制(∆M)原理：

编码器与解码器

定义符号：

x(t):输入模拟信号；x(n): x(t)信号的抽样值；

xl (t):重建(本地译码)信号； xl (n):重建信号的样值；

d(t):差值信号；d(n):差值信号样值；

C(n):判决信号输出

简单△M编码器的工作原理：

简单△M的过载问题：

重建信号的最大变化率：

若输入信号变化率：

则重建信号可跟踪输入的变化。相应地接收端的重建信号可以恢复原信号的基本波形。

若输入信号的变化率：

则重建信号无法跟踪输入的变化，相应地在接收端也将产生严重的失真。这就是所谓的△M的过载问题

简单△M不发生过载的条件：

正弦波信号不过载和发生过载时的情形：

 ​​​​

过载时的重建信号(译码信号)将会出现严重的失真

无过载失真的最大跟踪斜率：

---

增量总和(∆-Σ)调制

(1) 简单增量调制的缺陷

临界过载条件： fs∆ = Amax ω 与信号频率ω 有关；信号频率越高，越容易产生过载

(2) 增量总和(∆-Σ)∆M 基本原理

编码时，对信号作“积分”变换：A(ω) －> A(ω)/jω

临界过载条件： （A(ω)/jω）ω －> A(ω)，

仅由信号幅度确定，与信号频率“无关”

解码时，对信号作相反的（“微分”）变换，恢复原信号

信号的幅度和频率是影响△M调制编码过载的主要因素。 △-∑调制改善简单△M调制的基本思想： 在编码前，先对信号做平滑的处理，抑制信号的突变成分，然后进行△M调制编码，由此可大大降低出现过载的可能性。

△-∑调制编码器和解码器：

对于△-∑调制编码器，临界不过载电压幅度与信号的频率f 无关， 而只取决于脉冲发生器产生脉冲的幅度E的大小

---

数字压扩自适应增量调制：

前面讨论的简单△调制和△-∑调制的量化阶距都是固定的，因此容易产生过载失真或无法兼顾量化噪声问题。

失真压控自适应△调制，借鉴了ADPCM的思想，使得量化阶距可根据输入信号的变化特性进行自动的调整。

数字压扩自适应△调制的原理如下图所示

 (1) 简单增量调制的缺陷

        ∆ 取值太小，容易产生过载失真；

        ∆ 取值太大，量化噪声增大

(2) 数字自适应压扩式 ∆M 基本原理

        自动跟踪输入信号的变化，当连“0”或连“1”数目变化时，动态调节∆的大小

连码检测电路：检测连“0”或连“1”数目，获取自适应改变∆的信息

平滑(积分)电路：将检测输出的数字信号平滑后控制∆调幅器

极性控制：决定脉冲的极性  “0” 对应负脉冲；  “1” 对应正脉冲

调幅器：动态确定∆的幅度大小

判决器与积分器：作用与普通的∆M中的相应部件功能相同

---

不同编码调制方式的误码性能分析：

结论：对比线性PCM编码，采用△M编码时，虽然其量化噪声的性能略低于线性PCM，但误码对系统劣化的影响将大大降低，从这个意义上说，△M编码具有更好的抗误码性能