對類比信號採樣,並用每個樣值與它的預測值的差值對週期脈衝序列進行調製,簡稱ΔM或DM。已調脈衝序列以脈衝的有、無來表徵差值的正負號,也就是差值隻編成一位元二進位碼。

  增量調製的基本原理是於1946年提出的,它是一種最簡單的差值脈衝編碼。早期的語言增量調製編碼器是由分立元件組成的。隨著模擬積體電路技術的發展,70年代末出現瞭音節壓擴增量調製集成單片,80年代出現瞭暫態壓擴集成單片,單片內包括瞭開關電容濾波器與開關電容積分器,,集成度不斷提高,使增量調制的編碼器的體積減小,功耗降低。

  工作原理 簡單增量調制(DM)的原理如圖所示。圖中:x(n)表示模擬信號的第n個采樣值;漕(n)表示x(n)的預測值;X̂(n)表示第n個樣值的近似值,漕(n)=X̂(n-1);d(n)表示樣值x(n)與它的預測值漕(n)的差值,d(n)=x(n)-漕(n);麺(n)表示量化器輸出值,若差值d(n)為正,則麺(n)=Δ,Δ稱為量階;若d(n)為負,則麺(n)=-Δ。

  增量調制系統發信端數碼形成規則是:若量化器輸出麺(n)=Δ,則數碼c(n)=1,亦稱為“1”碼;反之麺(n)=-Δ,則數碼c(n)=0,亦稱為“0”碼。在收信端,從數碼解出量階􀀥(n),其解碼規則是:接收到“1“碼,c′(n)=1,給出量階􀀥′ (n)=Δ;接收到“0”碼,c′(n)=0,給出量階􀀥(n)=-Δ。輸出信號樣值􀌅′(n)=麺(n)+􀀥' (n-1)。若傳輸信道無誤碼即c(n)=c′(n),則收信端􀌅′(n)和發信端X̂(n)相同,經采樣保持電路和低通濾波器後即恢復原模擬信號。實際電路中,可用積分器來實現相加器和延遲單元的功能;可用量階發生器和極性開關來組成量化器;而采樣、數碼形成部分可由移位寄存器來組成。

  分類 早期的簡單增量調制的缺點是動態范圍很窄,不能滿足實用電話系統的要求,因此,出現瞭許多不同種類的增量調制的改進形式。其中應用較廣泛的一類是自適應增量調制,它的特點是量化器的量階能自動跟隨信號幅度的變化,從而擴大瞭動態范圍。如果量階大小是由直接檢測輸出數碼中的平均斜率信息(在音節10毫秒內的平均值)來控制的,就稱為數字檢測音節壓擴增量調制;如果量階的控制取決於相鄰二個數碼,則稱為瞬時壓擴增量調制;如果在大信號段采用音節壓擴,而在小信號段采用瞬時壓擴,則稱為混合壓擴增量調制;如果量階控制信息直接由輸入模擬信號中提取,則稱為連續增量調制;如果把模擬信號經過積分後再進行增量調制,則稱為總和增量調制,簡稱Δ-∑調制;如果積分電路是由二節積分器串聯組成的,則稱為雙積分增量調制。

  特點 增量調制與脈碼調制(PCM)相比,具有以下三個特點:①電路簡單,而脈碼調制編碼器需要較多邏輯電路;②數據率低於40千比特/秒時,話音質量比脈碼調制的好,增量調制一般采用的數據率為32千比特/秒或16千比特/秒;③抗信道誤碼性能好,能工作於誤碼率為10-3的信道,而脈碼調制要求信道誤碼率低於10-510-6。因此,增量調制適用於軍事通信、散射通信和農村電話網等中等質量的通信系統。增量調制技術還可應用於圖像信號的數字化處理。

  

參考書目

 清華大學通信教研組編著:《增量調制數字電話終端機》,人民郵電出版社,北京,1977。

 J.C.Bellamy,Digital Telephony,John Wiley & Sons,New York,1982.