调制及其方框图

当信号在长距离传输信号时,它们会受到噪声和干扰的影响。有几种方法用于在没有任何误差的情况下有效地传输信号。模拟信号转换为数字形式的转换在通信领域来说是一种变化的革命。调制是通信系统中使用的共同术语。通信系统使用调制和解调方法,以便有效地传输低频信号。当使用调制以及数字信号时,它解决了模拟通信的许多缺点。通信系统中使用的一些数字信号处理方法是脉冲代码调制差分脉冲编码调制、增量调制等。

什么是调制?

增量调制起源于差分脉冲编码调制方法。它也被称为差分脉冲编码调制的简化形式。增量调制是一种方案,允许使用简单的量化策略来构造有意过度采样的编码信号,以增加信号相邻采样之间的相关性,如差分脉冲编码调制方法所见。


该调制也称为一个苦涩的两级版本的差分脉冲代码调制。它提供过采样的基带信号的阶梯近似。这里,将本样本和先前近似样品之间的差异量化为两个水平。±δ。

如果先前的近似低于本样本值,则误差由+Δ量化。如果近似值高于本样本值,则误差通过-Δ量化。

增量调制理论

增量调制以其简单性而闻名。这种技术的基本原理可以形式化为三个离散时间关系如下-

  1. e (nT年代)= m(nt年代) - M.(NT.年代- T.年代
  2. e(NT.年代) = δ sgn[e(nT年代)]
  3. (NT.年代) = m(NT.年代- T.年代) + e(NT.年代

其中m(t)是输入信号和m(t)是其阶梯近似。在上面的方程中,T年代是抽样周期e(nT年代)表示当前样本值M之间的差异(NT)之间的误差信号年代),以及与之最新的近似。e(NT.年代)是e的量化版本(nt年代).


有两种类型的量化误差会影响该调制系统。它们是斜坡过载失真和颗粒噪声。当步长相对于输入波形的本地斜率特性而太小时,会发生斜率过载错误。与斜率过载误差相比,当台阶尺寸太大时发生颗粒噪声。

在该调制方法中,较大的阶梯尺寸导致宽动态范围的容纳,并且对于相对低电平信号的精确表示需要小的步长。

因此,为了在斜率过载失真和颗粒噪声误差之间妥协,应选择一个最优步长,使线性Delta调制器的量化误差均方值最小。

框图

Delta调制使用过采样技术来实现高信噪比。在Delta调制系统中,发射器电路由夏季,量化器,累加器和彼此互连的编码器组成。

Delta-Modulation-and-Demodulation
Delta-Modulation-and-Demodulation

这里,积分器电路包含TS的延迟。积分器的输出是TS延迟的楼梯近似。将该阶梯近似与夏季的当前采样输入信号进行比较,并且差异给出了误差信号。

这个误差信号被给出给量化器电路,该电路由一个输入输出关系的硬限制器组成。这里,误差量化为±δ两个值。然后对量化器的输出进行编码,以产生所需的增量调制波。

在接收电路中,使用积分器和低通滤波器进行解调。首先使用解码器对调制波进行解码,然后通过将解码器产生的正脉冲和负脉冲传递给积分器来重建阶梯近似。

通过使信号通过信号通过信号除去高频阶梯波形中的带外量化噪声低通滤波器它的带宽等于原始信号带宽。

增量调制的优点

与其他数字调制技术相比,增量调制的一些优点如下所示

  • 结果表明,在较低的比特率下,增量调制优于标准PCM。在增量调制系统中,在最佳条件下操作语音信号,信噪比增加9dB倍的比特率。
  • 对于脉冲代码调制,SNR的增加比对于Delta调制更为显着。因此,仅在某些特殊情况下建议这种调制,例如,当需要降低每秒40千字节的比特率并且有限的语音质量是可容忍的。
  • 如果极端电路简单性是最重要的,并且伴随使用高比特率是可接受的,则使用这种调制方法。
  • 增量调制具有较低的信道带宽。这使得系统的成本效益和简单的实现。在这个调制系统中,反馈机制确保了数据位的快速和健壮的交付。

应用程序

下面给出了这种调制的一些应用

  • 语音传输系统,如电话和无线电通信高度喜欢这种调制技术。
  • 增量调制在接收端的数据及时传输比数据质量更重要的系统中最有用。
  • 该调制方法用于心电波形的数据库还原和实时信号处理。
  • 对于模拟到pcm编码,采用了这种调制方法。
  • 三角形调制应用于电视系统。

在这种调制中,输入信号的幅度有一个限制。在增量调制中,只有当前样本和前一个样本之间的误差或差异通过信道发送。在采样之间没有差异的情况下,被调制的信号保持在前一个采样的相同的0或1状态。调制的一些推导形式是连续变斜率调制,Delta-sigma调制,微分调制。哪个是调制的超集?

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