增量调制

继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法

增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式（DM），它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。1946年由法国工程师De Loraine提出，目的在于简化模拟信号的数字化方法。主要在军事通信和卫星通信中广泛使用，有时也作为高速大规模集成电路中的A/D转换器使用。

研究历程

增量调制的基本原理是于1946年提出的，它是一种最简单的差值脉冲编码。早期的语言增量调制编码器是由分立元件组成的。随着模拟集成电路技术的发展，70年代末出现了音节压扩增量调制集成单片，80年代出现了瞬时压扩集成单片，单片内包括了开关电容滤波器与开关电容积分器，集成度不断提高，使增量调制的编码器的体积减小，功耗降低。

工作原理

简单增量调制(DM)的原理如图所示。图中:x(n)表示模拟信号的第n个采样值;慜(n)表示x(n)的预测值;悯(n)表示第n个样值的近似值,慜(n)=悯(n-1)；d(n)表示样值x(n)与它的预测值慜(n)的差值，d(n)=x(n)-慜(n)；廘(n)表示量化器输出值，若差值d(n)为正,则廘(n)=墹，墹称为量阶；若d(n)为负，则廘(n)=-墹。

增量调制增量调制系统发信端数码形成规则是：若量化器输出廘(n)=墹，则数码c(n)=1，亦称为“1”码;反之廘(n)=-墹，则数码c(n)=0,亦称为“0”码。在收信端，从数码解出量阶廘' (n),其解码规则是：接收到“1“码,c′(n)=1，给出量阶廘' (n)=墹;接收到“0”码,c′(n)=0，给出量阶廘' (n)=-墹。输出信号样值揗 (n)=廘' (n)+廘' (n-1)。若传输信道无误码即c(n)=c′(n)，则收信端揗 (n)和发信端悯(n)相同，经采样保持电路和低通滤波器后即恢复原模拟信号。实际电路中，可用积分器来实现相加器和延迟单元的功能；可用量阶发生器和极性开关来组成量化器；而采样、数码形成部分可由移位寄存器来组成。

分类

早期的简单增量调制的缺点是动态范围很窄，不能满足实用电话系统的要求，因此，出现了许多不同种类的增量调制的改进形式。其中应用较广泛的一类是自适应增量调制，它的特点是量化器的量阶能自动跟随信号幅度的变化，从而扩大了动态范围。如果量阶大小是由直接检测输出数码中的平均斜率信息（在音节10毫秒内的平均值）来控制的，就称为数字检测音节压扩增量调制；如果量阶的控制取决于相邻二个数码，则称为瞬时压扩增量调制；如果在大信号段采用音节压扩，而在小信号段采用瞬时压扩,则称为混合压扩增量调制;如果量阶控制信息直接由输入模拟信号中提取，则称为连续增量调制；如果把模拟信号经过积分后再进行增量调制，则称为总和增量调制，简称墹-∑调制；如果积分电路是由二节积分器串联组成的，则称为双积分增量调制。

特点

增量调制与脉码调制(PCM)相比,具有以下三个特点：①电路简单，而脉码调制编码器需要较多逻辑电路；②数据率低于40千比特/秒时，话音质量比脉码调制的好，增量调制一般采用的数据率为32千比特/秒或16千比特/秒；③抗信道误码性能好，能工作于误码率为10-3的信道，而脉码调制要求信道误码率低于10-5～10-6。因此,增量调制适用于军事通信、散射通信和农村电话网等中等质量的通信系统。增量调制技术还可应用于图像信号的数字化处理。

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