实验四 增量调制(ΔM)编译码实验
4.PCM编译码 - 通信原理实验报告
计算机与信息工程学院验证性实验报告一、实验目的1.掌握PCM 编译码原理。
2.掌握PCM 基带信号的形成过程及分接过程。
3.掌握语音信号PCM 编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验内容1.用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM 基群信号。
2.改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。
3.改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。
三、基本原理1.点到点PCM 多路电话通信原理脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声比较小时一般用PCM ，否则一般用ΔM 。
目前速率在155MB 以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A 解和μ律两种PCM 编译码标准系列，在155MB 以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。
而ΔM 在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM 多路电话通信原理可用图9-1表示。
对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。
对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
点到点PCM 多路电话通信原理框图本实验模块可以传输两路话音信号。
采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。
编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。
本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2. PCM编译码模块原理本模块的原理方框图图9-2所示，电原理图如图9-3所示（见附录），模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经7905变换得到。
PCM编译码原理方框图该模块上有以下测试点和输入点：∙ BS PCM基群时钟信号(位同步信号)测试点∙ SL0 PCM基群第0个时隙同步信号∙ SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SRB 信号B译码输出信号测试点∙ STA 输入到编码器A的信号测试点∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM PCM基群信号测试点∙ PCM-A 信号A编码结果测试点∙ PCM-B 信号B编码结果测试点∙ STA-IN 外部音频信号A输入点∙ STB-IN 外部音频信号B输入点本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。
PCM编码实验报告
实验四脉冲编码调制(pcm)实验一、实验目的通过本实验,学生应达到以下要求: 1,了解语音信号pcm编译码的工作原理及实现过程. 2,验证pcm编译码原理. 3,初步了解pcm专用大规模集成电路的工作原理和应用. 4,了解语音信号数字化技术的主要指标,学习并掌握相应的测试方法.二、实验内容本实验可完成以下实验内容：? 观察测量pcm调制解调的各种时隙信号 ? 观察编译码波形? 测试动态范围、信噪比和系统频率特性 ? 对系统性能指标进行测试和分析? 系统输出信噪比特性测量? 编码动态范围和系统动态范围测量 ? 系统幅频特性测量 ? 空载噪声测量三、基本原理脉冲编码(pcm)技术已经在数字通信系统中得到了广泛的应用.十多年来,由于超大规模集成技术的发展,pcm通信设备在缩小体积,减轻重量,降低功耗,简化调试以及方便维护等方面都有了显著的改进.目前,数字电话终端机的关键部件,如编译码器(codec)和话路滤波器等都实现了集成化.本实验是以这些产品编排的 pcm 编译码系统实验,以期让实验者了解通信专用大规模集成电路在通信系统中应用的新技术. pcm 数字电话终端机的构成原理如图 4.1 所示.实验只包括虚线框内的部分,故名 pcm编译码实验.发滤波器voice编码器合路发混合装置收滤波器译码器分路收图4.1 pcm数字电话终端机的结构示意图1、实验原理和电路说明pcm编译码系统由定时部分和pcm编译码器构成,电路原理图附于本章后. ? pcm编译码原理为适应语音信号的动态范围,实用的pcm编译码必须是非线性的.目前,国际上采用的均是折线近似的对数压扩特性.itu-t 的建议规定以 13 段折线近似的 a 律(a=87.56)和 15段折线近似的μ律(μ=255)作为国际标准.a 律和μ律的量化特性初始段如图 4.2 和图 4.3所示.a律和μ律的编译码表分别列于表1和表2.(附本章后) 这种折线近似压扩特性的特点是:各段落间量阶关系都是 2 的幂次,在段落内为均匀分层量化,即等间隔16个分层,这些对于用数字电路实现非线性编码与译码是极为方便的. ? pcm编译码器简介鉴于我国国内采用的是a律量化特性,因此本实验采用tp3067专用大规模集成电路,它是cmos工艺制造的单片pcma律编译器,并且片内带输入输出话路滤波器. tp3067的管脚如图4.4所示,内部组成框图如图4.5所示. tp3067的管脚定义简述如下:(1)vpo+ 收端功率放大器的同相输出端.(2)gnda 模拟地.所有信号都以此管脚为参考. (3)vpo- 收端功放的反相输出端.(4)vpi 收端功放的反相输入端.(5)vfro 接收部分滤波器模拟输出端. (6)vcc +5v电压输入.(7)fsr接收部分帧同步时隙信号,是一个8khz脉冲序列. (8)dr接收部分pcm码流解码输入端.(9)bclkr/clksel位时钟(bitclock),它使pcm码流随着fsr上升沿逐位移入dr端,位时钟可以为从 64khz 到 2048mhz 的任意频率.或者作为一个逻辑输入选择 1536mhz,1544mhz或2048mhz,用作同步模式的主时钟.(10)mclkr/pdn接收部分主时钟,它的频率必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mcklx异步,但是同步工作时可达到最佳状态.当 mclkx 接低电平,mclkr被选择为内部时钟,当 mclkx接高电平,该芯片进入低功耗状态.(11)mclkx发送部分主时钟,必须为1536mhz,1544mhz或2048mhz.可以和mclkr异步,但是同步工作时可达到最佳状态.(12)bclkx发送部分时钟,使pcm码流逐位移入dr端.可以为从64khz到2048mhz的任意频率,但必须和mclkx同步.(13)dx发送部分pcm码流编码输出端.(14)fsx发送部分帧同步时隙信号,为一个8khz的脉冲序列. (15)tsx漏极开路输出端,它在编码时隙输出低电平.(16)anlb 模拟反馈输入端.在正常工作状态下必须置成逻辑0.当置成逻辑1时,发送部分滤波器的输入端并不与发送部分的前置滤波器相连,而是和接收部分功放的vpo+相连.(17)gsx发送部分输入放大器的模拟基础,用于在外部同轴增益. （18）vfxi发送部分输入放大器的反相输入端。
增量调制系统译码实验
实验七 增量调制系统译码实验实验内容1.连续可变斜率增量调制（△M）译码实验2.增量调制（△M）系统特性、指标测试实验3.同等条件下的PCM与增量调制（△M）系统性能比较实验一. 实验目的1.加深理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。
2.熟悉对增量调制编译码电路工作过程的检测和测试方法。
3.熟悉该系统在不同工作频率，不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。
4.掌握测量系统的过载特性、编码动态范围以及最大化信噪比等三大指标的测试方法。
二. 实验电路工作原理图7-1是增量调制译码电路结构方框图。
图7-2是电原理框图。
图7-4是电原理图。
1.实验电路基本工作过程由发端送来的编码数据信号加至信号开关K802的引脚，通过该开关的作用，把信号送到U801（MC34115）芯片的第13引脚，即接收数据输入端。
本系统因为是译码电路，故CPU送出低电平至U801（MC34115）的15引脚，使模拟输入运算放大器与移位寄存器断开，而数字输入运算放大器与移位寄存器接通，这样，接收数据信码经过数字输入运算放大器整形后送到移位寄存器，后面的工作过程与编码时相同，只是解调信号不再送回第2引脚（ANF 端），而是直接送入后面的积分网络中，再通过接收通道低通滤波电路滤去高频量化噪声，然后送出话音信号，推动喇叭。
图7-2 增量调制系统译码器电路原理方框图。
虽然增量调制系统的话音质量不如脉冲编码调制PCM数字系统的音质，但是由于增量调制电路比较简单，能从较低的数码率进行编码，通常为16～32kbit/s,在用于单路数字电话通信时，不需要收发端同步，故增量调制系统仍然广泛应用于数字话音通信系统中，如应用在传输数码率的军事，野外及保密数字电话等方面，在军队系统中的数字卫星通信地面站设备中，其终端部分的话音编码就是应用的这种大规模集成电路MC3417，MC3418的连续可变斜率增量调制方式。
2.增量调制系统的基本特性（1）过载特性定义：是指编码器不产生过载所能承受的最大输入信号电压的特性。
实验四--Δm及CVSD编译码实验
实验四--Δm及CVSD编译码实验实验四Δm及CVSD编译码实验一、实验目的1、掌握简单增量调制的工作原理。
2、理解量化噪声及过载量化噪声的定义，掌握其测试方法。
3、了解简单增量调制与CVSD工作原理不同之处及性能上的差别。
二、实验器材1、主控&信号源模块、21号、3号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、Δm编译码（1）实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-IN LPF-OUTΔm 编码编码输入门限判决时钟Δm译码时钟译码输入译码输出3# 信源编译码模块比较量化延时极性变换量阶编码输出延时本地译码音频输入图一Δm编译码框图（2）实验框图说明编码输入信号与本地译码的信号相比较，如果大于本地译码信号则输出正的量阶信号，如果小于本地译码则输出负的量阶。
然后，量阶会对本地译码的信号进行调整，也就是编码部分“+”运算。
编码输出是将正量阶变为1，负量阶变为0。
Δm译码的过程实际上就是编码的本地译码的过程。
2、CVSD编译码（1）实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-IN LPF-OUTΔm 编码编码输入门限判决时钟Δm译码时钟译码输入译码输出比较延时极性变换量阶调整编码输出延时本地译码量阶调整一致脉冲量阶3# 信源编译码模块音频输入图二 CVSD编译码框图（2）实验框图说明与Δm相比，CVSD多了量阶调整的过程。
而量阶是根据一致脉冲进行调整的。
一致性脉冲是指比较结果连续三个相同就会给出一个脉冲信号，这个脉冲信号就是一致脉冲。
其他的编译码过程均与Δm一样。
四、实验步骤项目一：△M编码规则实验项目二：量化噪声观测项目三：不同量阶△M编译码的性能项目四：△M编译码语音传输系统项目五：CVSD量阶观测项目六：CVSD一致脉冲观测项目七;CVSD量化噪声观测项目八：CVSD码语音传输系统五、实验记录TP4(信源延时)和TH14(编码输出)TP4(信源延时)和TP3(本地译码)项目二CH1信源延时，CH2 本地译码项目三量阶3000，Vpp=3V项目三量阶6000，Vpp=3V 项目三量阶3000，Vpp=1V项目五量阶6000，Vpp=1V 项目五 Vout=1V项目五 Vout=2V项目五 Vout=4V项目七 Vpp=1V 项目七 Vpp=3VCVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=3V的噪声CVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=1V的噪声六、思考题回答1.增量调制的速率可以是32kbps、16kbps相比PCM 64kbps产生的原因怎样？（请查找资料）今天VoIP采用什么样的信源编码？视频的MPEG2编码又是什么？答：PCM的速率是增量调制的整数倍，利用此特点，可进行信道的复用，扩大信息量的传输。
实验四 增量调制(ΔM)编译码实验
电子信息工程系实验报告课程名称：现代通信原理实验项目名称：实验四增量调制（ΔM）编译码实验实验时间：2012-6-4 班级：电信091 姓名：学号：910706127一、实验目的:：1、了解语音信号的ΔM编码过程；2、验证ΔM的编译码原理；3、粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法。
二、实验仪器：1、实验模块XDF-7A2、双踪同步示波器SR83、数字频率计8110A三、实验步骤：1、时钟部分主振频率为4096kHz，经分频后得到2048Hz的定时，再经分频分相后得到8路32kHz的定时。
用示波器在TP1点观察主振波形，在TP2和TP3观察2048kHz至32kHz的波形，并记录其波形参数。
图1 TP1波形图2 TP2波形2、发送滤波器在TP5输入频率为1kHz、幅度为2V P-P的音频信号。
用双踪示波器在TP5观察输入信号，在TP6观察输出信号，记下它们的幅度和波形。
图3 TP3波形图4 TP5-6波形3、ΔM编码器在TP6观察经发送滤波器限带后输入编码器的音频信号，在TP7观察本地译码信号。
在TP8观察编码器输出的数字信号（幅度约为10V P-P）。
以音频信号作为同步信号，观察信码的变化规律。
对应正弦波过零处应有连“0”或连“1”码型出现；对应正弦波的波峰和波谷处应有“0”、“1”交替码型出现。
图5 TP5-7波形图6 TP5-8波形4、ΔM译码器用短线连接TP8 –TP9，即将编码信号送入译码器。
在TP9观察输入译码器的编码信号，在TP10观察译码器输出的模拟信号，画出波形。
图6 TP9-10波形图7 TP10-11波形5、接收滤波器在TP10观察滤波器的输入信号。
在TP11观察滤波器输出的模拟信号。
记下它们的波形和幅度。
6、系统性能测试频率特性选择一合适的输入电平，改变输入信号的频率，频率范围从50Hz到4000Hz。
在TP11用毫伏表测量四、实验心得：在此次试验中通过对语音信号的ΔM编码过程试验以及对ΔM的编译码原理的验证，对ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法有了初步的了解。
CVSD编码实验报告
实验四 CVSD编译码实验1、实验目的1、了解语音信号△M编译码的工作原理2、验证CVSD编码原理3、了解CVSD专用大规模集成电路的工作原理，外围电路和一般使用方法。
4、熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法2、实验仪器JH5001(Ⅲ)通信原理基础实验箱函数信号发生器双踪示波器3、实验原理3.1 △M编译码原理预测编码，就是根据过去的信号样值预测下一个样值，并仅把预测值与当前的样值之差（预测误差）加以量化、编码之后再进行传输的方式。
其中，△M增量调制，预测编码中最简单的一种，它是将信号瞬时值与前一个取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，而不对差值的大小进行编码。
它具有一定的局限性。
如果信号的瞬时斜率变化比较大，那么将很容易出现过载。
所以又提出了自适应增量编码调制，它可以根据差值的大小自适应的调整量化阶，从而避免过载，尽可能的实现对信号的跟踪。
3.2 CVSD编译码模块CVSD编译码模块将接口模块1中的模拟信号进行CVSD编码，调制之后经过信道传输，由CVSD译码器收到码元信号并将其译码，转换成模拟信号送至接口模块2输出。
电路组成框图如下：CVSD编码器即CVSD发送模块，将模拟信号进行CVSD编码，转换为数字信号在信道上进行传输。
它主要由编码芯片U801(MC34115)、缓冲放大器U802A、本地译码器、音节滤波器和非线性网络组成。
在该模块中，各测试点定义如下：1、TP801：CVSD编码模拟信号输入。
开关K801可以选择正常的发送话音信号还是测试信号。
TP801为测试信号输入。
2、TP802：本地译码器输出（单积分网络）3、TP803：本地译码器输出（双积分网络），是本地恢复的原始模拟信号（近似值），该信号还要与输入信号进行比较。
4、TP804：编码一致性检测输出。
在TP804上可以观测到连码一致性脉冲信号，R813,R814,C807构成音节滤波器，用于对连码一致性脉冲进行平滑，实现斜率连续可变的自适应增量调制。
实验四
实验：增量调制系统仿真实验目的：1、掌握增量调制预测编码的基本原理。
2、掌握增量调制的解调方法。
3、理解增量调制中的过载现象。
实验原理：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。
它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。
增量调制是预测编码中最简单的一种。
它将信号瞬时值与前一个抽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，而不对差值的大小编码。
因此量化只限于正和负两个电平，只用一比特传输一个样值。
如果差值是正的，就发“1”码，若差值为负就发“0”码。
因此数码“1”和“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。
同样，在接收端，每收到一个“1”码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量阶。
每收到一个“0”码就下降一个量阶。
当收到连“1”码时，表示信号连续增长，当收到连“0”码时，表示信号连续下降。
译码器的输出再经过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号，只要抽样频率足够高，量化阶距大小适当，收端恢复的信号与原信号非常接近，量化噪声可以很小。
下面是预测编码的原理框图：增量调制与PCM比较有如下特点:●在比特率较低时，增量调制的量化信噪比高于PCM；●增量调制抗误码性能好，可用于比特误码率为10－2—10－3的信道，而PCM则要求10－4—10－6；增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作编译码器（预测器），结构比PCM简单。
在ΔM中量化过程中存在斜率过载（量化）失真，主要是因为输入信号的斜率较大，调制器跟踪不上而产生的。
因为在ΔM中每个抽样间隔内只容许有一个量化电平的变化，所以当输入信号的斜率比抽样周期决定的固定斜率大时，量化阶的大小便跟不上输入信号的变化，因而产生斜率过载失真（或称为斜率过载噪声）。
△M编码译码综合实验
5、实验报告要求
1、在预习报告的基础上整理并分析实验数据，形成完整的实验报告； 2、回答书本P45页思考题1-4题；
6、实验注意事项
测量静态编码时P3的信号应该把示波器衰减度打到1：1（探头×1和 示波器输入线—探头1×），测量P3的示波器输入线耦合方式应该选 择：交流； 测量起始编码状态时，应该在静态编码的基础上缓慢的旋转W1电位 器，当看到P3信号出现微小的起伏时应该立刻停止旋转W1，马上测 量此时P1的幅度并记录P2和P3的波形； 临界编码状态的特征是P3信号为上、下两端只有一个凹口的波形，在 正常编码状态旋转W1电位器，当P3信号上下端出现2-3个凹口时应该 缓慢旋转W1，并点击示波器【Auto】按钮重新显示波形，直到P3信 号上、下两端只有一个凹口为止，记下此时P1的幅度并记录P2和P3 点的波形。
S6=4,Cp=8KHz
时钟形成 742 1 分频器 74LS90
1 2 3 4
S6
8KHz
S（t）
音 频 放 大
3 4
e(t)=S-S1
比 较 器 放 大
e(t)
限 幅
e(t)
P8=32KHz
S1
S1
P1
W1
S1（t）
P2
P5
本 地 译 码
4 3 2 1
P4
01100001。。。
连 码 检 测
1 S5
射 频
P3
S2（t）
滤 波
W2
控制 电压 形成
判 决
CP
S2（t）
2
功 放
4、实验内容（没有列举出来的实验点不用做）
7.1简单增量调试实验： ①测量并记录时钟信号P8的波形和频率； ②测量并记录同步信号P1的波形和频率； ③测量并记录静态时编码器输出P2、本地译码输出P3和时钟信号P8之 间的关系（频率、幅度、相位）； ④测量起始编码时P1、P2和P3个点的波形，并记录此时P1的幅度Ak， 记录P2和P3个点的波形； ⑤测量并记录正常编码时P1、P2和P3个点的波形； ⑥测量临界编码状态P1、P2和P3个点的波形，并记录此时P1的幅度 Am，记录P2、P3点的波形； ⑦测量过载编码时P1、P2和P3个点的波形，记录此时P2和P3的波形； ⑧计算简单增量调制编码的动态范围； 7.2压扩增量调制实验： ①测量压扩编码动态范围；
实验四 增量调制编译码的MATLAB仿真
实验四增量调制编译码的MATLAB仿真一、实验目的1. 掌握利用MATLAB进行仿真的方法；2. 理解增量调制编译码的原理；3. 理解自适应增量调制的原理。
二、实验仪器及软件电脑、MATLAB7.0软件三、实验原理增量调制简称ΔM或DM，它是继PCM后出现的有一种模拟信号数字传输的方法，可以看成是DPCM的一个重要特例。
其目的在于简化语音编码方法。
ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式。
但是，在PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，从而导致编、译码设备复杂；而在ΔM中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映出抽样时刻波形的变化趋势，与样值本身的大小无关。
1. 简单增量调制编译码的基本思想为了说明这个概念，我们来看图4 -1。
图中，m(t)代表时间连续变化的模拟信号，我们可以用一个时间间隔为Δt，相邻幅度差为+σ或-σ的阶梯波形m’(t)来逼近它。
只要Δt足够小，即抽样速率fs=1/Δt足够高，且σ足够小，则阶梯波m’(t)可近似代替m(t)。
其中，σ为量化台阶，Δt=Ts为抽样间隔。
阶梯波m’(t)有两个特点：第一，在每个Δt间隔内，m’(t)的幅值不变；第二，相邻间隔的幅值差不是+σ（上升一个量化阶），就是-σ（下降一个量化阶）。
利用这两个特点，用“1”码和“0”码分别代表m’(t)上升或下降一个量化阶σ，则m’(t)就被一个二进制序列表征（见图8 -1横轴下面的序列）。
于是，该序列也相当表征了模拟信号m(t)，实现了模/数转换。
除了用阶梯波m’(t)近似m(t)外，还可用另一种形式——图中虚线所示的斜变波m1(t)来近似m(t)。
斜变波m1(t)也只有两种变化：按斜率σ/Δt上升一个量阶和按斜率-σ/Δt下降一个量阶。
用“1”码表示正斜率，用“0”码表示负斜率，同样可以获得二进制序列。
由于斜变波m1(t)在电路上更容易实现，实际中常采用它来近似m(t)。
增量调制M编译码实验
增量调制编码的动态范围较小，对于大范围的信号变化，其编码效 果不理想。
对噪声敏感
增量调制编码对噪声较为敏感，噪声的存在可能导致解码错误。
ΔM编码的改进方向
降低量化误差
通过改进增量调制编码算法，降低量化误差，提 高解码后的信号质量。
扩展动态范围
研究如何扩展增量调制编码的动态范围，使其能 够适应更大范围的信号变化。进行调制。 Nhomakorabea03
4. 将调制后的信号输入到解调
器进行解调，并使用示波器观
察解调后的信号波形。
04
5. 采集和处理数据，分析调制 和解调过程中的性能指标。
05
6. 整理实验结果，撰写实验报 告。
06
实验注意事项
01
02
03
04
确保实验设备连接正确，避免 短路或断路。
在进行ΔM调制时，应选择合 适的量化级数和阈值，以保证
示波器
用于观察原始信号 和解调后的信号波 形。
信号发生器
用于产生原始信号， 如正弦波、方波等。
解调器
用于将ΔM调制信号 进行解调，恢复原 始信号。
电脑
用于控制实验设备、 采集数据和进行数 据处理。
实验步骤概览
1. 准备实验设备，搭建实验平 台。
01
2. 使用信号发生器产生原始信 号。
02
3. 将原始信号输入到ΔM调制器
比率。
2. 帧错误率（Frame Error Rate, FER）：解码过程中出现帧错误 的比率。
3. 信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）：反映信号质量的 重要参数。
解码效率分析
分析内容
解码效率主要考察解码算法的时间复杂度和空间复杂度。
增量调制编译码实验报告
一、实验目的1. 理解增量调制的基本原理和编译码过程；2. 掌握增量调制编译码器的软件实现方法；3. 熟悉增量调制编译码实验系统的组成和功能；4. 分析实验结果，验证增量调制编译码的性能。
二、实验原理增量调制（Incremental Modulation，IM）是一种简单的脉冲调制技术，它通过比较当前样本与参考样本之间的差值，来决定输出信号的极性和幅度。
增量调制编译码实验主要包括以下几个步骤：1. 采样：对模拟信号进行采样，得到一系列离散的样本值；2. 量化：将采样得到的样本值进行量化，得到一系列量化后的样本值；3. 编码：根据量化后的样本值，进行增量调制编码，得到一系列编码后的信号；4. 解码：对编码后的信号进行解码，恢复出原始的量化样本值；5. 滤波：对解码后的样本值进行滤波，去除量化误差，得到近似原始信号。
三、实验仪器与软件1. 仪器：双踪示波器、信号发生器、通信原理实验箱；2. 软件：MATLAB、Simulink。
四、实验步骤1. 采样：在MATLAB中生成一个正弦信号，采样频率为8000Hz，采样点数为1024点；2. 量化：将采样得到的正弦信号进行量化，量化级数为8；3. 编码：对量化后的信号进行增量调制编码，编码方法采用二进制编码；4. 解码：对编码后的信号进行解码，恢复出原始的量化样本值；5. 滤波：对解码后的样本值进行滤波，滤波器采用低通滤波器，截止频率为800Hz；6. 分析实验结果：比较原始信号、量化信号、编码信号、解码信号和滤波后的信号的波形，分析增量调制编译码的性能。
五、实验结果与分析1. 原始信号：实验中生成的正弦信号，频率为1000Hz，幅度为1V；2. 量化信号：对原始信号进行量化后的信号，量化级数为8；3. 编码信号：对量化后的信号进行增量调制编码后的信号；4. 解码信号：对编码后的信号进行解码，恢复出的原始量化样本值；5. 滤波后的信号：对解码后的样本值进行滤波后的信号。
增量调制编译码实验报告
增量调制编译码实验报告增量调制编译码实验报告一、引言增量调制编译码是一种在通信系统中广泛应用的技术，它通过将原始信号分割成多个子信号，再对每个子信号进行调制和编码，最后将它们合并成一个复合信号进行传输。
本实验旨在探究增量调制编译码在通信系统中的应用，以及其对信号传输质量的影响。
二、实验目的1. 了解增量调制编译码的原理和基本概念；2. 熟悉增量调制编译码的实验操作步骤；3. 分析增量调制编译码对信号传输质量的影响。
三、实验设备与材料1. 信号发生器；2. 示波器；3. 编码器；4. 解码器。
四、实验步骤1. 连接信号发生器和示波器，调节信号发生器输出频率和幅度；2. 将信号发生器输出信号接入编码器，进行增量调制编码；3. 将编码后的信号接入解码器，进行解码；4. 使用示波器观察编码前后的信号波形，并进行比较分析。
五、实验结果与分析通过观察示波器上的波形图，我们可以看到编码前后的信号波形发生了明显的变化。
增量调制编码使得原始信号分割成多个子信号，并对每个子信号进行调制和编码。
这样做的好处是可以提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。
六、实验总结本实验通过对增量调制编译码的实验操作和结果观察，深入了解了增量调制编译码在通信系统中的应用，并分析了其对信号传输质量的影响。
增量调制编译码技术的应用可以提高信号传输的可靠性，降低传输误码率，对于提高通信系统的性能具有重要意义。
七、实验心得通过本次实验，我对增量调制编译码技术有了更深入的了解。
在实验过程中，我学会了使用信号发生器、示波器、编码器和解码器等设备，掌握了增量调制编译码的实验操作步骤。
实验结果的观察和分析让我对增量调制编译码的原理和应用有了更清晰的认识。
总之，增量调制编译码是一种在通信系统中非常重要的技术，它能够提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。
通过本次实验，我们对增量调制编译码的原理、应用和实验操作有了更深入的了解，为今后的学习和研究奠定了基础。
增量调制仿真设计.
增量调制仿真设计1.课程设计目的（1）加深理解增量调制编译码的基本原理。
（2）培养独立开展科研的能力和编程能力。
（3）了解系统的过载特性,动态范围以及最大量化信噪比等三大指标的测试方法。
2.课程设计要求（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。
（2）程序设计合理、能够正确运行。
3.相关知识3.1增量调制简介增量调制简称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。
对模拟信号采样，并用每个样值与它的预测值的差值对周期脉冲序列进行调制，简称墹M或DM。
已调脉冲序列以脉冲的有、无来表征差值的正负号，也就是差值只编成一位二进制码。
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。
3.2 基本概念在PCM系统中，为了得到二进制数字序列，要对量化后的数字信号进行编码，每个抽样量化值用一个码组（码字）表示其大小。
码长一般为7位或8位，码长越大，可表示的量化级数越多，但编、解码设备就越复杂。
那么能否找到其它更为简单的方法完成信号的模/数转换呢？我们看一下图1。
图中在模拟信号f(t)的曲线附近，有一条阶梯状的变化曲线f′(t),f′(t)与f(t)的形状相似。
显然，只要阶梯“台阶”σ和时间间隔Δt足够小，则f′(t)与f(t)的相似程度就会提高。
对f′(t)进行滤波处理，去掉高频波动，所得到的曲线将会很好地与原曲线重合，这意味着f′(t)可以携带f(t)的全部信息（这一点很重要）。
增量调制系统译码实验
实验七 增量调制系统译码实验实验内容1.连续可变斜率增量调制（△M）译码实验2.增量调制（△M）系统特性、指标测试实验3.同等条件下的PCM与增量调制（△M）系统性能比较实验一. 实验目的1.加深理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。
2.熟悉对增量调制编译码电路工作过程的检测和测试方法。
3.熟悉该系统在不同工作频率，不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号的情况。
4.掌握测量系统的过载特性、编码动态范围以及最大化信噪比等三大指标的测试方法。
二. 实验电路工作原理图7-1是增量调制译码电路结构方框图。
图7-2是电原理框图。
图7-4是电原理图。
1.实验电路基本工作过程由发端送来的编码数据信号加至信号开关K802的引脚，通过该开关的作用，把信号送到U801（MC34115）芯片的第13引脚，即接收数据输入端。
本系统因为是译码电路，故CPU送出低电平至U801（MC34115）的15引脚，使模拟输入运算放大器与移位寄存器断开，而数字输入运算放大器与移位寄存器接通，这样，接收数据信码经过数字输入运算放大器整形后送到移位寄存器，后面的工作过程与编码时相同，只是解调信号不再送回第2引脚（ANF 端），而是直接送入后面的积分网络中，再通过接收通道低通滤波电路滤去高频量化噪声，然后送出话音信号，推动喇叭。
图7-2 增量调制系统译码器电路原理方框图。
虽然增量调制系统的话音质量不如脉冲编码调制PCM数字系统的音质，但是由于增量调制电路比较简单，能从较低的数码率进行编码，通常为16～32kbit/s,在用于单路数字电话通信时，不需要收发端同步，故增量调制系统仍然广泛应用于数字话音通信系统中，如应用在传输数码率的军事，野外及保密数字电话等方面，在军队系统中的数字卫星通信地面站设备中，其终端部分的话音编码就是应用的这种大规模集成电路MC3417，MC3418的连续可变斜率增量调制方式。
2.增量调制系统的基本特性（1）过载特性定义：是指编码器不产生过载所能承受的最大输入信号电压的特性。
PCM编译码实验和增量调制编译码验证
PCM编译码实验和增量调制编译码验证1.2.2 PCM编译码实验一、实验目的1. 理解PCM编译码原理及PCM编译码性能；2. 熟悉PCM编译码专用集成芯片的功能和使用方法及各种时钟间的关系；3. 熟悉语音数字化技术的主要指标及测量方法。
二、实验仪器1. RZ9681实验平台2. 实验模块：•主控模块•信源编码与时分复用模块-A33. 100M双通道示波器4. 信号连接线5. PC机（二次开发）三、实验原理3.1. 抽样信号的量化原理模拟信号抽样后变成在时间离散的信号后，必须经过量化才成为数字信号。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化两种。
把输入模拟信号的取值域按等距离分割的量化就称为均匀量化，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，如下图所示。
7qmqmqmqmqmq图1 均匀量化过程示意图均匀量化即为等间隔量化，无论抽样值的大小如何，均匀量化的的量化噪声不变，这也是均匀量化的主要缺点，因为均匀量化的量化噪声只与量化间隔有关，因此对于小信号而言，这样的固定的信噪比可能不满足我们的需求。
我们通常把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，那么，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
因此，克服这个缺点，实际中往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间，其量化∆也小；反之，量化间隔就大。
相比于均匀量化固定的信噪比，无论是大信号还是小间隔v信号，非均匀量化都可以满足一定的信噪比，对大信号和小信号的影响大致相同，即改善了小信号的信噪比。
其次，非均匀量化可以实现大的动态范围。
非均匀量化的实际过程通常是将抽样值压缩后再进行均匀量化。
均匀量化之后映射到原输入信号的上表现即为非均匀量化。
压缩的目的即是实现将小信号放大，将大信号压缩的目的，这样通过牺牲大信号一定的信噪比以提高小信号的信噪比，从而实现大的动态范围。
在接收端再经过扩张（压缩的逆过程），从而恢复信号。
Pcm编译码实验报告
Pcm编译码实验报告学院：信息学院姓名：靳家凯专业：电科学号：20141060259一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、熟悉了解W681512。
二、实验器材1、主控&信号源模块、3号、21号模块2、双踪示波器3、连接线三、实验原理1、实验原理框图图1 21号模块w68 1 5 1 2芯片的PCM编译码实验图2 3号模块的PCM编译码实验图3 ~µ律编码转换实验2、实验框图说明图1中描述的是信号源经过芯片W6815 12经行PcM编码和译码处理。
w681512的芯片工作主时钟为2o48KHz, 根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。
在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。
图2中描述的是采用软件方式实现PcM编译码, 并展示中间变换的过程。
PcM 编码过程是将音乐信号或正弦波信号, 经过抗混叠滤波(其作用是滤波3.4kHz以外的频率, 防止A/D转换时出现混叠的现象) 。
抗混滤波后的信号经A/D转换,然后做PcM编码,之后由于G.711协议规定A律的奇数位取反, µ律的所有位都取反。
因此, PcM编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。
PcM译码过程是PcM编码逆向的过程,不再赘述。
A/µ律编码转换实验中,如实验框图3所示,当菜单选择为A律转µ律实验时,使用3 号模块做A律编码, A律编码经A转µ律转换之后, 再送至21号模块进行µ律译码。
同理, 当菜单选择为µ律转A律实验时,则使用3号模块做µ律编码,经l,转A律变換后,再送入21号模块进行A律译码。
四、实验步骤实验项目一测试w68l512的幅频特性概述:该项目是通过改变输入信号频率,观测信号经w681512编译码后的输出幅频特性, 了解芯片w681512的相关性能。
增量调制(△M)
7.7 增量调制(△M)增量调制是脉冲编码调制的一种特殊形式，即1比特量化的差值脉码。
在PCM系统中，将信号抽样值编为多位二进制码。
为提高编码质量，要增加码长，导致设备复杂。
而增量调制每次抽样只用一位二进制码表示，它表示了相邻样值的增减变化，这样，编码设备十分简单。
本节将介绍:7.7.1 增量调制的工作原理7.7.2 增量调制系统的量化噪声7.7.3 增量调制系统的抗噪声性能7.7.1 增量调制的工作原理增量调制的编码增量调制信号的译码增量调制编译码器增量调制的编码增量调制的基本思想是用一个阶梯波去逼近一个模拟信号，如图7-7-1所示。
图7-7-1 增量调制波形示意图首先，根据信号的幅度大小和和抽样频率确定阶梯信号的台阶。
在抽样时刻，比较信号和前一时刻的阶梯波形取值，其中:1 如果，则用上升一个台阶表示，此时编码器输出"1"码;2 如果，则用下降一个台阶表示，此时编码器输出"0"码。
下次编码按上述方法将与比较，使之上升或下降一个台阶电压去逼近模拟信号。
如果抽样频率足够高，台阶电压足够小，则阶梯波形近似为m(t)，而上升台阶和下降台阶的二进制代码分别用"1"和"0"表示。
这个过程就是增量编码。
如图7-7-1所示的模拟信号m(t)采用增量调制编码编出的二进制代码为:01010111111100011。
增量调制信号的译码1 接收端收到"1"码，就使输出上升一个台阶电压;2 接收端收到"0"码，就使输出下降一个台阶电压;这些上升和下降的电压的累积就可以近似地恢复出阶梯波形。
增量调制信号的译码器可由一个积分器来实现，如图7-7-2(a)所示,当积分器的输入为"1"码时(即输入为脉冲电压),就以固定斜率上升一个(等于), 当积分器的输入为"0"码时(即输入为脉冲电压),就以固定斜率下降一个。
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电子信息工程系实验报告
课程名称：现代通信原理
实验项目名称：实验四 增量调制（ΔM ）编译码实验 实验时间
班级：电信092 姓名：陈毜 学号：910706220
一、实 验 目 的:
1.了解语音信号的ΔM 编码过程；
2.验证ΔM 的编译码原理；
3.粗略了解ΔM 编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法。
二、实 验 仪 器
低频信号发生器 双踪同步数字示波器 三、实 验 内 容
1、时钟部分
主振频率为4096kHz ，经分频后得到2048Hz 的定时，再经分频分相后得到8路32kHz 的定时。
用示波器在TP1点观察主振波形，在TP2和TP3观察2048kHz 至32kHz 的波形，并记录其波形参数。
图1 TP1 图2 TP2
图3 TP3 图4 TP5和TP6
2.发送滤波器
在TP5输入频率为1kHz、幅度为2V P-P的音频信号。
用双踪示波器在TP5观察输入信号，在TP6观察输出信号，记下它们的幅度和波形。
如图4
3.ΔM编码器
在TP6观察经发送滤波器限带后输入编码器的音频信号，在TP7观察本地译码信号。
在TP8观察编码器输出的数字信号（幅度约为10V P-P）。
以音频信号作为同步信号，观察信码的变化规律。
对应正弦波过零处应有连“0”或连“1”码型出现；对应正弦波的波峰和波谷处应有“0”、“1”交替码型出现。
图5 TP7 图6 TP8
4.ΔM译码器
用短线连接TP8 –TP9，即将编码信号送入译码器。
在TP9观察输入译码器的编码信号，在TP10观察译码器输出的模拟信号，画出波形。
图7 TP9 图8 TP10
5.接收滤波器
在TP10观察滤波器的输入信号。
在TP11观察滤波器输出的模拟信号。
记下它们的波形和幅度。
图9 TP11
6.系统性能测试
系统性能有三项指标：动态范围、信噪比和频率特性。
(1)频率特性
选择一合适的输入电平，改变输入信号的频率，频率范围从50Hz到4000Hz。
在TP11用毫伏表测量
四、思考题
五、实验结论。