简单增量调制

湖南工程学院课程设计

课程名称通信原理

课题名称简单△M增量调制

专业电子信息工程

班级电信1102班

学号 2

姓名易元圆

指导教师熊卓烈

2013年12月23日

目录

第一章总体设计思路1

1.1 设计要求1

1.2 增量调制基本原理2

1.3 增量调制的设计原理和框图3

第二章单元电路设计4

2.1 减法电路4

2.2 误差放大电路错误!未定义书签。

2.3 限幅电路5

2.4 判决电路6

2.5 单/双变换电路7

2.6积分电路7

2.7射极放大电路8

第三章Systemview仿真与调试9

3.1 Systemview简介9

3.1 仿真步骤9

3.2 仿真结果10

第四章总电路图12

4.1总电路图12

第五章总结与体会13

参考文献14

第一章总体设计思路

1.1 设计要求

1.思路清晰，牢牢掌握增量调制原理，给出整体设计框图，画出整机原理图；

2.了解语音信号的△M编码过程，给出具体设计思路，画出单元电路，并进行电路原理的分析；

3.采用System View仿真软件对系统进行仿真，并调试出正确的仿真结果；

1.2增量调制基本原理

增量调制(DM)可以看成是一种最简单的DPCM。当DPCM系统中量化器的量化电平数取为2时，且预测器仍简单地是一个延迟时间为抽样时间间隔T的延迟线时，此DPCM系统就成为增量调制系统。其原理方框图如图1-1所示：

（a）编码器（b）译码器

图1-1 增量调制原理框图

增量调制或称增量编码,是将连续变化的模拟信号变成二进制数码的一种调制方法,它是用一位二进制数码来表示信号在此时刻的值相对于前一个取样时刻的值是增大还是减小。增大发“1”码,减小发“0”码。在增量调制中，数码“1”和“0”只表示信号相对于前一时刻是增大还是减小,不代表信号的绝对值。接收端译码每收到一个“1”码,译码器的输出相对于前一时刻的值上升一个量阶,每收到一个“0”码,相对于前一时刻的值下降一个量阶。当收到连“1”码时,表示每隔一个取样时间,连续上升一个量阶,即表示信号的建续增长。收到连“0”码

时,表示每隔一个取样时间,连续下降一个量阶,即表示信号的连续下降。这就是增量编码和译码的规则。

增量调制目的是简化模拟信号的数字化方法。其主要特点是：

1.在比特率较低的场合，量化信噪比高于PCM；

2.抗误码性能好。能工作在误比特率为102～103的信道中，而PCM则要求信道的误比特率为104～106；

3.设备简单、制造容易。

1.3增量调制设计原理和框图

增量调制就是一个对模拟信号编码和译码的过程。

在编码器中输入一个模拟信号X(t)，它与预测信号Xo(t)相减，得到一个预测误差，预测误差被周期T的抽样冲击序列σ（t）抽样。若抽样值为负值，则判决输出电压+△V（用“1”代表）；若抽样值为正值，则判决输出电压-△V（用“0”代表）。这样就得到二进制输出数字信号。如图1-2所示：

图1-2 增量调制波形图

进行编码之后，进入译码过程。在解调器中，积分器只要收到一个“1”码元就使其输出升高△V，每收到一个“0”码元就使其输出降低△V，这样就可以恢复出图1-2的阶梯形电压。这个阶梯形电压通过低通滤波器平滑后，就得到十分接近编码器原输入的模拟信号。这种方法即用一个简单RC积分电路把二进制码变为平滑的波形，针对图1-2，我们将对其变换调制，如图1-3所示:

图1-3 增量调制译码原理图

综上所述，我们了解了增量调制的基本原理与工作过程，我们可以设计出增量调制的总原理框图。在编码器中输入一个模拟信号f (t)，它与预测信号f ′(t)相减，用减法电路得到一个预测误差，然后再经过一个放大器再经过一个零偏置电路得到一个双极性信号，双极性信号再通过一个限幅电路（相当于一个开关电路）把信号限制在0~3伏之间，信号再接入到一个比较器再加上CP 脉冲出来得到一个单极性信号，信号再经过一个单双变换把电压信号转换为双极性电流信号I 然后经过一个积分器和射随器得出一个反馈信号再接入到减法电路的一端。增量调制总原理框图如图1-4所示：

图1-4 增量调制设计原理框图

反馈信号

语音信号

第二章单元电路设计

2.1减法电路

减法电路用来实现两个输入电压信号Vi1和Vi2相减的求差电路。它的同相端和反相端输入0.3K-3.4K语音信号它与反馈信号，两个输入信号相减，得到一个预测误差。输入信号Vi1和Vi2分别同相和反相放大，输出信号可以利用叠加原理得到，Vo=R4/R3(Vi2-Vi1),电路中R1=R2=R3=R4。电路输出电阻很小，电路相当于理想运放电路模型。减法电路电路图如下所示：

图2-1减法电路电路图

2.2 误差放大电路

误差信号放大电路即一个射极偏置电路，对输入信号Vi进行放大并实现零偏置调整。电路中电源分别接+12V和-12V，图2-2中通过一个共射极三极管与电阻形成一个直流通路，直流通路利用负反馈作用，达到自动稳定静态工作点的作用。此电路通过调整一个滑动变阻器R19使得当Vi输入的值为0是，输出Vo的值也为0，这样就使得Vo的值跟随Vi的值变化而变化，让输出信号在0V上下变化，即实现了零偏置调整。其电路图如下所示：

图2-2误差放大电路图

2.3 限幅电路

限幅电路是由两个NPN型三极管及其他元器件组成的运放电路。限幅电路按功能分为上限限幅电路、下限限幅电路和双向限幅电路三种。在上限限幅电路中，当输入信号电压低于某一事先设计好的上限电压时，输出电压将随输入电压而增减；但当输入电压达到或超过上限电压时，输出电压将保持为一个固定值,不再随输入电压而变,这样，信号幅度即在输出端受到限制。同样，下限限幅电路在输入电压低于某一下限电平时产生限幅作用。双向限幅电路则在输入电压过高或过低的两个方向上均产生限幅作用。三极管限幅电路是利用三极管进入截止区或饱和区后输出不再受输入的影响来实现限幅作用的。这种电路形式上与放大电路相似，但工作点的选择应该有利于实现所需的限幅，而不是避免发生波形失真。三极管限幅电路的优点是兼有放大作用。两个三极管组成级联方式并各自工作在开关状态，通过设置各电阻的参数使得误差信号幅值限定在0~3V内变化，当输入为高电平时，三极管Q2导通，三极管Q3截止，使得输出的电压为0V；相反，当输入时低电平时第一个三极管Q2截止，第二个三极管Q3导通，分压使得输出V0的值为3V。其电路图如下所示：