简单△m增量调制器设计

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增量调制器设计

专业电子信息工程

班级1181

学号 2

姓名谭扬波

指导教师熊卓烈

2013年12月30日

湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称通信原理

题目简单△M增量调制器设计

专业班级电子信息1181

学生姓名谭扬波学号2

指导老师熊卓列

审批

任务书下达日期2013 年12 月30日设计完成日期2014 年1 月2 日

目录

一、增量调制基本原理 (7)

二、简单增量调制的设计框图和思路 (8)

三、各单元电路设计 (9)

1、本地译码电路 (9)

1.1、积分电路 (9)

1.2、V/I、单极性变双极性电路 (9)

2、相减电路 (10)

3、误差信号放大器 (11)

4、限幅放大电路 (11)

5、定时判决电路 (12)

四、仿真软件介绍 (13)

五、系统仿真 (14)

5.1、System View简介 (14)

5.2、简易△M增量调制器系统仿真 (15)

5.3、系统仿真波形图 (15)

六、心得体会 (17)

七、参考文献 (18)

附录： (19)

一、增量调制基本原理

增量调制也称增量脉冲码调制方式（ＤＭ），简称M ∆，它是继PCM 后出现的又一种模拟信号数字化方法。它是一种把信号上采样的样值作为预测值的单纯预测骗码方式。增量调制是预测编码方式中最简单的一种，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，而不对差值的大小进行编码，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，若差值为负的，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，不化表信号的绝对值。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；每接收一个“０”码就下降一个量价。当收到连“１”码时，表示信号连续增长；当收到连“０”时，表示信号连续下降。 与PCM 相比增量调制有以下优点：

(1) 在比特率较低时，增量调制的量化信噪比高于PCM 的量化信噪比；

(2) 增量调制抗误码率性能好，能工作于误码率为3210

~10--的信道中，而PCM 要求误码率通常为6410~10--

(3) 增量调制的译码器比PCM 简单。

增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小，因此把它称为增量调制。

二、简单增量调制的设计框图和思路

我们知道，一位二进制码只能代表两种状态，当然就不可能表示模拟信号的抽样值。可是，用一位码却可以表示相邻抽样值的相对大小，而相邻抽样值的相对变化将能同样反映模拟信号的变化规律。因此，采用一位二进制码去描述模拟信号是完全可能的。其设计主要分为编码和译码两个部分，总设计框图如图1所示：

根据简单增量调制编、译码的基本原理，可组成简单系统方框图如图1所示。发送端编码器由相减器、判决器、积分器及脉冲发生器（极性变换电路）组成的一个闭环反馈电路。判决器是用来比较()

i

x t与()

f

x t大小，在定时抽样时刻如果-()

i

x t＞0输出

“1”；()

f

x t-()

i

x t＜0输出“0”；()

i

x t由本地译码器()

f

x t产生。如图所示总的增量调制系统由相减器、放大与零偏置调整、限幅电路、比较器、V/I及单极性到双极性的变换、积分器、放大电路组成。

三、各单元电路设计

1、本地译码电路

1.1、积分电路

所谓积分器如图8所示，其功能是完成积分运算，即输出电压与输入电压的积分成正比。

根据反相比例放大器的运算关系，该电路的输出电压的频域表达式为

设电容电压的初始值为零,则输出电压uo(t)为：

式中，电容C 的充电电流 所以

图8积分电路

1.2、V/I 、单极性变双极性电路

变换电路主要由三极管工作在开关状态下轮流导通后，进过RC 回路充放电，使电压信号变成电流信号、单极性变为双极性信()i C u t i R

=()()1()()C o o C i t dt u t C u t i t dt RC =-=-⎰⎰

号，变换电路如图9所示，当输入为高电平时Q5导通使得RC回路充电，当输入为低电平时Q2导通使得RC回路放电这样就实现的电压到电流、单极性到双极性的变换。

图9变换电路

2、相减电路

相减器的输出电压与两个输入信号之差成正比。这在许多场合得到应用。要实现相减，必须将信号分别送入运算放大器的同相端和反相端，如图10所示。我们应用叠加原理来计算，电路相当于同相比例放大器。

图10相减电路

3、误差信号放大器

如图11所示误差信号放大器能对输入信号Vi进行放大并实现

V，图中进过三极管与电阻的零偏置调整。电路中电源分别接12

组合电路，通过调整滑动变阻器R2使得当输入Vi的值为0时，输出V0的值也为0V，这样就使得V0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。

图11误差信号放大电路

4、限幅放大电路

如图12所示的限幅放大电路，由两个三极管及电路组成，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，当输入为高电平时第一个三极管导通第二个截止使得输出为0V；相反，当输入时低电平时第一个三极管截止第二个导通，经过R5的分压使得输出V0值为3V。