增量调制(DM)

定义:一个调制技术,将消息信号转换或编码为二进制位流被称为增量调制。这里只使用1位来编码1个电压级别，因此，该技术允许每个样本只传输1位。

由于PCM具有将消息信号直接转换成二进制编码脉冲序列的特性，因此增加了系统的带宽要求。因此，为了消除PCM的缺点，采用了增量调制。

增量调制的工作原理

DM的工作原理是将当前的采样值与之前的采样值进行比较，二者的差异决定了传输值的增减。

简单地说，当比较两个样本值时，我们得到的差值要么是正的，要么是负的。

如果差分极性为正，则δ信号阶跃增加1。反之，当极性差为负时，信号阶跃减小，即δ减小。

当+δ被注意，即步长增加，则传输1。然而，在……的情况下-δ即步长减小，传输为0。

因此,每个样本只允许传输一个二进制位。

增量调制的框图

让我们先理解增量调制信号的产生。

增量调制信号的产生

增量调制信号产生的框图如下所示:

如图所示，由一个LPF、一个比较器、一个乘积调制器、脉冲发生器和量化器组成。在这种电路中，也有一条反馈路径，其中调制器的输出作为比较器的输入。

要传输的信息信号被送入一个低通滤波器，该滤波器通过低频分量并消除高频分量。它也被称为混叠滤波器。

LPF的输出然后给一个比较器单元，它第一次比较消息信号m(t)和任意信号m'(t)。比较器在比较两个信号后产生两者之间的差值。

这种差别可以是正极性，也可以是负极性。这取决于被减去的信息和任意信号。

这个差信号现在作为乘积调制器的输入。调制器的另一个输入是由脉冲发生器产生的脉冲信号。这两个信号在调制器中相乘。

调制器的输出是脉冲信号，其脉冲大小相等，具有正负极性。

极性完全取决于比较器的输出。调制器的输出给量化器。量化器以步进的形式产生输出。

如果正向量值脉冲被提供给量化器作为其输入，那么量化器将增量1步长，δ。很容易理解，调制器输出的正脉冲表明信息信号大于任意信号。因此量化器增加δ1。

同样，在负幅脉冲的情况下，步长减小1。这是因为m'(t)超过m(t)，从而产生负极性脉冲。
因此，量化器减少δ1。

同时调制器的输出，通过反馈路径，提供给累加器。

累加器只不过是一种存储信号以供进一步操作的装置。累加器的输出现在的行为类似于比较器的第二个输入。因此，我们说将当前样本值与前一样本值进行比较进行进一步的操作。

因此，这个过程以这样的方式重复。

最后，根据阶梯信号，如果步长为+δ则传输二进制数1，如果为-δ则传输二进制数0。

增量调制的波形表示

下图为增量调制波形:

这里，模拟输入信号为m(t)，量化信号为u(t)。根据实际传输的步长，二进制序列显示在上图的底部。

增量调制信号检测

增量调制信号的检测不是一个复杂的过程，并且与增量调制信号的产生有些相反。

下图是delta调制信号检测表示的框图。

检测电路主要由一个累加器和一个LPF组成。传输的二进制信号提供给累加器部分。

累加器由求和单元和延迟单元组成。传输信号和延迟信号一起被添加到求和单元。

如果这里的输入是二进制1，那么延迟之后累加器的输出显示出增加的步长+δ。然而，在以二进制0作为输入的情况下，步长会减少。这就产生了相当于信息信号的阶梯信号。

累加器的输出被提供给LPF, LPF将阶跃信号平滑化，从而重新生成原始信息信号。

增量调制的优点

• 由于每个样本传输1位，它允许低通道带宽和信令速率。
• 不需要ADC。因此，易于产生和检测。

增量调制的缺点

• 增量调制会导致斜坡过载畸变和颗粒噪声等缺点。

增量调制的应用

它广泛应用于无线通信设备、数字语音存储和语音信息传输等信号质量不那么重要的领域。