什么是增量调制?

[拼音]：zengliang tiaozhi

[外文]：delta modulation

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。

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;憫(n)表示第n个样值的近似值，慜(n)＝憫(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)和发信端憫(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。

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。

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。

参考书目

清华大学通信教研组编著：《增量调制数字电话终端机》，人民邮电出版社，北京，1977。J.C.Bellamy，Digital Telephony，John Wiley & Sons，New York，1982.