增量調製

增量調製的基本原理是於1946年提出的，它是一種最簡單的差值脈衝編碼。早期的語言增量調製編碼器是由分立元件組成的。隨著模擬集成電路技術的發展，70年代末出現了音節壓擴增量調製集成單片，80年代出現了瞬時壓擴集成單片，單片內包括了開關電容濾波器與開關電容積分器，集成度不斷提高，使增量調製的編碼器的體積減小，功耗降低。

工作原理 簡單增量調製(DM)的原理如圖所示。圖中:x(n)表示模擬信號的第n個採樣值；慜(n)表示x(n)的預測值；憫(n)表示第n個樣值的近似值，慜(n)＝憫(n-1)；d(n)表示樣值x(n)與它的預測值慜(n)的差值，d(n)＝x(n)-慜(n)；廘(n)表示量化器輸出值，若差值d(n)為正，則廘(n)＝墹，墹稱為量階；若d(n)為負，則廘(n)＝-墹。增量調製系統發信端數碼形成規則是：若量化器輸出廘(n)=墹，則數碼c(n)=1，亦稱為“1”碼；反之廘(n)=-墹，則數碼c(n)=0,亦稱為“0”碼。在收信端，從數碼解出量階廘' (n),其解碼規則是：接收到“1“碼,c′(n)=1，給出量階廘' (n)=墹；接收到“0”碼,c′(n)=0，給出量階廘' (n)=-墹。輸出信號樣值 揗 (n)＝廘' (n)+廘' (n-1)。若傳輸通道無誤碼即c(n)=c′(n)，則收信端揗 (n)和發信端憫(n)相同，經採樣保持電路和低通濾波器后即恢復原模擬信號。實際電路中，可用積分器來實現相加器和延遲單元的功能；可用量階發生器和極性開關來組成量化器；而採樣、數碼形成部分可由移位寄存器來組成。

分類 早期的簡單增量調製的缺點是動態範圍很窄，不能滿足實用電話系統的要求，因此，出現了許多不同種類的增量調製的改進形式。其中應用較廣泛的一類是自適應增量調製，它的特點是量化器的量階能自動跟隨信號幅度的變化，從而擴大了動態範圍。如果量階大小是由直接檢測輸出數碼中的平均斜率信息（在音節10毫秒內的平均值）來控制的，就稱為數字檢測音節壓擴增量調製；如果量階的控制取決於相鄰二個數碼，則稱為瞬時壓擴增量調製；如果在大信號段採用音節壓擴，而在小信號段採用瞬時壓擴，則稱為混合壓擴增量調製；如果量階控制信息直接由輸入模擬信號中提取，則稱為連續增量調製；如果把模擬信號經過積分后再進行增量調製，則稱為總和增量調製，簡稱墹-∑調製；如果積分電路是由二節積分器串聯組成的，則稱為雙積分增量調製。

特點 增量調製與脈碼調製(PCM)相比，具有以下三個特點：①電路簡單，而脈碼調製編碼器需要較多邏輯電路；②數據率低於40千比特／秒時，話音質量比脈碼調製的好，增量調製一般採用的數據率為32千比特／秒或16千比特／秒；③抗通道誤碼性能好，能工作於誤碼率為10-3的通道，而脈碼調製要求通道誤碼率低於10-5～10-6。因此，增量調製適用于軍事通信、散射通信和農村電話網等中等質量的通信系統。增量調製技術還可應用於圖像信號的數字化處理。

參考書目

清華大學通信教研組編著：《增量調製數字電話終端機》，人民郵電出版社，北京，1977。

J.C.Bellamy，Digital　Telephony，John　Wiley & Sons,New York,1982.