編碼與調(diào)制總結(jié)

1、北京交通大學(xué)通信工程專業(yè)研究方法論與創(chuàng)新教育結(jié)課論文 編碼與調(diào)制姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 編碼與調(diào)制交大沒有笨學(xué)生，只有懶學(xué)生。編碼的核心是頻譜的整形，調(diào)制的核心是頻帶的搬移。用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)叫做編碼。編碼的碼型有很多種，包括：二進制碼、不歸零碼、不歸零反轉(zhuǎn)碼、單極性非歸零碼、雙極性非歸零碼、歸零碼、單極性歸零碼、雙極性歸零碼、曼切斯特碼、差分曼徹斯特編碼、AMI編碼、HDB3編碼、B3ZS編碼、B8ZS編碼、CMI編碼、4B/5B編碼、5B/6B編碼、MLT-3編碼、8B/10B編碼、8B/6T編碼、64B/66B編碼、128B/130B編碼和PAM-5編碼。A. 二進制碼 最普通且

2、最容易的方法是用兩個不同的電壓值來表示兩個二進制值。用無電壓（或負電壓）表示0，而正電壓表示1。優(yōu)點：技術(shù)實現(xiàn)簡單，計算機是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個狀態(tài)，開關(guān)的接通與斷開，這兩種狀態(tài)正好可以用“1”和“0”表示；簡化運算規(guī)則：兩個二進制數(shù)和、積運算組合各有三種，運算規(guī)則簡單，有利于簡化計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高運算速度；適合邏輯運算：邏輯代數(shù)是邏輯運算的理論依據(jù)，二進制只有兩個數(shù)碼，正好與邏輯代數(shù)中的“真”和“假”相吻合；易于進行轉(zhuǎn)換，二進制與十進制數(shù)易于互相轉(zhuǎn)換；用二進制表示數(shù)據(jù)具有抗干擾能力強，可靠性高等優(yōu)點。因為每位數(shù)據(jù)只有高低兩個狀態(tài)，當(dāng)受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是

3、高還是低；一位二進制代碼叫做一個碼元,它有0和1兩種狀態(tài).N個碼元可以有2n種不同的組合；每種組合稱為一個碼字.用不同碼字表示各種各樣的信息,就是二進制編碼.B. 非歸零碼（NRZ編碼） 不歸零編碼效率是最高編碼。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此碼型。NRZ是一種很簡單的編碼方式，用0電位和1點位分別二進制的“0”和“1”，編碼后速率不變，有很明顯的直流成份，不適合電接口傳輸。不歸零碼缺點：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器，不具備自動同步機制，傳輸時必須使用外同步。C. 不歸零反轉(zhuǎn)編碼（NRZI編碼）  NRZI編碼中不論電平是高還是低，都不

4、代表二進制的1和0。而是電壓變化表示二進制的1。如果沒有電壓變化，則下一位是0；如果有電壓變化，則下一位是1。在傳輸中難以確定一位的結(jié)束和另一位的開始，需要用某種方法使發(fā)送器和接收器之間進行定時或同步。NRZI用于較慢的RS232串行通信和硬盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)存儲中。在同步鏈路上，長串的連續(xù)位(可能數(shù)千個0)會出現(xiàn)問題。接收器可能會失去同步，不能檢測到連續(xù)串中0的正確個數(shù)。NRZ和NRZI都是單極性碼，即都只有正電平和零電平，沒有負電平，所以NRZ和NRZI碼中有很多直流成份，不適合電路傳輸，并且NRZ和NRZI編碼本身不能保證信號中不包含長連“0”或長連“1”出現(xiàn)，不利于時鐘恢復(fù)。另一問題是長

5、串的0表現(xiàn)為直流，它不能通過某些電氣部件。Manchester編碼和其他方案通過增加時鐘信號解決了這些問題。D. 單極性非歸零碼 單極性碼有電壓表示1，無電壓表示O。沒有特殊的編碼。電平在整個碼元時間里不變，記作NRZ碼。它的占空比為100%。單極性碼會累積直流分量。在數(shù)字通信設(shè)備內(nèi)部，由于電路之間距離很短，都采用單極性編碼這種比較簡單的數(shù)字編碼形式。單極性不歸零編碼簡單高效外，還具有廉價的特點。單極性碼主要運用于終端設(shè)備及數(shù)字調(diào)制設(shè)備中。  E 雙極性非歸零碼 雙極性碼中正電壓表示1，負電壓表示0。該方案降低了功率要求并減小了高電平衰減。他與單極性非歸

6、零碼不同處在于輸入二元信息為1時，給出的碼元前半時間為1，后半時間為0，輸入0則完全相同。它的占空比為50%。雙極性碼的直流分量則大大減少,從而有利于傳輸。單極性和雙極性非歸零碼是在一個碼元的全部時間內(nèi)發(fā)出或不發(fā)出電流(單極性),以及發(fā)出正電流或負電流(雙極性)。每一位編碼占用了全部碼元的寬度,故這兩種編碼都屬于全寬碼,也稱作不歸零碼NRZ (Non Return Zero)。如果重復(fù)發(fā)送"1"碼,勢必要連續(xù)發(fā)送正電流;如果重復(fù)發(fā)送"0"碼,勢必要連續(xù)不送電流或連續(xù)發(fā)送負電流,這樣使某一位碼元與其下一位碼元之間沒有間隙,不易區(qū)分識別。歸零碼可以改善這種狀

7、況。 F 歸零碼 歸零碼的電壓狀態(tài)在某個信號狀態(tài)后返回到零。歸零碼的脈沖較窄，根據(jù)脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關(guān)系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。優(yōu)點是：一位碼元（一串脈沖）一個單位脈沖的亮度，稱為全亮碼。根據(jù)通信理論，每個脈沖亮度越大，信號的能量越大，抗干擾能力強，且脈沖亮度與信道帶寬成反比，即全亮碼占用信道較小的帶寬編碼效率高。缺點是：當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)0或1時，難以分辨復(fù)位的起停點，會產(chǎn)生直流分量的積累，使信號失真。因此，過去大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。近年來，隨著技術(shù)的完善，NRZ編碼已成為高速網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。G 單極性歸零碼（RZ） 單極性歸零碼即是以高

8、電平和零電平分別表示二進制碼1 和0，而且在發(fā)送碼1 時高電平在整個碼元期間T 只持續(xù)一段時間，其余時間返回零電平在單極性歸零碼中，/T 稱為占空比他與單極性非歸零碼不同處在于輸入二元信息為1時，給出的碼元前半時間為1，后半時間為0，輸入0則完全相同。它的占空比為50%。單極性歸零碼的主要優(yōu)點是可以直接提取同步信號，因此單極性歸零碼常常用作其他碼型提取同步信號時的過渡碼型也就是說其他適合信道傳輸?shù)荒苤苯犹崛⊥叫盘柕拇a型，可先變換為單極性歸零碼，然后再提取同步信號H 雙極性歸零碼 雙極性歸零碼是二進制碼0和1分別對應(yīng)于正和負電平的波形的編碼，在每個碼之間都有間隙產(chǎn)生這種碼既具有雙極性特性，又

9、具有歸零的特性。此種碼型比較特殊，它使用前半時間1，后半時間0來表示信息1；采用前半時間-1，后半時間0來表示信息0。因此它具有三個電平。雙極性歸零碼的特點是：接收端根據(jù)接收波形歸于零電平就可以判決1 比特的信息已接收完畢，然后準備下一比特信息的接收，因此發(fā)送端不必按一定的周期發(fā)送信息可以認為正負脈沖的前沿起了起動信號的作用，后沿起了終止信號的作用因此可以經(jīng)常保持正確的比特同步即收發(fā)之間元需特別的定時，且各符號獨立地構(gòu)成起止方式，此方式也叫做自同步方式由于這一特性，雙極性歸零碼的應(yīng)用十分廣泛 I Manchester(曼徹斯特) 在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中

10、間的跳變既作時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號；從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"。這給接收器提供了可以與之保持同步的定時信號，因此也叫做自同步編碼。十兆以太網(wǎng)就是使用Manchester編碼。曼徹斯特編碼常用在LAN上。曼切斯特編碼缺點：需要雙倍的傳輸帶寬(即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍)。J 差分曼徹斯特編碼 差分曼切斯特碼是曼徹斯特編碼的一種修改格式。其不同之處在于：每位的中間跳變只用于同步時鐘信號；而0或1的取值判斷是用位的起始處有無跳變來表示（若有跳變則為0，若無跳變則為1）。這種編碼的特點是每一位均用不同電平的兩個半位來表示，因而始終能保持直流的

11、平衡。這種編碼也是一種自同步編碼。K AMI編碼  AMI即Alternate Mark Inversion，信號交替反轉(zhuǎn)碼，典型的雙極性碼，AMI類型的編碼有HDB3、B3ZS、B8ZS等。 AMI編碼規(guī)則：輸入的“0”仍然是0，輸入的“1”交替的變換為+1、-1。 AMI能保證編碼后無直流分量，但AMI本身無法保長連“0”和長連“1”出現(xiàn)。這就出現(xiàn)HDB3、B3ZS、B8ZS，這三種編碼成功彌補了AMI碼的這種缺陷。L HDB3編碼 HDB3即High Density Bipolar of order 3 code，三階高密度雙極性碼。編碼規(guī)則：當(dāng)原碼沒有四個

12、以上連“0”串時，AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)四個以上連“0”串時，將第四個“0”變成與其前面一非“0”同極性的符號，由于這個符號破壞了極性交替反轉(zhuǎn)的規(guī)則，因此叫做破壞符號，用V符號表示(+1為+V，-1為-V)，相鄰的V符號也需要極性交替；當(dāng)V符號之間有奇數(shù)個非“0”時，是能滿足交替的，如為偶數(shù)，則不能滿足，這時再將該小段的第一個“0”變成“B”或“B”，B符號與前一個非“0”符號相反，并讓后面的非“0”符號從V符號開始交替變化。M. B3ZS編碼 B3ZS即Bipolar with three-zero substitution，三階雙極性碼，T3線路用此編碼。編碼規(guī)則與HDB3相同，只

13、是編碼后能允許最多連“0”的個數(shù)從HDB3的三個減小到兩個。N. B8ZS編碼 B8ZS即Bipolar with eigth-zero substitution，八階雙極性碼，如果源碼中沒有8個或以上連“0”串時，這時AMI碼就是B8ZS碼，如果有8個或以上連“0”時，將8個“0”替換成“000VB0VB”，其他規(guī)則同HDB3碼。T1線路采用此編碼。OCMI編碼 CMI即Code Mark Inversion，信號反轉(zhuǎn)碼。編碼規(guī)則：輸入的“1”交替用-1和+1表示，“0”用電平從-1到+1的跳變表示，也就是一個上升沿。E4和SMT-1e線路采用此編碼，編碼后信號速率被提高，其實是以犧牲帶寬來

14、換取傳輸特性。P 4B/5B編碼 為什么要進行4B/5B編碼？ 在通信網(wǎng)絡(luò)中，接收端需要從接收數(shù)據(jù)中恢復(fù)時鐘信息來保證同步，這就需要線路中所傳輸?shù)亩M制碼流有足夠多的跳變，即不能有過多連續(xù)的高電平或低電平，否則無法提取時鐘信息。4B/5B編碼方案是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成5位符號,供傳輸。這些符號保持線路的交流(AC)平衡;在傳輸中,其波形的頻譜為最小。信號的直流(DC)分量變化小于額定中心點的10%。在同樣的20MHz鐘頻下,利用4B/5B編碼可以在10兆位/秒的10 Base-T電纜上得到16兆位/秒的帶寬。其優(yōu)勢是可想而知的。這種編碼的特點是將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)流每4bit作為一個組，然后按照4

15、B/5B編碼規(guī)則將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)5bit碼。5bit碼共有32種組合，但只采用其中的16種對應(yīng)4bit碼的16種，其他的16種或者未用或者用作控制碼，以表示幀的開始和結(jié)束、光纖線路的狀態(tài)（靜止、空閑、暫停）等。在IEEE 802.9a等時以太網(wǎng)標準中的4B/5B編碼方案,因其效率高和容易實現(xiàn)而被采用。三種應(yīng)用實例是FDDI、100BASETX和100BASEFX。4B/5B編碼其實就是用5bit的二進制碼來代表4bit二進制碼。此編碼的效率是80%，比Manchester碼高。4B/5B編碼的目的在前面已經(jīng)說過了，就是讓碼流產(chǎn)生足夠多的跳變。4位二進制共有16種組合，5位二進制共有32種組合，如

16、何從32種組合種選取16種來使用呢？這里需要滿足兩個規(guī)則：每個5比特碼組中不含多于3個“0”；或者5比特碼組中包含不少于2個“1”。此規(guī)則是怎么來的？這就要從MLT-3碼的特點來解釋了。MLT-3碼的特點簡單的說就是：逢“1”跳變，逢“0”不跳變。為了讓4B/5B編碼后的碼流 中有足夠多的跳變就需要編碼后的碼流中有盡量多的“1”和盡量少的“0”。Q MLT-3編碼 MLT-3編碼是基帶傳輸技術(shù)，在100BASE-TX網(wǎng)絡(luò)中采用MLT-3傳輸方式。為Crescendo Communications公司（1993年被CIsco公司并購）所發(fā)明的基帶傳輸技術(shù)， MLT-3 是 Multi-Level

17、 Transmit 的簡稱,其中的3表示這種編碼方式有3種狀態(tài).MLT-3在多種文獻中解釋為多階基帶編碼3或者三階基帶編碼。就三階而言，信號通常區(qū)分成三種電位狀態(tài)，分別為：“正電位”、“負電位”、“零電位”。MLT-3的運作方式如下：用不變化電位狀態(tài)，即保持前一位的電位狀態(tài)來表示二進制0；用按照正弦波的電位順序（0、+、0、-）變換電位狀態(tài)來表示二進制1；編碼規(guī)則如下：1.如果下一比特是0，則輸出值與前面的值相同；2.如果下一比特是1，則輸出值就要有一個轉(zhuǎn)變：如果前面輸出的值是+V或-V，則下一輸出為0；如果前面輸出的值是0，則下一輸出的值與上一個非0值符號相反R 8B/10B編碼 采用8b/

18、10b編碼方式，可使得發(fā)送的“0”、“1”數(shù)量保持基本一致，連續(xù)的“1”或“0”不超過5位，即每5個連續(xù)的“1”或“0”后必須插入一位“0”或“1”，從而保證信號DC平衡，它就是說，在鏈路超時時不致發(fā)生DC失調(diào)。通過8b/10b編碼，可以保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)串在接收端能夠被正確復(fù)原，除此之外，利用一些特殊的代碼( 在PCI-Express總線中為K碼) ，可以幫助接收端進行還原的工作，并且可以在早期發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)位的傳輸錯誤，抑制錯誤繼續(xù)發(fā)生。直觀的理解就是把8bit數(shù)據(jù)編碼成10bit來傳輸，為什么要引入這種機制呢？其根本目的是“直流平衡”。當(dāng)高速串行流動邏輯1或邏輯0有多個位沒有產(chǎn)生變化時，信號的轉(zhuǎn)換

19、就會因為電壓位階段關(guān)系而造成信號錯誤，直流平衡的最大好處便是可以克服以上問題。8B/10B編碼是將一組連續(xù)的8位數(shù)據(jù)分解成兩組數(shù)據(jù)，一組3位，一組5位，經(jīng)過編碼后分別成為一組4位的代碼和一組6位的代碼，從而組成一組10位的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。相反，解碼是將1組10位的輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過變換得到8位數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)值可以統(tǒng)一的表示為DX.Y或KX.Y，其中D表示為數(shù)據(jù)代碼，K表示為特殊的命令代碼，X表示輸入的原始數(shù)據(jù)的低5位EDCBA，Y 表示輸入的原始數(shù)據(jù)的高3位HGF。8B/10B編碼是目前許多高速串行總線采用的編碼機制，如 USB3.0、1394b、Serial ATA、PCI Express、Infin

20、i-band、Fibre Channel(光纖通道)、RapidIO等總線或網(wǎng)絡(luò)等。S 5B/6B碼 5B共有32個碼字，變換為6B碼共有64個碼字，其中WDS=0的碼字共有20個，WDS=+2的碼字共有15個，WDS=-2的碼字共有15個，因此共有50個|WDS|最小的碼字供選擇。由于變換為6B時只需要32個碼字，故禁用|WDS|=4和6的碼字。 編碼規(guī)則： 若輸入的5B碼的碼重為0，則設(shè)定其對應(yīng)的6B碼為0 0 0 1 1 0，且下次出現(xiàn)時輸出其反碼；若輸入的5B碼的碼重為2，則在其5B碼后直接補1；若輸入的5B碼的碼重

21、3，則在其5B碼后直接補0；若輸入的5B碼的碼重為4且不為11110，則在5B碼前補0；若輸入的5B碼的碼重為5，則直接設(shè)定為011000，且下次出現(xiàn)時輸出其反碼。T 8B/6T編碼 8B/6T8比特被映射為6個三進制位100Base-T4 即3類UTP，它采用的信號速度為25MHz，需要四對雙絞線，不使用曼徹斯特編碼，而是三元信號，每個周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求的100Mb/s，還有一個33.3Mb/s的保留信道。該方案即所謂的8B6T（8比特被映射為6個三進制位）。以太網(wǎng)在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號頻率為25MHz,符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標準。它使用與10BASE-T相

22、同的RJ-45連接器,最大網(wǎng)段長度為100米。U 64B/66B編碼 64B/66B編碼是萬兆以太網(wǎng)PCS（Physical Coding Sublayer，物理編碼子層）的關(guān)鍵部分。它并不是真正的編碼，而是一種基于擾碼機制編解碼方式。這種編碼方式，是IEEE推薦的10G通信的標準編碼方式。優(yōu)點：編碼開銷?。?b/10b編碼的開銷約為20%，而64b/66b編碼的開銷約為3%；碼字長。缺點：對齊時間長：通過數(shù)據(jù)流中的有效同步位進行數(shù)據(jù)塊對齊，正確匹配后才進入Lock狀態(tài)完成定界，然后通過不間斷的識別這兩位，維持鎖定；DC不平衡：由于電口傳輸有一個相關(guān)時間常數(shù)，在下一位發(fā)送之前，高速接口經(jīng)常不允

23、許全電壓擺幅。因此，1或者0數(shù)量的連續(xù)不均衡會導(dǎo)致差分對眼圖中心電位的偏移，會導(dǎo)致接收端電路設(shè)計的復(fù)雜、增加誤碼率；對發(fā)送端擾碼器及接收端的解擾碼起要求較高。 V128B/130B編碼 128B/130B編碼選擇A，10位2進制正好是1024，編碼為00000000001111111111 128b/130b編碼機制應(yīng)用于PCI-E 3.0，可以確保幾乎100的傳輸效率，相比此前版本的8b/10b機制提升了25，從而促成了傳輸帶寬的翻番，延續(xù)了PCI-E規(guī)范的一貫傳統(tǒng)目前相關(guān)主板已經(jīng)上市。W PAM-5編碼 PAM-5是采用多級振幅信號編碼，編碼8位，2的8次方=256，有256種組

24、合，有五種信號（例如-2V、-1V、0V、1V和2V），稱為脈沖振幅調(diào)制。應(yīng)用在千兆以太網(wǎng)上?？偨Y(jié)應(yīng)用： 二進制編碼比較簡單，一般用于計算機的制造和信息的處理。目前通用的是ASCII碼。最基本的單位為bit；不歸零編碼效率是最高編碼。編碼后速率不變，有很明顯的直流成份，不適合電接口傳輸。光接口STM-NO、1000Base-SX、1000Base-LX采用此碼型；不歸零反轉(zhuǎn)碼 （NRZI）用于較慢的RS232串行通信和硬盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)存儲中。單極性非歸零編碼簡單高效外，還具有廉價的特點。單極性碼主要運用于終端設(shè)備及數(shù)字調(diào)制設(shè)備中。 歸零碼每個脈沖亮度越大，信號的能量越大，抗干擾能力強，且脈沖

25、亮度與信道帶寬成反比，即全亮碼占用信道較小的帶寬編碼效率高。缺點是：當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)0或1時，難以分辨復(fù)位的起停點，會產(chǎn)生直流分量的積累，使信號失真。因此，過去大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)都不采用這種編碼方式。近年來，隨著技術(shù)的完善，NRZ編碼已成為高速網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。4B/5B三種應(yīng)用實例是FDDI、100BASETX和100BASEFX。曼切斯特編碼主要應(yīng)用于10兆以太網(wǎng)，MLT-3編碼和NRZI編碼一般應(yīng)用于100兆以太網(wǎng)，NRZ編碼一般應(yīng)用于1000兆以太網(wǎng)。 百兆以太網(wǎng)用的4B/5B編碼與MLT-3編碼組合方式，發(fā)送碼流先進行4B/5B編碼，再進行MLT-3編碼，最后再上線路傳輸；千兆以太網(wǎng)用的是8

26、B/10B編碼與NRZ編碼組合方式；萬兆以太網(wǎng)用的是64B/66B編碼；PCIE3.0用的是128B/130B編碼。調(diào)制是一種將信號注入載波，以此信號對載波加以調(diào)制的技術(shù)，以便將原始信號轉(zhuǎn)變成適合傳送的電波信號，常用于無線電波的廣播與通信、利用電話線的數(shù)據(jù)通信等各方面。依調(diào)制信號的不同，可區(qū)分為數(shù)字調(diào)制及模擬調(diào)制，這些不同的調(diào)制，是以不同的方法，將信號和載波合成的技術(shù)。調(diào)制的核心是頻帶的搬移。模擬調(diào)制常規(guī)雙邊帶調(diào)幅AM 幅度調(diào)制也可簡稱為調(diào)幅，通過改變輸出信號的幅度，來實現(xiàn)傳送信息的目的。AM信號調(diào)制效率總是小于1 的。一般在調(diào)制端輸出的高頻信號的幅度變化與原始信號成一定的函數(shù)關(guān)系，在解調(diào)端進

27、行解調(diào)并輸出原始信號。幅度調(diào)制是用調(diào)制信號去控制高頻正弦載波的幅度，使其按調(diào)制信號的規(guī)律變化的過程。幅度調(diào)制器的一般模型如圖2-1所示。圖2-1 幅度調(diào)制器的一般模型圖中，為調(diào)制信號，為已調(diào)信號，為濾波器的沖激響應(yīng)，則已調(diào)信號的時域和頻域一般表達式分別為     式中，為調(diào)制信號的頻譜，為載波角頻率。    由以上表達式可見，對于幅度調(diào)制信號，在波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移。由于這種搬移是線性的，因此幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制，相應(yīng)地，幅

28、度調(diào)制系統(tǒng)也稱為線性調(diào)制系統(tǒng)。若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（1），調(diào)制信號疊加直流后再與載波相乘，則輸出的信號就是常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）信號。 AM調(diào)制器模型如圖2-2所示。圖2-2 AM調(diào)制器模型AM信號的時域和頻域表示式分別為     AM信號的頻譜是由載頻分量和上、下兩個邊帶組成（通常稱頻譜中畫斜線的部分為上邊帶，不畫斜線的部分為下邊帶）。上邊帶的頻譜與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同，下邊帶是上邊帶的鏡像。顯然，無論是上邊帶還是下邊帶，都含有原調(diào)制信號的完整信息。故AM信號是帶有載波的雙邊帶信號，它的帶寬為基帶信號帶寬的兩倍，即實際上的函數(shù)關(guān)系一般是正比關(guān)系。

29、這種調(diào)制方式的最大好處是調(diào)制和解調(diào)非常簡單，只需要一個二極管和一個電容器即可，當(dāng)然最大的缺點是失真比較大，同時對干擾比較敏感，相對來說是一種比較古老的技術(shù)。不過技術(shù)古老并不表示應(yīng)用不廣泛，目前仍然在很多領(lǐng)域應(yīng)用，如收音機（中波廣播）及航空無線電，尤其在航空無線電的領(lǐng)域，飛機的行進速度非?？欤瑧?zhàn)斗機更快，對調(diào)頻而言，多普勒效應(yīng)太大了，會影響通訊，而調(diào)幅不受多普勒效應(yīng)的影響，故無法被取代。同時調(diào)幅也有一些改進的技術(shù)，在圖2-1的一般模型中，適當(dāng)選擇濾波器的特性，便可得到各種幅度調(diào)制信號，例如：常規(guī)雙邊帶調(diào)幅（AM）、抑制載波雙邊帶調(diào)幅（DSB-SC）、單邊帶調(diào)制（SSB）和殘留邊帶調(diào)制（VSB）信

30、號等，調(diào)幅以及調(diào)幅的變種目前在移動通信廣泛使用的多幅度數(shù)字調(diào)制等。雙邊帶調(diào)制 DSB DSB信號的調(diào)制效率是100%。在幅度調(diào)制的一般模型中，若假設(shè)濾波器為全通網(wǎng)絡(luò)（1），調(diào)制信號中無直流分量，則輸出的已調(diào)信號就是無載波分量的雙邊帶調(diào)制信號，或稱抑制載波雙邊帶（DSB-SC）調(diào)制信號，簡稱雙邊帶（DSB）信號。    DSB調(diào)制器模型如圖3-7所示。可見DSB信號實質(zhì)上就是基帶信號與載波直接相乘，其時域和頻域表示式分別為 DSB信號的包絡(luò)不再與成正比，故不能進行包絡(luò)檢波，需采用相干解調(diào)；除不再含有載頻分量離散譜外，DSB信號的頻譜與AM信號的完全相同，仍

31、由上下對稱的兩個邊帶組成。故DSB信號是不帶載波的雙邊帶信號，它的帶寬與AM信號相同，也為基帶信號帶寬的兩倍， 即 式中，為調(diào)制信號帶寬，為調(diào)制信號的最高頻率。     抑制載波的雙邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；調(diào)制電路簡單，僅用一個乘法器就可實現(xiàn)。缺點是占用頻帶寬度比較寬，為基帶信號的2倍。單邊帶調(diào)制SSB SSB信號的調(diào)制效率是100%。由于DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，皆攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此，從信息傳輸?shù)慕嵌葋砜紤]，僅傳輸其中一個邊帶就夠了。這就又演變出另一種新的調(diào)制方式單邊帶調(diào)制（SSB）。 產(chǎn)生SSB

32、信號的方法很多，其中最基本的方法有濾波法和相移法。 用濾波法形成SSB信號，原理框圖簡潔、直觀，但存在的一個重要問題是單邊帶濾波器不易制作。這是因為，理想特性的濾波器是不可能做到的，實際濾波器從通帶到阻帶總有一個過渡帶。濾波器的實現(xiàn)難度與過渡帶相對于載頻的歸一化值有關(guān)，過渡帶的歸一化值愈小，分割上、下邊帶就愈難實現(xiàn)。而一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)過調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔很窄，要想通過一個邊帶而濾除另一個，要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性即很小的過渡帶，這就使得濾波器的設(shè)計與制作很困難，有時甚至難以實現(xiàn)。為此，實際中往往采用多級調(diào)制的辦法，目的在于降低每一級

33、的過渡帶歸一化值，減小實現(xiàn)難度。相移法形成SSB信號的困難在于寬帶相移網(wǎng)絡(luò)的制作，該網(wǎng)絡(luò)要對調(diào)制信號的所有頻率分量嚴格相移，這一點即使近似達到也是困難的。單邊帶幅度調(diào)制的好處是，節(jié)省了載波發(fā)射功率，調(diào)制效率高；頻帶寬度只有雙邊帶的一半，頻帶利用率提高一倍。缺點是單邊帶濾波器實現(xiàn)難度大。殘留邊帶調(diào)制 VSB  殘留邊帶調(diào)制是介于單邊帶調(diào)制與雙邊帶調(diào)制之間的一種調(diào)制方式，它既克服了DSB信號占用頻帶寬的問題，又解決了單邊帶濾波器不易實現(xiàn)的難題。 用濾波法實現(xiàn)殘留邊帶調(diào)制的原理圖如上圖所示。    在殘留邊帶調(diào)制中，除了傳送一個邊帶外，還保

34、留了另外一個邊帶的一部分。對于具有低頻及直流分量的調(diào)制信號，用濾波法實現(xiàn)單邊帶調(diào)制時所需要的過渡帶無限陡的理想濾波器，在殘留邊帶調(diào)制中已不再需要，這就避免了實現(xiàn)上的困難。由于VSB基本性能接近SSB，而VSB調(diào)制中的邊帶濾波器比SSB中的邊帶濾波器容易實現(xiàn)，所以VSB調(diào)制在廣播電視、通信等系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。頻率調(diào)制 FM 調(diào)頻是一種以載波的瞬時頻率變化來表示信息的調(diào)制方式。（與此相對應(yīng)的調(diào)幅方式是透過載波幅度的變化來表示信息，而其頻率卻保持不變。）在模擬應(yīng)用中，載波的頻率跟隨輸入信號的幅度直接成等比例變化。調(diào)頻技術(shù)通常運用在甚高頻段（VHF無線電波段）上的高保真音樂和語音的無線電廣播。普通的

35、（模擬）電視的音頻信號也是透過調(diào)頻方式傳遞。窄帶形式的調(diào)頻廣播(N-FM)限于商業(yè)上的聲音通訊和業(yè)余無線電領(lǐng)域，廣播中使用的調(diào)頻技術(shù)則一般稱為寬帶調(diào)頻（W-FM）。調(diào)頻技術(shù)還用于大多數(shù)的模擬VCR，包括家庭視頻系統(tǒng)VHS，用于記錄視頻信號的亮度（黑和白）信息，不過是在中頻段使用。調(diào)頻是用于錄取視頻磁帶時唯一不造成大的信號走樣的調(diào)制技術(shù)，因為視頻信息的所包含的頻譜范圍很廣，從幾個赫茲到幾十兆赫，同均衡器工作時很難將噪聲信息保持在-60分貝以下。調(diào)頻方式也使磁帶處于飽和狀態(tài)，起到降噪的作用，同時接收端的調(diào)頻捕獲效應(yīng)基本消除了透印和前回聲等現(xiàn)象。如果在信號上加上一個連續(xù)的pilot-tone，就像在

36、V2000以及許多Hi-band 格式上作的那樣，機械jitter可以得到有效的控制，從而有助于timebase correction。調(diào)頻技術(shù)還應(yīng)用在音頻的合成上，即所謂的調(diào)頻合成，在早期的數(shù)字合成器上應(yīng)用很普遍，并成為幾代個人電腦聲卡的標準特征。相位調(diào)制 PM  相位調(diào)制(PM)角度調(diào)制信號的時域表達式為:其中,是載波的振幅,是角頻率,是信號的瞬時相位,而是瞬時相位偏移;為信號的瞬時頻率,而稱為瞬時頻率偏移,載波的相位對其參考相位的偏離值隨調(diào)制信號的瞬時值成比例變化的調(diào)制方式，稱為相位調(diào)制，或稱調(diào)相。調(diào)相和調(diào)頻有密切的關(guān)系。調(diào)相時，同時有調(diào)頻伴隨發(fā)生；調(diào)頻時，也同時有調(diào)相伴隨發(fā)生

37、，不過兩者的變化規(guī)律不同。實際使用時很少采用調(diào)相制，它主要是用來作為得到調(diào)頻的一種方法。數(shù)字調(diào)制振幅鍵控 ASK ASK指的是振幅鍵控方式。這種調(diào)制方式是根據(jù)信號的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度。幅度鍵控可以通過乘法器和開關(guān)電路來實現(xiàn)。載波在數(shù)字信號1或0的控制下通或斷，在信號為1的狀態(tài)載波接通，此時傳輸信道上有載波出現(xiàn)；在信號為0的狀態(tài)下，載波被關(guān)斷，此時傳輸信道上無載波傳送。那么在接收端我們就可以根據(jù)載波的有無還原出數(shù)字信號的1和0。對于二進制幅度鍵控信號的頻帶寬度為二進制基帶信號寬度的兩倍。幅移鍵控法(ASK)的載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的， 其最簡單的形式是，載波在二進制調(diào)制信號控制下通斷，

38、 此時又可稱作開關(guān)鍵控法(OOK)。 多電平MASK調(diào)制方式是一種比較高效的傳輸方式，但由于它的抗噪聲能力較差，尤其是抗衰落的能力不強，因而一般只適宜在恒參信道下采用。頻移鍵控FSK 移頻健控（Frequency Shift Keying），或稱數(shù)字頻率調(diào)制，是數(shù)字特性中使用較早的一種調(diào)制方式。數(shù)字頻率調(diào)制的基本原理是利用載波的頻率變化來傳遞數(shù)字信息。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，這種頻率的變化不是連續(xù)的而是離散的。 FSK廣泛應(yīng)用于低速數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備中，根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU-T）的建議，傳輸速率為1200波特以下的設(shè)備一般采用FSK方式傳輸數(shù)據(jù)。FSK具有調(diào)制方法簡單易于實現(xiàn)、解調(diào)

39、不需要恢復(fù)本地載波、可以異步傳輸、抗噪聲和抗衰落性能較強等特點。由于這些原因，F(xiàn)SK是在模擬電話線上用來傳輸數(shù)據(jù)的低速、低成本異步調(diào)制解調(diào)器的一種主要調(diào)制方式。相移鍵控PSK 相移鍵控又分為絕對相移（psk）和相對相移（dpsk）。PSK 在PSK調(diào)制時，載波的相位隨調(diào)制信號狀態(tài)不同而改變。如果兩個頻率相同的載波同時開始振蕩，這兩個頻率同時達到正最大值，同時達到零值，同時達到負最大值，此時它們就處于“同相”狀態(tài)；如果一個達到正最大值時，另一個達到負最大值，則稱為“反相”。把信號振蕩一次（一周）作為360度。如果一個波比另一個波相差半個周期，兩個波的相位差180度，也就是反相。當(dāng)傳輸數(shù)字信號時，

40、“1”碼控制發(fā)0度相位，“0”碼控制發(fā)180度相位。PSK相移鍵控調(diào)制技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中，尤其是在中速和中高速的數(shù)傳機（2400bit/s4800bit/s）中得到了廣泛的應(yīng)用。相移鍵控有很好的抗干擾性,在有衰落的信道中也能獲得很好的效果。主要討論二相和四相調(diào)相，在實際應(yīng)用中還有八相及十六相調(diào)相。DPSKî差分移相鍵控(DPSK)：利用調(diào)制信號前后碼元之間載波相對相位的變化來傳遞信息。DPSK用于光傳輸系統(tǒng)中對DPSK調(diào)制信號的接收解調(diào)。DPSK是一個1 Bit延遲器，輸入一個信號，可以得到兩路相差一個比特的信號，形成信號對DPSK信號進行相位解調(diào)，實現(xiàn)相位到強度的轉(zhuǎn)化。一般來說，因為

41、信號波形間的相關(guān)性導(dǎo)致了DPSK中錯誤的傳播(相鄰碼元之間)，所以DPSK信號的效率要低于PSK。造成PSK和DPSK這種差異的原因是，前者是將接收信號與原始的無噪聲干擾的參考信號比較，而后者則是兩個含噪信號之間的比較。因此，DPSK信號的噪聲是PSK信號噪聲的2倍，可以推測，DPSK估計的誤碼率大約為PSK的2倍(3dB)，隨著信噪比的增加，這種惡化程度也迅速增加。但是性能的損失換來了系統(tǒng)復(fù)雜性的降低。QPSK 四相相移鍵控 (Quadrature Phase Shift Keying)簡稱“QPSK”，是一種數(shù)字調(diào)制方式。它分為絕對相移和相對相移兩種。由于絕對相移方式存在相位模糊問題，所以

42、在實際中主要采用相對移相方式DQPSK。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線通信中，成為現(xiàn)代通信中一種十分重要的調(diào)制解調(diào)方式。 在數(shù)字信號的調(diào)制方式中QPSK是最常用的一種衛(wèi)星數(shù)字信號調(diào)制方式,它具有較高的頻譜利用率、較強的抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡單。 QPSK數(shù)字電視調(diào)制器在對數(shù)據(jù)流的處理上采用能量擴散的隨機化處理、RS編碼、卷積交織、收縮卷積編碼、調(diào)制前的基帶成形處理等，保證了數(shù)據(jù)的傳輸性能。QPSK數(shù)字電視調(diào)制器采用了先進的數(shù)字信號處理技術(shù)，完全符合DVB-S標準，接收端可直接用數(shù)字衛(wèi)星接收機進行接收。它不但能取得較高的頻譜利用率，具有很強的抗干擾性和較高的性能價格比，而且和模擬FM微波設(shè)備也能

43、很好的兼容。MPSK MPSK是多進制相位調(diào)制，是二相制的推廣。多相制信號常用的產(chǎn)生方法有：直接調(diào)相法及相位選擇法。 相位選擇法在一個碼元持續(xù)時間內(nèi)，MPSK信號為載波四個相位中的某一個。因此，可以用相位選擇法產(chǎn)生4PSK信號，四相載波發(fā)生器產(chǎn)生4PSK信號所需的四種不同相位的載波。輸入的二進制數(shù)碼經(jīng)串/并變換器輸出雙比特碼元。按照輸入的雙比特碼元的不同，邏輯選相電路輸出相應(yīng)相位的載波。直接調(diào)相法，PSK信號也可以采用正交調(diào)制的方式產(chǎn)生。由此可見，MPSK信號可以看成是兩個正交載波進行多電平雙邊帶調(diào)制所得兩路MASK信號的疊加。這樣，就為MPSK信號的產(chǎn)生提供了依據(jù)，實際中，常用正交調(diào)制的方法

44、產(chǎn)生MPSK信號。MPSK信號可以看成是載波互為正交的兩路MASK信號的疊加，因此，MPSK信號的頻帶寬度應(yīng)與MASK時的相同。QAM 正交振幅鍵控是一種將兩種調(diào)幅信號（2ASK和2PSK）匯合到一個信道的方法，因此會雙倍擴展有效帶寬，正交調(diào)幅被用于脈沖調(diào)幅。正交調(diào)幅信號有兩個相同頻率的載波，但是相位相差90度（四分之一周期，來自積分術(shù)語）。一個信號叫I信號，另一個信號叫Q信號。從數(shù)學(xué)角度將一個信號表示成正弦，另一個表示成余弦。兩種被調(diào)制的載波在發(fā)射時已被混和。到達目的地后，載波被分離，數(shù)據(jù)被分別提取然后和原始調(diào)制信息相混和。QAM是用兩路獨立的基帶信號對兩個相互正交的同頻載波進行抑制載波雙邊

45、帶調(diào)幅，利用這種已調(diào)信號的頻譜在同一帶寬內(nèi)的正交性，實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息的傳輸。該調(diào)制方式通常有二進制QAM（4QAM）、四進制QAM（l6QAM）、八進制QAM（64QAM），對應(yīng)的空間信號矢量端點分布圖稱為星座圖，分別有4、16、64個矢量端點。電平數(shù)m和信號狀態(tài)M之間的關(guān)系是對于4QAM，當(dāng)兩路信號幅度相等時，其產(chǎn)生、解調(diào)、性能及相位矢量均與4PSK相同。QAM分析儀是RF安裝和維護的綜合解決方案，用來測試有線電視系統(tǒng)上的DVB-C（有線數(shù)字視頻廣播）信號。它向工程師提供精確檢驗送至用戶業(yè)務(wù)質(zhì)量所需的測量功能。所有的測量都很容易接入，并以清楚的圖形顯示呈現(xiàn)測量結(jié)果。應(yīng)用：前端設(shè)備安裝和

46、維護；系統(tǒng)檢驗；現(xiàn)場安裝和維護；調(diào)制器生產(chǎn)或驗收測試；在6MHz信道帶寬中的OptJ91-調(diào)制測試；測量能力。MSK最小頻移鍵控MSK (Minimum Shift Keying)是一種特殊的連續(xù)相位的頻移鍵控 (CPFSK)。其最大頻移為比特速率的1/4，即MSK是調(diào)制系數(shù)為0.5的連續(xù)相位的FSK。 MSK是一種在無線移動通信中很有吸引力的數(shù)字調(diào)制方式，它具有以下兩種主要的特點：信號能量的99.5%被限制在數(shù)據(jù)傳輸速率的1.5倍的帶寬內(nèi)。譜密度隨頻率（遠離信號帶寬中心）倒數(shù)的四次冪而下降，而通常的離散相位FSK信號的譜密度卻隨頻率倒數(shù)的平方下降。因此，MSK信號在帶外產(chǎn)生的干擾非

47、常小。這正是限帶工作情況下所希望有的寶貴特點；信號包絡(luò)是恒定的，系統(tǒng)可以使用廉價高效的非線性器件。MSK屬于恒包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)?，F(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)的研究，主要是圍繞著充分的節(jié)省頻譜和高效率地利用可用頻帶這個中心而展開的。隨著通信容量的迅速增加，致使射頻頻譜非常擁擠，這就要求必須控制射頻輸出信號的頻譜。但是由于現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非線性器件的存在，引入了頻譜擴展，抵消了發(fā)送端中頻或基帶濾波器對減小帶外衰減所做的貢獻。這是因為器件的非線性具有幅相轉(zhuǎn)換（AM/PM）效應(yīng)，會使己經(jīng)濾除的帶外分量幾乎又都被恢復(fù)出來了。為了適應(yīng)這類信道的特點，必須設(shè)法尋找一些新的調(diào)制方式，要求它所產(chǎn)生的己調(diào)信號，經(jīng)過發(fā)端帶限后，

48、雖然仍舊通過非線性器件，但是，非線性器件輸出信號只產(chǎn)生很小的頻譜擴展。脈沖調(diào)制 脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制PAM 脈沖振幅調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation）是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。若脈沖載波是沖激脈沖序列，則抽樣定理就是脈沖振幅調(diào)制的原理。而實際上，由于真正的沖激脈沖串不能實現(xiàn)，通常只能采用窄脈沖串來實現(xiàn)。即是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調(diào)制方式。如果脈沖載波是由沖激脈沖組成的，則前面所說的抽樣定理，就是脈沖振幅調(diào)制的原理。但是，實際上真正的沖激脈沖串是不可能實現(xiàn)的，而通常只能采用窄脈沖串來實現(xiàn)，因此，研究窄脈沖作為脈沖載波的PAM方式，將更加具

49、有實際意義。脈幅調(diào)制(PAM)與脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)多聯(lián)機空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)負荷的變化要求,對系統(tǒng)的制冷劑流量進行精確的控制。目前控制的方法主要有兩種:一種是通過控制壓縮機的轉(zhuǎn)速的方式來調(diào)節(jié)制冷劑的流量,另一種是采用數(shù)字脈沖控制技術(shù),調(diào)節(jié)壓縮機在單位時間內(nèi)輸出的制冷劑流量。脈寬調(diào)制 PDM脈沖寬度調(diào)制是一種模擬控制方式，其根據(jù)相應(yīng)載荷的變化來調(diào)制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現(xiàn)晶體管或MOS管導(dǎo)通時間的改變，從而實現(xiàn)開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恒定，是利用微處理器的數(shù)字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)。用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的寬

50、度，使每個脈沖的持續(xù)時間與該瞬時的調(diào)制信號值成比例。此時脈沖序列的幅度保持不變，被調(diào)制的是脈沖的前沿或后沿，或同時是前后兩沿，使脈沖持續(xù)時間發(fā)生變化。脈寬調(diào)制也是20世紀30年代里夫發(fā)明的。但在無線電通信中一般不用脈寬調(diào)制，因為此時發(fā)射機的平均功率要不斷地變化。脈位調(diào)制 PPM即光學(xué)脈位調(diào)制（PPM調(diào)制），調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（即相位），使各脈沖的相對位置隨調(diào)制信號變化。此時序列中脈沖幅度和寬度均不變。用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（即相位），使各脈沖的相對位置隨調(diào)制信號變化。此時脈沖序列中脈沖的幅度和寬度均保持不變。脈位調(diào)制在第二次世界大戰(zhàn)中期已付之實用。脈位調(diào)制

51、的傳輸性能較好，常用于視距微波中繼通信系統(tǒng)。脈沖數(shù)字調(diào)制脈碼調(diào)制PCM數(shù)字通信的奠基石脈碼調(diào)制 脈碼調(diào)制是A.里弗斯于1937年提出的，這一概念為數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)，60年代它開始應(yīng)用于市內(nèi)電話網(wǎng)以擴充容量，使已有音頻電纜的大部分芯線的傳輸容量擴大2448倍。到70年代中、末期，各國相繼把脈碼調(diào)制成功地應(yīng)用于同軸電纜通信、微波接力通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等中、大容量傳輸系統(tǒng)。80年代初，脈碼調(diào)制已用于市話中繼傳輸和大容量干線傳輸以及數(shù)字程控交換機，并在用戶話機中采用。脈碼調(diào)制技術(shù)與集成電路技術(shù)的進步，促使數(shù)字通信出現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展。數(shù)字通信系統(tǒng)采用的數(shù)字信號與計算機使用的二進制信號形式一致，因

52、此，數(shù)字通信系統(tǒng)可以直接與計算機相連，從而能對信息自動進行處理和變換，很方便地建立以計算機為核心的通信網(wǎng)。從技術(shù)發(fā)展和方便用戶的角度來看，數(shù)字通信標志著現(xiàn)代化通信的開始。至今，在話音通信、圖像通信、數(shù)據(jù)通信等許多通信領(lǐng)域中，信息的收集、傳輸、變換、處理都離不開數(shù)字化技術(shù)。通信數(shù)字化的熱潮脈碼調(diào)制已經(jīng)掀起，正以燎原之勢遍及通信的所有領(lǐng)域，甚至各種家用音像電器也開始實現(xiàn)數(shù)字化。數(shù)字通信已滲透到移動通信領(lǐng)域，數(shù)字移動電話就是采用數(shù)字通信技術(shù)研制出來的。增量調(diào)制DM增量調(diào)制簡稱M或增量脈碼調(diào)制方式（DM），它是繼PCM后出現(xiàn)的又一種模擬信號數(shù)字化的方法。1946年由法國工程師De Loraine提出，

53、目的在于簡化模擬信號的數(shù)字化方法。主要在軍事通信和衛(wèi)星通信中廣泛使用，有時也作為高速大規(guī)模集成電路中的A/D轉(zhuǎn)換器使用。早期的簡單增量調(diào)制的缺點是動態(tài)范圍很窄，不能滿足實用電話系統(tǒng)的要求，因此，出現(xiàn)了許多不同種類的增量調(diào)制的改進形式。其中應(yīng)用較廣泛的一類是自適應(yīng)增量調(diào)制，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(tài)范圍。如果量階大小是由直接檢測輸出數(shù)碼中的平均斜率信息（在音節(jié)10毫秒內(nèi)的平均值）來控制的，就稱為數(shù)字檢測音節(jié)壓擴增量調(diào)制；如果量階的控制取決于相鄰二個數(shù)碼，則稱為瞬時壓擴增量調(diào)制；如果在大信號段采用音節(jié)壓擴，而在小信號段采用瞬時壓擴,則稱為混合壓擴增量調(diào)制;如果量

54、階控制信息直接由輸入模擬信號中提取，則稱為連續(xù)增量調(diào)制；如果把模擬信號經(jīng)過積分后再進行增量調(diào)制，則稱為總和增量調(diào)制，簡稱墹-調(diào)制；如果積分電路是由二節(jié)積分器串聯(lián)組成的，則稱為雙積分增量調(diào)制。增量調(diào)制與脈碼調(diào)制(PCM)相比,具有以下三個特點：電路簡單，而脈碼調(diào)制編碼器需要較多邏輯電路；數(shù)據(jù)率低于40千比特/秒時，話音質(zhì)量比脈碼調(diào)制的好，增量調(diào)制一般采用的數(shù)據(jù)率為32千比特/秒或16千比特/秒；抗信道誤碼性能好，能工作于誤碼率為10-3的信道，而脈碼調(diào)制要求信道誤碼率低于10-510-6。因此,增量調(diào)制適用于軍事通信、散射通信和農(nóng)村電話網(wǎng)等中等質(zhì)量的通信系統(tǒng)。增量調(diào)制技術(shù)還可應(yīng)用于圖像信號的數(shù)字

55、化處理。PWM寬調(diào)制（PWM）基本原理：控制方式就是對逆變電路開關(guān)器件的通斷進行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。也就是在輸出波形的半個周期中產(chǎn)生多個脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出平滑且低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率。是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。脈寬調(diào)制PWM是開關(guān)型穩(wěn)壓電源中的術(shù)語。這是按穩(wěn)壓的控制方式分類的，除了PWM型，還有PFM型和PWM、PFM混合型。脈寬寬度調(diào)制式（P

56、WM）開關(guān)型穩(wěn)壓電路是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過電壓反饋調(diào)整其占空比，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。差分脈碼調(diào)制DPCM它是利用聲音信號的相關(guān)性找出可反映信號變化特性的一個差值編碼。是對模擬信號幅度抽樣的差值進行量化編碼的調(diào)制方式(抽樣差值的含義請參見“增量調(diào)制”)。這種方式是用已經(jīng)過去的抽樣值來預(yù)測當(dāng)前的抽樣值，對它們的差值進行編碼。差值編碼可以提高編碼頻率，這種技術(shù)已應(yīng)用于模擬信號的數(shù)字通信之中。DPCM與預(yù)測編碼類似，只是它有一個量化步驟。量化步驟和PCM中的量化步驟類似，可以是均勻量化，也可以是非均勻量化對于有些信號(例如圖像信號)由于信號的瞬時斜率比較大，很容易引起過載，因此

57、，不能用簡單增量調(diào)制進行編碼，除此之外，這類信號也沒有像話音信號那種音節(jié)特性，因而也不能采用像音節(jié)壓擴那樣的方法，只能采用瞬時壓擴的方法。但瞬時壓擴實現(xiàn)起來比較困難，因此，對于這類瞬時斜率比較大的信號，通常采用一種綜合了增量調(diào)制和脈沖編碼調(diào)制兩者特點的調(diào)制方法進行編碼，這種編碼方式被簡稱為脈碼增量調(diào)制，或稱差值脈碼調(diào)制，用DPCM表示。原理是減少或除去聲音信號的多余成分以提高通信的有效性。自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制 ADPCMADPCM是一種針對16bit (或者更高?) 聲音波形數(shù)據(jù)的一種有損壓縮算法, 它將聲音流中每次采樣的 16bit 數(shù)據(jù)以 4bit 存儲, 所以壓縮比1:4. 而壓縮/解

58、壓縮算法非常的簡單, 所以是一種低空間消耗,高質(zhì)量聲音獲得的好途徑。該算法利用了語音信號樣點間的相關(guān)性，并針對語音信號的非平穩(wěn)特點，使用了自適應(yīng)預(yù)測和自適應(yīng)量化，即量化器和預(yù)測器的參數(shù)能隨輸入信號的統(tǒng)計特性自適應(yīng)于或接近于最佳的參數(shù)狀態(tài)，在32kbps8khz速率上能夠給出網(wǎng)絡(luò)等級話音質(zhì)量。當(dāng)前該算法以其簡單實用的特點廣泛應(yīng)用到數(shù)字音樂盒和數(shù)字錄音筆中。擴頻擴頻是將傳輸信號的頻譜（spectrum）打散到較其原始帶寬更寬的一種通信技術(shù)，常用于無線通信領(lǐng)域。比較嚴格的定義則分成兩個部分：擴頻調(diào)變之后，其信號傳輸帶寬應(yīng)遠大于原始信號；傳輸端會采用一個獨特的碼（code），此碼與發(fā)送數(shù)據(jù)是無關(guān)的，接收端也必須使用這個獨特的碼才