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计算机与信息工程学院验证性实验报告一、实验目的1.掌握PCM 编译码原理。
2.掌握PCM 基带信号的形成过程及分接过程。
3.掌握语音信号PCM 编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验内容1.用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM 基群信号。
2.改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。
3.改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。
三、基本原理1.点到点PCM 多路电话通信原理脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声比较小时一般用PCM ，否则一般用ΔM 。
目前速率在155MB 以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A 解和μ律两种PCM 编译码标准系列，在155MB 以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。
而ΔM 在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM 多路电话通信原理可用图9-1表示。
对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。
对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
点到点PCM 多路电话通信原理框图本实验模块可以传输两路话音信号。
采用TP3057编译器，它包括了图9-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。
编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。
本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2. PCM编译码模块原理本模块的原理方框图图9-2所示，电原理图如图9-3所示（见附录），模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经7905变换得到。
PCM编译码原理方框图该模块上有以下测试点和输入点：∙ BS PCM基群时钟信号(位同步信号)测试点∙ SL0 PCM基群第0个时隙同步信号∙ SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SRB 信号B译码输出信号测试点∙ STA 输入到编码器A的信号测试点∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM PCM基群信号测试点∙ PCM-A 信号A编码结果测试点∙ PCM-B 信号B编码结果测试点∙ STA-IN 外部音频信号A输入点∙ STB-IN 外部音频信号B输入点本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。
本科实验报告课程名称：通信原理实验项目：脉冲编码调制与解调实验实验地点：通信原理实验室专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年6 月16 日一、实验目的和要求：1.掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2.掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3.了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
二、实验内容：1.观察脉冲编码调制与解调的结果，观察调制信号与基带信号之间的关系。
2.改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比的变化情况。
3.改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4.观察脉冲编码调制信号的频谱。
三、主要仪器设备：信号源模块、PAM、AM模块、终端模块、频谱分析模块四、实验原理：模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。
如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。
脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。
脉码调制的过程如图4-1所示。
PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。
抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的抽样信号转换成时间离散幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。
国际标准化的PCM码组（电话语音）是八位码组代表一个抽样值。
编码后的PCM 码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。
预滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300－3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。
图4-1 PCM 调制原理框图在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码，通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示，国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kb/s ，使用A 律或μ律编码律。
实验四--Δm及CVSD编译码实验实验四Δm及CVSD编译码实验一、实验目的1、掌握简单增量调制的工作原理。
2、理解量化噪声及过载量化噪声的定义，掌握其测试方法。
3、了解简单增量调制与CVSD工作原理不同之处及性能上的差别。
二、实验器材1、主控&信号源模块、21号、3号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、Δm编译码（1）实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-IN LPF-OUTΔm 编码编码输入门限判决时钟Δm译码时钟译码输入译码输出3# 信源编译码模块比较量化延时极性变换量阶编码输出延时本地译码音频输入图一Δm编译码框图（2）实验框图说明编码输入信号与本地译码的信号相比较，如果大于本地译码信号则输出正的量阶信号，如果小于本地译码则输出负的量阶。
然后，量阶会对本地译码的信号进行调整，也就是编码部分“+”运算。
编码输出是将正量阶变为1，负量阶变为0。
Δm译码的过程实际上就是编码的本地译码的过程。
2、CVSD编译码（1）实验原理框图信号源music/A-outCLK抗混叠滤波器LPFLPF-IN LPF-OUTΔm 编码编码输入门限判决时钟Δm译码时钟译码输入译码输出比较延时极性变换量阶调整编码输出延时本地译码量阶调整一致脉冲量阶3# 信源编译码模块音频输入图二 CVSD编译码框图（2）实验框图说明与Δm相比，CVSD多了量阶调整的过程。
而量阶是根据一致脉冲进行调整的。
一致性脉冲是指比较结果连续三个相同就会给出一个脉冲信号，这个脉冲信号就是一致脉冲。
其他的编译码过程均与Δm一样。
四、实验步骤项目一：△M编码规则实验项目二：量化噪声观测项目三：不同量阶△M编译码的性能项目四：△M编译码语音传输系统项目五：CVSD量阶观测项目六：CVSD一致脉冲观测项目七;CVSD量化噪声观测项目八：CVSD码语音传输系统五、实验记录TP4(信源延时)和TH14(编码输出)TP4(信源延时)和TP3(本地译码)项目二CH1信源延时，CH2 本地译码项目三量阶3000，Vpp=3V项目三量阶6000，Vpp=3V 项目三量阶3000，Vpp=1V项目五量阶6000，Vpp=1V 项目五 Vout=1V项目五 Vout=2V项目五 Vout=4V项目七 Vpp=1V 项目七 Vpp=3VCVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=3V的噪声CVSD量化噪声观测(2KHz)Vpp=1V的噪声六、思考题回答1.增量调制的速率可以是32kbps、16kbps相比PCM 64kbps产生的原因怎样？（请查找资料）今天VoIP采用什么样的信源编码？视频的MPEG2编码又是什么？答：PCM的速率是增量调制的整数倍，利用此特点，可进行信道的复用，扩大信息量的传输。
实验一ＰＣＭ编译码实验一、实验目的1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、熟悉了解W6８1５１2.二、实验器材1、主控＆信号源模块、3号、２１号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图图1—1 ２1号模块W6８１512芯片的PCM编译码实验图1－2 3号模块的ＰCＭ编译码实验图1-3 Ａ／μ律编码转换实验２、实验框图说明图1—１中描述的是信号源经过芯片W68１512经行PCM编码和译码处理。
W6８１5１２的芯片工作主时钟为204８ＫHz,根据芯片功能可选择不同编码时钟进行编译码。
在本实验的项目一中以编码时钟取64K为基础进行芯片的幅频特性测试实验。
图１—2中描述的是采用软件方式实现PCM编译码，并展示中间变换的过程。
PＣM编码过程是将音乐信号或正弦波信号，经过抗混叠滤波（其作用是滤波3。
4ｋＨz以外的频率,防止A／D转换时出现混叠的现象）。
抗混滤波后的信号经A/D转换，然后做PCM编码,之后由于G．7１1协议规定Ａ律的奇数位取反,μ律的所有位都取反。
因此,PCＭ编码后的数据需要经G.711协议的变换输出。
PCM译码过程是PＣM编码逆向的过程，不再赘述。
A／μ律编码转换实验中，如实验框图1－3所示,当菜单选择为Ａ律转μ律实验时，使用3号模块做A律编码，A律编码经A转μ律转换之后,再送至21号模块进行μ律译码。
同理，当菜单选择为μ律转Ａ律实验时,则使用3号模块做μ律编码，经μ转A律变换后,再送入2１号模块进行Ａ律译码.四、实验步骤实验项目一测试W681512的幅频特性概述：该项目是通过改变输入信号频率，观测信号经Ｗ681５12编译码后的输出幅频特性，了解芯片Ｗ6815１２的相关性能。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【ＰCM编码】→【Ａ律编码观测实验】。
第1篇一、实验目的1. 理解通信编译码的基本原理，包括编码、解码和传输过程中的关键技术。
2. 掌握PCM、HDB3等常用编译码方法的原理和实现方法。
3. 熟悉通信编译码实验设备的使用方法，并能对实验结果进行分析。
二、实验器材1. 双踪示波器一台2. 通信原理型实验箱一台3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块4. 麦克风和扬声器一套三、实验原理1. 编码原理：将模拟信号转换为数字信号的过程称为编码。
常见的编码方法有PCM、HDB3等。
（1）PCM编码：PCM（脉冲编码调制）是一种常用的数字编码方法，其原理是将模拟信号进行采样、量化、编码，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
（2）HDB3编码：HDB3（高密度双极性三电平）编码是一种数字基带信号，它是在AMI（非归零码）编码的基础上，引入破坏性偶极性和倒极性变换，使得信号在传输过程中不会出现连续的零电平，从而提高传输质量。
2. 解码原理：将数字信号恢复为模拟信号的过程称为解码。
解码过程与编码过程相反，主要包括反量化、反采样和低通滤波等步骤。
四、实验步骤1. 连线：根据实验要求，连接双踪示波器、通信原理型实验箱、PCM与ADPCM编译码模块、数字信号源模块、麦克风和扬声器。
2. 设置实验参数：打开实验箱电源，设置PCM与ADPCM编译码模块的参数，包括采样频率、量化位数等。
3. 观察PCM编码输出信号：用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。
观察PCM编码输出信号，分析其时域和频域特性。
4. 观察HDB3编码输出信号：用示波器观察HDB3编码输出信号，分析其时域和频域特性。
5. 观察解码输出信号：观察解码后的模拟信号，分析其恢复效果。
6. 比较不同编码方法的性能：分析PCM编码和HDB3编码的优缺点，比较它们的性能。
五、实验结果与分析1. 观察到PCM编码输出信号为离散的数字信号，具有较好的抗干扰性能。
2. 观察到HDB3编码输出信号为非归零码，具有较好的传输质量。
通信原理实验报告班级： 12050641姓名：谢昌辉学号： 1205064135实验一 抽样定理实验一、实验目的1、 了解抽样定理在通信系统中的重要性。
2、 掌握自然抽样及平顶抽样的实现方法。
3、 理解低通采样定理的原理。
4、 理解实际的抽样系统。
5、 理解低通滤波器的幅频特性对抽样信号恢复的影响。
6、 理解低通滤波器的相频特性对抽样信号恢复的影响。
7、 理解带通采样定理的原理。
二、实验器材1、 主控&信号源、3号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图保持电路S1信号源A-outmusic抽样电路被抽样信号抽样脉冲平顶抽样自然抽样抽样输出抗混叠滤波器LPFLPF-INLPF-OUTFPGA 数字滤波FIR/IIR译码输出编码输入3# 信源编译码模块图1-1 抽样定理实验框图2、实验框图说明抽样信号由抽样电路产生。
将输入的被抽样信号与抽样脉冲相乘就可以得到自然抽样信号，自然抽样的信号经过保持电路得到平顶抽样信号。
平顶抽样和自然抽样信号是通过开关S1切换输出的。
抽样信号的恢复是将抽样信号经过低通滤波器，即可得到恢复的信号。
这里滤波器可以选用抗混叠滤波器（8阶3.4kHz 的巴特沃斯低通滤波器）或FPGA 数字滤波器（有FIR 、IIR 两种）。
反sinc 滤波器不是用来恢复抽样信号的，而是用来应对孔径失真现象。
要注意，这里的数字滤波器是借用的信源编译码部分的端口。
在做本实验时与信源编译码的内容没有联系。
四、实验步骤实验项目一抽样信号观测及抽样定理验证概述：通过不同频率的抽样时钟，从时域和频域两方面观测自然抽样和平顶抽样的输出波形，以及信号恢复的混叠情况，从而了解不同抽样方式的输出差异和联系，验证抽样定理。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口目标端口连线说明信号源：MUSIC 模块3：TH1(被抽样信号) 将被抽样信号送入抽样单元信号源：A-OUT 模块3：TH2(抽样脉冲) 提供抽样时钟模块3：TH3(抽样输出) 模块3：TH5(LPF-IN) 送入模拟低通滤波器2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【抽样定理】。
实验二ΔM编码、译码综合实验一、实验目的1．加深理解语音信号的增量调制编、译码原理。
2．了解简单增量调制(ΔM)，压扩增量调制(ADM)系统的方案，组成和特点。
3．对系统的主要技术指标进行实验测试、计算和分析，学会对这些主要指标的测试方法。
4．对简单增量调制与压扩增量调制方式的电路性能作对比分析。
二、实验内容1．简单ΔM编码实验(1) 时钟测试同步信号源实验 (5) 临界编码实验(2) 静态编码实验 (6) 过载编码实验(3) 起始编码实验 (7) 简单ΔM编码动态范围测试(4) 正常编码实验 (8) 简单ΔM译码实验2．压扩ΔM编码实验(1) 压扩控制信号实验 (3) 压扩过载特性(2) 压扩编码动态范围测试 (4) 幅频特性实验3．压扩译码、滤波、功放实验4．压扩编译码实验5．压扩编译码话音信号测试实验6．简单压扩ΔM音质试听评价实验7．压扩量化信噪比测试实验8．学生常犯的测量错误三、基本原理3．1概述增量调制是采用一位二进制数码来表示信号此时刻的值相对于前一个取样时刻的值是增大还是减小，增大发“1”码，减少发“0”码，数码的“1”、“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。
收端译码则是每收到一个“1”码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量价，每收到一个“0”码下降一个量价。
当收到连“1”码时，表示信号连续增长。
当收到连“0”码时，表示信号连续下降。
译码输出再通过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号。
因此，当取样频率足够高时，量价的大小取得恰当，收端恢复的信号与原信号非常接近、量化噪声可以很小。
增量调制的突出优点是：设备简单，能以较低的数码率进行编码。
特别是用在单路数字电话，增量调制更有吸引力。
因为单路增量系统根本不需解决收发同步问题，而脉码调制即使是单路通信也需要同步码组。
增量调制这一优点正是任意选址通信。
轻型数字式宽带散射通信。
微波中继通信和卫星通信等特殊方式所企求的。
通信原理实验报告通信原理包括很多东西，主要就是解决数据的收发以及传输，具体如下：（1）信源编码：减少码元数目和码元速率以及模拟信号的数字化（2）数字调制：模拟信号转化成数字信号后，我们称之为数字基带信号，大多数情况下，数字基带信号并不适合在信道中传输，这时就需要进行数字调制，如ASK,FSK,PSK等，以适应信道的传输（3）模拟调制：如果在数字系统中就不需要进行模拟调制，当在模拟系统中传输时就需要进行模拟调制，如AM,FM,PM等（4）信道编码：信道编码是为了使数字信息在信道传输时能够具有更好的抗干扰能力（5）模拟解调：解调出数字调制信号（6）数字解调：也就是译码。
这个过程比较复杂，需要进行载波同步和位同步，以及抽样判决一、通信的目的：将信息从发端”搬运“到收端。
二、衡量通信过程的指标：有效性和可靠性。
三、完成通信的手段：和具体信道和收发端有关系。
其实这也是题主问题里所问的一切，那一切的东西，都是手段。
一切通信都离不开这三个方面。
就如同你和其他人交流的时候可以通过声音，你想表达的是你的信息，通过的信道是空气。
那么你的通信手段就是: 首先将你想说的内容调制到声音频率上，然后发送你想说的话给你的听众，然后你的听众接收到了你的发送信号（声音），然后理解（解调和译码）了你的意思。
你看这就是一个通信过程。
那么考虑这样或那样的问题，面对不同的信道，不同的人群，如何能有效并可靠的将你的信息给别人呢？那就要考虑各种实际的问题了。
如果你在太空中，没有任何声音可以传播的介质，你能通过大声喊（就认为这是一种编码、调制并发送的过程好了）让别人听见吗？答案当然是否啦。
不过近距离的话你可以通过手势，眼神等其他（编码、调制）方式来完成交流，这就是面对不同信道的一种解决方案了。
那么再考虑另外一种情况，如果你和一个略通中文歪果仁用中文对话，你当然不可能用很快的语速来交流了，那么降低你的说话频率（码率或者速率）就是一种不错的解决方案了。
实验一、PCM编译码实验实验步骤1. 准备工作:加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。
2. PCM串行接口时序观察(1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号(TP503）,观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等)。
（2) 抽样时钟信号与PCM编码数据测量:用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502）,观测时以TP504做同步.分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系.3。
PCM编码器（1) 方法一:(A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）.（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。
分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号(同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系.分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。
（2）方法二：（A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置,将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号(左端）。
此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。
（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504)和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号(TP501）做同步（注意：需三通道观察）。
分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。
4。
PCM译码器（1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号.此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。
实验二ΔM编码、译码综合实验一、实验目的1．加深理解语音信号的增量调制编、译码原理。
2．了解简单增量调制(ΔM)，压扩增量调制(ADM)系统的方案，组成和特点。
3．对系统的主要技术指标进行实验测试、计算和分析，学会对这些主要指标的测试方法。
4．对简单增量调制与压扩增量调制方式的电路性能作对比分析。
二、实验内容1．简单ΔM编码实验(1) 时钟测试同步信号源实验(5) 临界编码实验(2) 静态编码实验(6) 过载编码实验(3) 起始编码实验(7) 简单ΔM编码动态范围测试(4) 正常编码实验(8) 简单ΔM译码实验2．压扩ΔM编码实验(1) 压扩控制信号实验(3) 压扩过载特性(2) 压扩编码动态范围测试(4) 幅频特性实验3．压扩译码、滤波、功放实验4．压扩编译码实验5．压扩编译码话音信号测试实验6．简单压扩ΔM音质试听评价实验7．压扩量化信噪比测试实验8．学生常犯的测量错误三、基本原理3．1概述增量调制是采用一位二进制数码来表示信号此时刻的值相对于前一个取样时刻的值是增大还是减小，增大发“1”码，减少发“0”码，数码的“1”、“0”只是表示信号相对于前一时刻的增减，不代表信号的绝对值。
收端译码则是每收到一个“1”码，译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量价，每收到一个“0”码下降一个量价。
当收到连“1”码时，表示信号连续增长。
当收到连“0”码时，表示信号连续下降。
译码输出再通过低通滤波器滤去高频量化噪声，从而恢复原信号。
因此，当取样频率足够高时，量价的大小取得恰当，收端恢复的信号与原信号非常接近、量化噪声可以很小。
增量调制的突出优点是：设备简单，能以较低的数码率进行编码。
特别是用在单路数字电话，增量调制更有吸引力。
因为单路增量系统根本不需解决收发同步问题，而脉码调制即使是单路通信也需要同步码组。
增量调制这一优点正是任意选址通信。
轻型数字式宽带散射通信。
微波中继通信和卫星通信等特殊方式所企求的。
目前在各种改进型增量调制中，对于话音信号编码来说，以数字音节压扩总和增量调制的效果比较好，目前采用得比较多。
对话音的清晰度和自然度，在32千比特/秒的数码率的情况下，试听效果比较满意。
3．2 简单增量调制3．2．.1 工作原理框图图2一1(a)为增量编码框图，它是由相加电路与放大限幅器(二者合在一起通常称为比较器)，定时判决电路和本地译码器三部分组成。
比较器输入端有一个相加电路，本地译码信号的反相值-S1(t)与原话音信号S(t)相加，实现s(t)和S1(t)相减，得出差值信号e(t)。
e(t)=S(t)－S1(t)设s1(t)小于原话音信号s(t)，则误差信号e(t)为正，根据增量编码规则，e(t)为正发1码。
图2.1 增量调制工作原理框图编码器输出数码P(t)为“1”码。
数码P(t)同时送给本地译码器，本地译码器收到“1”码，按增量译码规则产生一个正斜变电压，使s 1(t)上升，实际电路是将P(t)反相变成-P(t)再译码，译出的信号为-s 1(t)，如果用P(t)译码、译出的是s 1(t)。
反相的目的是为了实现s(t)与s 1(t)相减。
(为了讲述方便以后我们都用s 1(t)与s(t)来比较大小，画图也用s1(t)来表示)。
如果s 1(t)大于s(t)，则编码器发“0”码，令本地译码器产生一负斜变电压，使本地译码信号s 1(t)下降，因此本地译码信号s 1(t)在编码过程始终跟踪原话音信号s(t)上下变化，误差在一个量阶q 左右。
这样一个编码系统实际上是一个负反馈环路。
它的特点是，每隔一定的取样时时间隔T ，进行一次反馈调整，而不是随时连续的调整。
调整的结果，使本地译码信号S l (t)始终跟踪原话音信号S(t)，使差值信号e(t)保持极小值。
这种情况大致就像汽车通过驾驶盘不断地转动使它沿着正确的方向前进一样，原话音信号就像是通路，而汽车行走的轨迹就像是跟踪信号。
只要行车速度不是太快，而每次调整的相隔时间不是太长，尽管汽车不是沿着道路中心线前进，但也不会跑到道路外边去。
把这样的二进制数码，通过信道传递出去，在收端按同样规则动作，也就可以得到同样的跟踪波形。
现在让我们分析一下静态，即无信号S(t)输入时，编码器P(t)输出什么样的码型，本地译码信号S 1(t)的波形是个什么样子。
当S(t)=0时，我们先假设在t l 时刻S l (t O )= －q/2，信码P(t O )在t O 时刻之前“0”码(见图1一2)。
则误差信号e(t 0)在时刻为2)2/(0)()()(000q q t s t s t e +--=-=＝ 根据编码规则，e(t)>0时发“1”码，信码在t o 时刻由“0”变“1”。
在t o 之后S l 将在-q/2基础上产生一个正斜度变电压，到t 1时刻上升到+q/2。
这时2/)2/(0)()()(111q q t s t s t e -=+-=-=根据编码规则，e(t)<0发“0”码，S l 在t l 之后将在+q 基础上产生一负斜变电压，到t 2时刻，S l (t l )又下降到-q/2，这时e(t 2)>0发“1”码。
结果输出码流P(t)的码型为一系列“0”“1”交替的脉冲码，S 1(t)为三角形波。
增量调制静态时输出“1”“0”交替码，而PCM 编码静态时输出全“0”码。
这一点是绝然不同的，静态时增量调制能否输出“1”“0”交替码是检查增量调制工作正常与否的一个依据。
其输出频率正好是取样频率的一半。
如图2一23．2．2 简单增量调制特性1. 过载特性译码器输出的译码信号，是由一些上升或下降的斜串直线段组成，上升段称为正斜变电压，下降段称为负斜变电压，每个取样时间间隔上升或下降的量阶q 是相同的，译码器输出斜变电压，它的斜率是量阶q 与取样周期ts 的比值，即：RC E qf b q s ==在编码过程中，本地译码输出的译码信号始终跟踪输入信号的变化。
当输入信号斜率小于译码信号斜率qf s 时，本地译码的输出信号完全有能力跟上它。
如果大于qf s 时．本地译码输出信号斜率就无法跟上而引起过大的误差，这个现象称为过载。
对于正弦信号，输入信号的斜率等于输入信号f(t)对时间求微商。
t A dtt df c c ωωcos )(= t A dt t df ω=∴max)(只要满足s c qf A ≤ω，就不会发生过载现象。
所以临界过载电压振幅A m 为s c sRCf E qf Am πω2==可见，在E 、RC 一定时，或者量阶和取样频率f s 一定时，过载电压与信号频率f s 成反比2. 量化信噪比长时间统计平均量化噪声功率N 2(N 为频带受限制的平均量化噪声电压)等于从-q 到q 区间的积分平均值。
量化噪声是一种随机噪声，占有很宽的频谱，其功率大部分是集中在0－f s 范围内，而且在低频端是均匀的。
由此可求得在话音带内的量化噪声功率N a 2为：s af f q N 3022= 在末过载时，量化噪声与信号幅度无关，因此信号越大信噪比也越高，在临界幅度A m 时，量化信噪比达到最大值。
对于正弦信号，不过载时功率的最大值S m 2(S m 2为信号电压效值)为22222282c s m mf q f A S π== 可求得最大量化信噪比为：23204.0c a s a m f f f N S =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ dB f f f N S c a s dB a m )lg 20lg 10lg 3014(--+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛最大量化信噪比随取样频率f s 增高以每倍程9dB 的速度增大，随低通截止频率fa 的增高以每倍程3dB 的速度下降，随信号频率fc 的增高以每倍程6dB 速度下降。
3. 编码动态范围D c 和系统动态范围D编码动态范围是指编码器临界编码时的最大输入信号电压Am 和起始编码时输入信号电压Ak 之比。
是指输出码位有变化的输入信号变化范围。
km c A A D lg 20=对于ΔM ，已知2q A k =，c s m qf A ω=则得c s c f f D πlg 20= 系统动态范围是指满足语音质量要求的最小输出信噪比时，所允许的输入信号变化范围。
3．3 数字压扩增量调制（CVSD ）对于ΔM ，由于它们的Δ是固定不变的，采用较大的台阶电压时，近似信号能很快地跟踪话音信号的突变部分，从而使过载噪声减小：但量化噪声增大。
反之，当采用较小的台阶电压时，虽量化噪声减小，但过载噪声增大。
解决这个矛盾的最好方法是采用自适应增量调制。
下面是一种数字检测音节压缩和扩张增量调制，简称数字式音节压扩增量调制(音节压缩，即台阶电压Δ值，不是瞬时地随输入信号的幅度而变化，而是按输入信号的一个音节改变，所谓音节是指输入信号包络变化的一个周期。
对于语音信号，一个音节一般约为10ms ，按音节改变。
即在某个音节内，台阶电压保持不变，而在其它音节里，将随之改变，所以音节压缩就是使Δ随音节内平均斜率的变化而变化)。
这种方案的核心是在ΔM 的基础上采用数字检测器。
用数字检测器在语音信号的码流中，按音节变化规律提取控制信号，并以此控制信号去控制台阶电压发生器，使台阶电压的大小按音节规律变化。
图2.3是数字式音节压扩自适应增量调制的方框图。
它由四级移位寄存器、四与或非门、积分器等组成。
数字检测器的控制电压是根据码流中四个连“1”或四连“0”的数目来提取。
当连续四个同极性的数字脉冲出现时，控制电压有输出，台阶电压Δ增大。
图2.3(a) 数字音节压扩自适应增量调制原理方框图移位寄存器的作用是在时钟脉冲源CP的作用下，保证相邻四位作下列逻辑运算。
⋅Z⋅⋅⋅＝(2-2)⋅＋A⋅CDBACDB当有四个以上码元符号相同时，输出Z为低电平;反之为高电平。
通过电压变换和RC音节平滑滤波电路，取得控制电压V C去控制台阶发生器，从而产生可变台阶电压Δ。
当控制电压由零变为最大值时，台阶电压也从零变为最大Δmax。
实际上Δ为零的情况是不容∆无法对小信号编码。
为了保证控制电压为零时，不发生台阶电许的。
因为这将导致M压为零的状态，在可变台阶发生器上加一个小的恒定电压r∆，使台阶发生器产生一个最小的Δ以便对小信号编码。
四、实验方案实验方案、原理方框图，如图2.3(b)图 2.3b五、实验电路原理图及工作原理实验电路原理图如图2.4，工作原理如下1．比较器比较器由BG1、BG2、IC1、BG3组成，音频信号从P1送入BG1发射极，本地译码信号从P3送入BG1发射极，P1和P2两点信号互为反相。
因此，由BG1完成相减任务。
误差信号经BG2放大，IC1放大再经BG3限幅至TTL电平。
2．判决器判决器由IC2里面其中一个D触发器完成、从比较器BG3输出的限幅信号送入IC24脚，从P832KHz的时钟信号送入IC29脚，IC22脚输出判决器Q端输出信号。
