简单增量调制课程设计报告
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【关键字】系统增量调制编码系统实验报告篇一:实验十增量调制编译码系统实验实验报告课程名称通信原理实验成绩指导教师栗海生实验十增量调制编译码系统实验院系信息工程学院班级08电信二班学号姓名日期XX年12月25日一、实验目的1.掌握增量调制编译码的基本原理,并理解实验电路的工作过程。
2.了解不同速率的编译码,以及低速率编译码时的输出波形。
二、实验所用仪器1.双踪示波器2.信号发生器3.通信原理实验箱三、实验电路工作原理增量调制编码实验并画出波形。
(2)用外加信号源输入音频信号,保持f = 800Hz不变,改变信号幅度再重复观测TP201~TP205各点波形。
(3)输入音频信号保持幅度不变,改变信号的频率再逐点观测TP201~TP205各点波形。
(4)用外加信号源输入音频信号,保持f = 800Hz不变,幅度也保持不变,而改变工作时钟频率,即由开关K201来选择时钟信号,即:1脚与2脚相连为64KHz;2脚与3脚相连为32KHz;5脚与6脚相连为16KHz;6脚与7脚相连为8KHz;再观测TP201~TP205各点波形,如图8-6与图8-7所示。
并分析尝试结果。
同时要注意时间相位关系。
五、实验步骤及注意事项1. 做增量调制编码时,跳线开关接通设置:K201:调制电路工作时钟开关。
1—2:64KHz方波时钟;2—3:32KHz方波时钟;5—6:16KHz方波时钟;6—7:8KHz方波时钟。
K801:解调电路工作时钟选择开关。
1—2:64KHz方波时钟;2—3:32KHz方波时钟;5—6:16KHz方波时钟;6—7:来自PSK的32KHz方波时钟。
J801:1—2:增量调制编码电路的数字信号输出波形;5—6:来自PSK解调电路的数字基带信码。
注意:解调工作时钟应与调制工作时钟一致。
因此,单独调制时可有四种工作时钟可选;解调时,只有三种工作时钟可选。
2.不加音频信号输入时,测量TP201-TP205各点波形,特别注意TP202、TP205两点波形。
增量调制实验报告增量调制(Incremental Modulation)是一种常见的调制技术,在通信领域中得到广泛应用。
本文将介绍增量调制的原理、实验过程以及实验结果的分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建增量调制实验平台,了解增量调制的原理,掌握增量调制的实验方法,并通过实验结果分析增量调制的性能。
二、实验原理增量调制是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术。
它通过将模拟信号的变化量进行量化,并将量化结果编码成数字信号。
增量调制的核心思想是只传输信号的增量部分,而不传输信号的绝对值。
实现增量调制的关键是量化和编码。
量化是将连续的模拟信号离散化为有限个取值,常用的方法有均匀量化和非均匀量化。
编码是将量化后的信号映射为数字信号,常用的编码方式有脉冲编码调制(PCM)和差分脉冲编码调制(DPCM)。
三、实验材料与仪器本次实验所需材料与仪器包括信号发生器、示波器、模数转换器(ADC)、计算机等。
四、实验步骤1. 将信号发生器的输出信号接入模数转换器的输入端。
2. 设置信号发生器的输出频率和幅度,调节至所需的模拟信号。
3. 将模数转换器的输出信号接入示波器,观察信号的波形。
4. 将示波器的输出信号通过计算机进行数据采集和处理。
5. 根据采集到的数据,进行增量调制的解调和分析。
五、实验结果与分析通过实验,我们得到了增量调制后的数字信号。
通过对数字信号进行解调和分析,我们可以得到模拟信号的重构结果。
在实验中,我们可以观察到增量调制后的信号相比于原始模拟信号,存在一定的失真。
这是由于量化和编码过程中引入的误差所致。
误差的大小与量化精度和编码方式有关。
当量化精度较高、编码方式较优时,失真程度会减小。
此外,我们还可以通过改变量化精度和编码方式来观察增量调制的性能变化。
当量化精度较低时,信号的失真程度会增加,但传输的数据量会减少。
而当量化精度较高时,信号的失真程度会减小,但传输的数据量会增加。
因此,在实际应用中需要权衡传输质量和数据传输量之间的关系。
增量调制工作原理增量调制简称ΔM或增量脉码调制方式(DM),它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字化的方法。
1946年由法国工程师De Loraine提出,目的在于简化模拟信号的数字化方法。
主要在军事通信和卫星通信中广泛使用,有时也作为高速大规模集成电路中的A/D转换器使用。
它是一种把信号上一采样的样值作为预测值的单纯预测编码方式。
增量调制是预测编码中最简单的一种。
它将信号瞬时值与前一个抽样时刻的量化值之差进行量化,而且只对这个差值的符号进行编码,而不对差值的大小编码。
因此量化只限于正和负两个电平,只用一比特传输一个样值。
如果差值是正的,就发“1”码,若差值为负就发“0”码。
因此数码“1”和“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。
同样,在接收端,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阶。
每收到一个“0”码就下降一个量阶。
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。
译码器的输出再经过低通滤波器滤去高频量化噪声,从而恢复原信号,只要抽样频率足够高,量化阶距大小适当,收端恢复的信号与原信号非常接近,量化噪声可以很小。
增量调制与PCM比较有如下特点:在比特率较低时,增量调制的量化信噪比高于PCM;增量调制抗误码性能好,可用于比特误码率为10-2—10-3的信道,而PCM则要求10-4—10-6;增量调制通常采用单纯的比较器和积分器作编译码器(预测器),结构比PCM简单。
在ΔM中量化过程中存在斜率过载(量化)失真,主要是因为输入信号的斜率较大,调制器跟踪不上而产生的。
因为在ΔM中每个抽样间隔内只容许有一个量化电平的变化,所以当输入信号的斜率比抽样周期决定的固定斜率大时,量化阶的大小便跟不上输入信号的变化,因而产生斜率过载失真(或称为斜率过载噪声)。
ΔM的工作原理图与图9.14基本一致,只不过在调制端使用的量化器只有1比特输出,即Δ输出1或-1两个值。
调制电路课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握调制电路的基本原理和操作方法,了解调制电路在通信技术中的应用。
技能目标要求学生能够运用所学知识进行调制电路的搭建和调试,提高实验操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标培养学生对科学技术的兴趣和好奇心,增强创新意识和团队合作精神。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求,我们将目标分解为具体的学习成果。
学生能够理解调制电路的原理,能够运用基本的电路元件搭建调制电路,并能够对电路进行调试和分析。
学生还能够通过实验体验到科学技术的乐趣,培养团队合作和创新意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括调制电路的基本原理、调制电路的搭建和调试方法以及调制电路在通信技术中的应用。
首先,我们将介绍调制电路的基本原理,包括调制的作用和原理。
然后,我们将讲解如何搭建和调试一个简单的调制电路,包括选定电路元件、连接电路和进行调试。
最后,我们将探讨调制电路在通信技术中的应用,如无线通信和广播。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们将采用多种教学方法。
首先,我们将运用讲授法,清晰地讲解调制电路的基本原理和操作方法。
其次,我们将采用讨论法,引导学生进行思考和交流,培养他们的创新思维。
此外,我们还将运用案例分析法,通过分析实际的调制电路应用案例,使学生更好地理解和应用所学知识。
最后,我们将进行实验操作,让学生亲自动手搭建和调试调制电路,提高他们的实验操作能力和问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材将是主要的教学资源,我们将选用权威的调制电路教材,确保学生能够获取准确的知识。
参考书将提供更多的学习资料和案例,帮助学生深入理解调制电路的应用。
多媒体资料将通过图片、视频等形式展示调制电路的实验过程和应用场景,丰富学生的学习体验。
实验设备将是重要的教学资源,我们将准备调制电路实验套件,让学生能够亲自动手进行实验操作。
实验四增量调制(ΔM)编译码实验一、实验目的1.了解语音信号的ΔM编码过程;2.验证ΔM的编译码原理;3.粗略了解ΔM编译码专用集成电路的基本工作原理、外部电路设计原则和一般使用方法.二、实验仪器1.音频信号发生器XDF—7A2.杂音计ND53.失真度测试仪BS14.毫伏计GB95.直流稳压电源JWY-30—46.双踪同步示波器SR87.数字频率计8110A三、实验原理1.增量调制(ΔM)增量调制简称ΔM或DM,它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字传输的方法,可以看成是DPCM的一个重要特例. 其目的在于简化语音编码方法.ΔM与PCM虽然都是用二进制代码去表示模拟信号的编码方式.但是,在PCM中,代码表示样值本身的大小,所需码位数较多,从而导致编译码设备复杂;而在ΔM中,它只用一位编码表示相邻样值的相对大小,从而反映出抽样时刻波形的变化趋势,与样值本身的大小无关.ΔM与PCM编码方式相比具有编译码设备简单,低比特率时的量化信噪比高,抗误码特性好等优点。
在军事和工业部门的专用通信网和卫星通信中得到了广泛应用,近年来在高速超大规模集成电路中用作A/D转换器。
不难想到,一个语音信号,如果抽样速率很高(远大于奈奎斯特速率),抽样间隔很小,那么相邻样点之间的幅度变化不会很大,相邻抽样值的相对大小(差值)同样能反映模拟信号的变化规律. 若将这些差值编码传输,同样可传输模拟信号所含的信息。
此差值又称“增量”,其值可正可负。
这种用差值编码进行通信的方式,就称为“增量调制”(Delta Modulation),缩写为DM或ΔM。
为了说明这个概念,我们来看图8 -1.图中,m(t)代表时间连续变化的模拟信号,我们可以用一个时间间隔为Δt,相邻幅度差为+σ或-σ的阶梯波形m’(t)来逼近它。
只要Δt足够小,即抽样速率fs=1/Δt 足够高,且σ足够小,则阶梯波m’(t)可近似代替m(t)。
其中,σ为量化台阶,Δt=Ts为抽样间隔.图4-1 增量编码波形示意图阶梯波m'(t)有两个特点:第一,在每个Δt间隔内, m'(t)的幅值不变;第二,相邻间隔的幅值差不是+σ(上升一个量化阶),就是-σ(下降一个量化阶)。
课程设计任务书学生姓名:吕义斌专业班级:电信1102班指导教师:吴巍工作单位:信息工程学院题目:△M通信系统设计初始条件:具备通信课程的理论知识;具备模拟与数字电路基本电路的设计能力;掌握通信电路的设计知识,掌握通信电路的基本调试方法;自选相关电子器件;可以使用实验室仪器调试。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、△M码速率128KB,有线通信,语音信号无明显失真;2、对系统各个组成部分与模块进行设计,包括△M编译码电路,同步脉冲序列,低通滤波器等;3、对△M斜线、临界过载等进行误差分析,设计相应电路以检测上述现象;4、进行系统仿真,调试并完成符合要求的课程设计书。
时间安排:二十二周一周,其中3天硬件设计,2天硬件调试指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (2)1.增量调制原理 (3)2.增量调制的过载特性与编码的动态范围 (5)2.1 增量调制系统的量化误差 (5)2.2 过载特性 (6)2.3 动态范围 (7)3.增量调制的抗噪性能 (8)3.1 量化信噪比 (8)3.2 误码信噪比 (9)4. 增量调制系统模块电路设计分析 (10)4.1 加法器电路与限幅放大电路 (10)4.2 极性变换电路、积分器和射随器电路 (11)4.3 抽样脉冲发生器电路与定时判决器 (12)4.4 低通滤波器 (12)4.5 总体电路设计 (13)5.电路仿真及信号波形测量 (14)6. 实物制作 (16)7. 课程设计实践心得体会 (17)附录1 (18)附录2 (19)参考文献 (20)摘要增量调制简称,它是继PCM之后出现的又一种模拟信号数字化方法。
最早是由法国工程师De Loraine于1946年提出来的,其目的在于简化模拟信号的数字化方法。
在以后的三十多年间有了很大发展,特别是在军事和工业部门的专用通信网和卫星通信中得到广泛应用,不仅如此,近年来在高速超大规模集成电路中已被用作A/D转换器。
一、实验目的1. 理解增量调制的基本原理和编译码过程;2. 掌握增量调制编译码器的软件实现方法;3. 熟悉增量调制编译码实验系统的组成和功能;4. 分析实验结果,验证增量调制编译码的性能。
二、实验原理增量调制(Incremental Modulation,IM)是一种简单的脉冲调制技术,它通过比较当前样本与参考样本之间的差值,来决定输出信号的极性和幅度。
增量调制编译码实验主要包括以下几个步骤:1. 采样:对模拟信号进行采样,得到一系列离散的样本值;2. 量化:将采样得到的样本值进行量化,得到一系列量化后的样本值;3. 编码:根据量化后的样本值,进行增量调制编码,得到一系列编码后的信号;4. 解码:对编码后的信号进行解码,恢复出原始的量化样本值;5. 滤波:对解码后的样本值进行滤波,去除量化误差,得到近似原始信号。
三、实验仪器与软件1. 仪器:双踪示波器、信号发生器、通信原理实验箱;2. 软件:MATLAB、Simulink。
四、实验步骤1. 采样:在MATLAB中生成一个正弦信号,采样频率为8000Hz,采样点数为1024点;2. 量化:将采样得到的正弦信号进行量化,量化级数为8;3. 编码:对量化后的信号进行增量调制编码,编码方法采用二进制编码;4. 解码:对编码后的信号进行解码,恢复出原始的量化样本值;5. 滤波:对解码后的样本值进行滤波,滤波器采用低通滤波器,截止频率为800Hz;6. 分析实验结果:比较原始信号、量化信号、编码信号、解码信号和滤波后的信号的波形,分析增量调制编译码的性能。
五、实验结果与分析1. 原始信号:实验中生成的正弦信号,频率为1000Hz,幅度为1V;2. 量化信号:对原始信号进行量化后的信号,量化级数为8;3. 编码信号:对量化后的信号进行增量调制编码后的信号;4. 解码信号:对编码后的信号进行解码,恢复出的原始量化样本值;5. 滤波后的信号:对解码后的样本值进行滤波后的信号。
调制电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握调制电路的基本概念,包括调幅、调频和调相等。
2. 学生能够运用所学的调制电路知识,分析并设计简单的调制电路。
3. 学生能够描述调制电路在通信系统中的应用及其重要性。
技能目标:1. 学生能够运用所学的调制电路知识,进行实验操作,搭建并测试简单的调制电路。
2. 学生能够运用数学工具和电路仿真软件对调制电路进行仿真分析。
3. 学生能够通过团队合作,解决与调制电路相关的实际问题。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对通信科学的兴趣,认识到调制电路在现代通信中的重要作用。
2. 学生能够在学习过程中,树立科学探究和创新意识,增强实践操作的自信心。
3. 学生能够培养合作意识,尊重团队成员意见,共同完成调制电路的设计与搭建。
课程性质:本课程为电子信息科学与技术专业的高年级专业课程,注重理论与实践相结合。
学生特点:学生已具备一定的电子电路基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力和创新能力。
在教学过程中,关注学生的学习反馈,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 调制电路基本概念:包括调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)的定义及其工作原理。
- 教材章节:第三章“调制与解调”第一节“调制技术概述”2. 调制电路的分类及其特点:分析各种调制电路的特点、应用场景及其优缺点。
- 教材章节:第三章“调制与解调”第二节“调制电路的分类与特点”3. 调制电路的设计与仿真:学习调制电路的设计方法,运用电路仿真软件进行调制电路的搭建与测试。
- 教材章节:第三章“调制与解调”第三节“调制电路的设计与仿真”4. 调制电路在实际通信系统中的应用:介绍调制电路在无线电广播、电视、移动通信等领域的应用。