3.2增量调制的设计与分析
增量调制是可以看成PCM的一个特例 ，但是在PCM 中，信号的代码表示模拟信号的抽样值，而且为了减小量化噪声，一般需要较长的代码和较复杂的编译设备。而增量调制是将模拟信号变换成仅由一位二进制码组成的数字调制序列，并且在接受端也只需要一个线性网络，便可复制出原模拟信号。
另方面，可以从DPCM系统的角度看待增量调制，即当DPCM系统的量化电平取为2和预测器时一个延迟为 T的延迟时，该DPCM系统被称为增量调制系统。
3.1抽样定理的仿真与分析
抽样定理是模拟信号数字化的理论基础，它告诉我们：如果对某一带宽的有限时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样率达到一定数值时，根据这些抽样值可以在接收端准确地恢复原信号，也就是说，要传输模拟信号不一定传输模拟信号本身，只需要传输按抽样定理得到的抽样值就可以了。根据要进行抽样的信号形式的不同，抽样定理可分为低通信号的抽样定理和带通信号的抽样定理。本次课程设计主要介绍低通信号的抽样定理。
设计的AM调制模型如图3-3
图2-3 AM调制模型
本电路采用了相干解调的方法进行解调，其组成方框图如图2-4
2.1.2 AM调制解调仿真电路
根据以上原理用SystemView仿真出来的电路图如图2-5
具体参数：
调制信号幅值：1V
调制信号频率：10HZ
载波频率：450HZ
信道高斯白噪声，幅值为1V。
2.1.3 AM调制解调仿真仿真波形
2.3.4 SSB调制解调仿真结果分析
SSB线性调制的一种，由图3-13可以看出，在波形上，已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化；在频谱结构上，功率谱密度主要集中在50HZ,与理论相符.解调信号与原信号基本相同,实现无失真传输。
2.4 三种幅度调制系统的比较
假设所有系统在接收机输入端具有相等的输入信号功率 ，且加性噪声都是均值为0、双边功率谱密度为 的高斯白噪声，基带信号 的带宽均为 。假设 为正弦波信号。
3.1.1低通信号的抽样定理
均匀抽样定理指出：对一个带限在 内的时间连续信号 ，如果以 的时间间隔对其进行等间隔抽样，则 将被所得到的抽样值完全确定。即抽样速率大于等于信号带宽的两倍就可保证不会产生信号的混迭。 是抽样的最大间隔，也称为奈奎斯特间隔。
3.1.2信号的采样与恢复仿真原理
如图3-1所示，是低通信号采样与恢复的原理图。
则判决器输出为“1， M信号是按台阶 来量化的，因而同样存在量化噪声问题。 M系统中的量化噪声有两种形式：一种称为过载量化噪声，另一种为一般量化噪声。
设抽样时间间隔 ，则一个台阶上最大斜率K为
它被称为译码器最大跟踪斜率，当译码器实际斜率超过这个最大跟踪斜率时，则将造成过载噪声。
上边带SSB信号时域表达式为：
2.3.2 SSB调制解调仿真电路
根据以上原理用SystemView仿真出来的电路图如图2-12
图2-12 SSB调制系统仿真图
2.3.3 SSB调制解调仿真波形
如仿真图2-13所示的时域波形及频谱波形
图2-13(a)SSB调制系统时域仿真波形
图2-13(b)SSB调制系统频域仿真波形
仿真后的波形如图2-6
图2-6 AM调制系统仿真波形
其中基带信号频谱、已调信号频谱及解调后信号频谱如下图2-7所示
图2-7频谱比较图
2.1.4 AM调制系统仿真结果分析
AM调制为线性调制的一种，由图2-6可以看出，在波形上，已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化；由图2-7可以看出，在频谱结构上，它完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。用相干解调法解调出来的信号与基带信号有一定差别，说明AM调制系统的抗噪能力较差。
2.2 DSB调制
2.2.1 DSB调制解调原理
在图2-3中如果输入的基带信号没有直流分量，且 是理想带通滤波器，则得到的输出信号便是无载波分量的双边带信号，或称双边带抑制载波(DSB-SC)信号，简称DSB信号，其时域表示式为
设计的DSB调制及解调模型如图3-8
图3-8 DSB调制与解调模型
2.2.2 DSB调制解调仿真电路
2. M的编码原理
一个简单的 M编码器由相减器，抽样判决器，发端译码器及抽样脉冲产生器组成。
抽样判决器将在抽样脉冲到来时刻对输入信号的变化做出判决，并输出脉冲。这种编码器的工作过程如下：将模拟信号 与发端译码器输出阶梯波形 进行比较，即先进行相减，然后在抽样脉冲作用下将相减结果进行抽样判决。如果在给定时刻 有
线性解调器的一般模型如图3-2
图2-2线性解调系统的一般模型
其中 —已调信号， —信道加性高斯白噪声
2.1 AM调制
2.1.1 AM调制解调原理
标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅(AM)。假设调制信号 的平均值为0，将其叠加一个直流分量 后载波相乘(图3-3)，即可形成调幅信号。其时域表达式为
式中： 为外加的直流分量； 可以是确知信号，也可以是随机信号。
根据以上原理用SystemView仿真出来的电路图如图2-9
图2-9 DSB调制系统的仿真图
具体参数为：基带信号幅值：1V，基带信号频率：300 ，载波频率：1000 。在此设计的通信系统中，信道内加入的是高斯白噪声，幅值为1V。
2.2.3 DSB调制解调仿真波形
仿真后的波形如图2- 10
图2-10 DSB调制仿真后波形
1前言
通信按照传统的理解就是信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生，我们此次课题的目的就是要对调制解调的通信系统进行仿真研究。
有调制器，接收端要有解调器，这就用到了调制技术，调制可分为模拟调制和数字调制，模拟调制。模拟调制常用的方法有AM调制、DSB调制、SSB调制；数字调制常用的方法有BFSK调制等。经过调制不仅可以进行频谱搬移，把调制信号的频谱搬移到所希望的位置上，从而将调制信号转换成适合于信道传输或便于信道多路复用的已调信号，而且它对系统的传输有效性和传输的可靠性有着很大的影响。调制方式往往决定着一个通信系统的性能。
其中基带信号频谱、已调信号频谱及解调后信号频谱图如下2-11所示
图2-11 DSB调制过程中的各信号的频谱比较图
2.2.4 DSB调制解调仿真结果分析
DSB调制为线性调制的一种，由图2-10可以看出，在波形上，已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化；由图2-11可以看出，在频谱结构上，它完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。且由频普图可看出没有载波分量，从而实现发送功率的提高。用相干解调法解调出的信号与基带信号基本一致，比AM调制波形要好，只是在时域上有一定的延时，但也实现了无失真传输。
3.1.3信号的采样与恢复仿真电路
根据图4-1所示的原理图，对应的SystemView如图3-2所示：
图3-2验证抽样定理的仿真图
3.1.4信号的采样与恢复仿真波形
图3-3原始信号、恢复信号与抽样信号波形
3.1.5信号的采样与恢复仿真电路结果分析
由实验结果可以观察到，当采样频率小于奈奎斯特频率时，在接收端恢复的信号失真比较大，这是因为产生了信号混迭；当采样频率大于或等于奈奎斯特频率时，恢复信号与原信号基本一致。理论上，理想的抽样频率为2倍的奈奎斯特带宽，但实际工程应用中，带限信号绝不会严格限带，且实际滤波器特性并不理想，通常抽样频率为5～7倍的 以避免失真。
2.3 SSB调制
双边带已调信号包含有两个边带，即上、下边带。由于这两个边带包含的信息相同，因而，从信息传输的角度来考虑，传输一个边带就够了。所谓单边带调制，就是只产生一个边带的调制方式。
2.3.1 SSB调制解调原理
利用图2-8所示的调制器一般模型，同样可以产生单边带信号。若加高通滤波器，能产生上边带信号；若加低通滤波器，则产生下边带信号。下边带时域表达式为
3.2.1（ΔM 或 DM）增量调制原理
1. M的译码问题
接收端只要收到一个“1”码就是输出上升一个 值，每收到一个“0“码就下降一个 值，连续收到“1”码（或“0”码）就是输出一直上升或下降，这样就可以近似的复制出阶梯波形。这种功能的译码器可以由一个积分器来完成，积分器遇到一个“1”就上升一个 E，并让 E等于 ，遇到“0”码所示的-E脉冲就下降一个 E.
SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真、能满足从信号处理、滤波器设计，到复杂的通信系统等要求。SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境，以模块化和交互式的界面，为用户提供一个嵌入式的分析引擎。SystemView仿真系统的主要特点有：能仿真大量的应用系统；能快速方便地进行动态系统设计与仿真；在本文中可以方便地加入SystemView的结果；完备的滤波和线性设计；先进的信号分析和数据处理；完善的自我诊断功能等。SystemView由两个窗口组成，分别是系统设计窗口的分析窗口。系统设计窗口，包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计工作区。所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成。分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具条、流动条、活动图形窗口和提示信息栏。提示信息栏显示分析窗口的状态信息、坐标信息和指示分析的进度；活动图形窗口显示输出的各种图形，如波形等。分析窗口是用户观察SystemView数据输出的基本工具，在窗口界面中，有多种选项可以增强显示的灵活性和系统的用途等功能。在分析窗口最为重要的是接收计算器，利用这个工具我们可以获得输出的各种数据和频域参数，并对其进行分析、处理、比较，或进一步的组合运算。例如信号的频谱图就可以很方便的在此窗口观察到。
1.抗噪声性能
由以上各调制波形及解调波形可以看出，DSB调制系统抗噪声性能最好。最差的是AM调制系统。
2.频带利用率
SSB的带宽最窄，和基带信号的带宽一致，即其频带利用率最高，而AM和DSB调制系统的带宽都是基带信号带宽的2倍。
3.特点与应用
AM调制的优点是设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差。AM制式主要用在中波和短波的调幅广播中。