专利名称：基于时序逻辑电路和运算放大器的自适应增量调制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自适应增量调制(ADM)系统，尤其是一种基于时序逻辑电路和 运算放大器的ADM调制系统。
背景技术：
数字通信系统具有许多优点而成为当今通信的发展方向，然而自然界中传输的 大部分信号经过传感器检测输出后的量都是模拟量，例如电话，电视等通信业务，其信 源送出的都是模拟量，若要利用数字通信系统传输模拟信号，一般都需要进行模数转化 和编码后再进行传输。而其中最为常用的就是由法国工程师Alee Reeres于1937提出的 脉冲编码调制(PCM)，虽然PCM可以增加信号传输时的抗干扰性，但是大大增加了信号 带宽，例如语音传输系统中，声音的频率范围在0 4kHz，如果采用PCM编码，抽样频 率为8kHz，每个抽样值用八位码元表示就需要64kHz的带宽。为了能够减少PCM所占 用的带宽，人们提出了差分脉冲编码调制(DPCM)，但是DPCM的调制系统相对来说较 为复杂，于是增量调制简称ΔΜ或DM的调制方法便出现了，ΔΜ与旧的编码方式相比 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 业部门的专业通信网络中得到广泛应用。但是在某些情况下由于其自身的增量台阶不可 调而导致会出现严重的过载量化噪声和普通量化噪声。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的就是提供一种简单易行的可以调整增量台阶 的基于时序逻辑电路和放大运算器的自适应增量调制系统。为达到上述目的本发明的构思是在调制系统的发送端通过原调制信号X和积 分器甲输出的量化阶梯信号X在比较运算放大器甲中进行输入比较，比较出来的信号经过 时钟脉冲(CP)打入发送端K0信号产生模块甲，en端口输出的信号和O端输出的信号分 别经过比较运算放大器乙和乘法放大运算器甲后作为乘法运算放大器乙的输入。乘法运 算放大器乙的输出作用在积分器甲上，就产生了量化阶梯信号X。模块甲的en端口输出的 信号作为信道传输的信号，这个信号经过信道传输后在接收电路中经过接收端K0信号产 生模块乙的CP脉冲打入，模块乙en端口输出的信号和O端输出的信号分别经过比较运 算放大器丙和乘法放大运算器丙后作为乘法运算放大器丁的输入。乘法运算放大器丁的 输出作用在积分器乙上，就产生了量化阶梯信号X，就是最后的接收信号。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案一种基于时序逻辑电路和运算放大器的ADM调制系统，包括信号发送端电路和 信号接收端电路，其特征在于所述的信号发送端电路是由两个比较运算放大器甲、乙、 一个K0信号产生模块、两个乘法运算放大甲、乙器、一个RC积分器乙、三个电容和一 个X型继电器甲组成；所述信号接收端电路是由一个比较运算放大器丙、一个K0信号产 生模块乙、两个乘法运算放大器丙、丁，一个RC积分器乙、三个电容和一个X型继电器乙组成；信号发送端电路连接方式比例运算放大器甲输出端连接在K0信号产生模块 甲的输入端，K0信号产生，模块甲的O输出端连接在乘法运算放大器甲的输入端，信号 产生模块甲的《输出端连接在比例运算放大器乙的正向输入端，乘法运算放大器甲的一 个输入端和一个输出端分别和X型继电器甲的输入端相连，乘法运算放大器乙的输出端 连在RC积分器甲上；信号接收端电路连接方式K0信号产生模块乙的输入端O连接在 乘法运算放大器丙的输入端，K0信号产生模块乙的《输出端连接在比例运算放大器丙的 正向输入端，乘法运算放大器丙的一个输入端和一个输出端分别和X型继电器乙的输入 端相连，乘法运算放大器丁的输出端连在积分器乙上。本发明与现有技术相比较，具有如下的突出实质性特点和显著优点本发明基 于时序逻辑电路和运算放大器，结构简单，只需要简单的器件就能实现调制功能。本发 明中增量调制的台阶可以进行自动的控制，弥补了增量调制中会产生的过大的过载量化 噪声和普通量化噪声。本发明采用了最近三次抽样的原始信号和阶梯信号的比较值作为 台阶调整的依据，在处理速度和减少误差上达到了平衡。
图1为本发明的信号发送端的电路图。图2为本发明的信号接收端的电路图。图3为本发明的K0信号产生模块内部电路图。 图4为逻辑因变量k°的卡诺图。
图5为逻辑因变量k1的卡诺图。 图6为逻辑因变量k—1的卡诺图
具体实施例方式本发明的优点实施例结合
如下实施例一参见图1和图2，本基于时序逻辑电路和运算放大器的ADM调制系统，包括信 号发送端电路和信号接收端电路，其特征在于所述的信号发送端电路是由两个比较运算 放大器甲、乙1、10、一个K0信号产生模块2、两个乘法运算放大甲、乙器4、8、一个 RC积分器乙9、三个电容6、7、3和一个X型继电器甲5组成；所述信号接收端电路是 由一个比较运算放大器丙17、一个K0信号产生模块乙11、两个乘法运算放大器丙、丁 12、14，一个RC积分器乙18、三个电容15、16、19和一个X型继电器乙13组成；信 号发送端电路连接方式比例运算放大器甲1输出端连接在K0信号产生模块甲2的输入 端，K0信号产生，模块甲2的O输出端连接在乘法运算放大器甲4的输入端，信号产生 模块甲2的式输出端连接在比例运算放大器乙10的正向输入端，乘法运算放大器甲4的 一个输入端和一个输出端分别和X型继电器甲5的输入端相连，乘法运算放大器乙8的输 出端连在RC积分器甲3上；信号接收端电路连接方式K0信号产生模块乙11的输入端 O连接在乘法运算放大器丙12的输入端，K0信号产生模块乙11的《输出端连接在比例 运算放大器丙17的正向输入端，乘法运算放大器丙12的一个输入端和一个输出端分别和 X型继电器乙13的输入端相连，乘法运算放大器丁 14的输出端连在积分器乙18上。
实施例二 本实施例与实施例一基本相同，特别之处是所述X型继电器甲5的两个左端 分别接在乘法运算器甲4的输入端和输出端，两个右端分别接在电容Cl 6和电容C2 7 上，X型继电器乙13的两个左端分别接在乘法运算器丙12的输入端和输出端，两个右端 分别接在电容C4 15和电容C5 16上。所述K0信号产生模块甲2的一个输出端ο接在乘 法运算放大器甲4的输入端，另一个输出端^接在比较运算放大器乙10的正向输入端， K0信号产生模块乙11的一个输出端ο接在乘法运算放大器丙12的输入端，另一个输出 端6 接在比较运算放大器丙17的正向输入端。首先说明K0信号产生模块甲、乙(2、12)的设计原理。因为考虑到提高信噪比的关键就是在不出现严重过载噪声的同时能让普通量化 噪声减弱，这就必须要根据原调制信号X和量化阶梯信号X的值差来调整台阶大小σ， 因此本发明采取了一种基于时序逻辑电路和集成运算放大器来自适应产生可变台阶大小 的ADM调制系统。自适应台阶大小σ调整的原则有1)当输入信号斜率变大时，台阶大小σ要自动变大从而能减少过载量化噪声。2)当输入信号斜率变小时，台阶大小σ要自动变小从而能减少普通量化噪声。基于以上的原则，我们以最近三次的量化差值e ^ ( =不一X )作为调整 台阶大小σ的依据，此时Δη= An^1Xk0,其中β的取值见表1，k> 1(σ和Δ是一
个含义)表1 η, ^1,各 -2与β取值的对应关系
权利要求
1.一种基于时序逻辑电路和运算放大器的ADM调制系统，包括信号发送端电路和信 号接收端电路，其特征在于所述的信号发送端电路是由两个比较运算放大器甲、乙(1、 10)、一个K0信号产生模块(2)、两个乘法运算放大甲、乙器(4、8)、一个RC积分器 乙(9)、三个电容(6、7、3)和一个X型继电器甲(5)组成；所述信号接收端电路是由一 个比较运算放大器丙(17)、一个K0信号产生模块乙(11)、两个乘法运算放大器丙、丁 (12、14)，一个RC积分器乙(18)、三个电容(15、16、19)和一个X型继电器乙(13)组 成；信号发送端电路连接方式比例运算放大器甲(1)输出端连接在K0信号产生模块甲 (2)的输入端，K0信号产生，模块甲(2)的O输出端连接在乘法运算放大器甲(4)的输 入端，信号产生模块甲(2)的《输出端连接在比例运算放大器乙(10)的正向输入端，乘法 运算放大器甲(4)的一个输入端和一个输出端分别和X型继电器甲(5)的输入端相连，乘 法运算放大器乙(8)的输出端连在RC积分器甲(3)上；信号接收端电路连接方式K0 信号产生模块乙(11)的输入端O连接在乘法运算放大器丙(12)的输入端，K0信号产生 模块乙(11)的？《输出端连接在比例运算放大器丙(17)的正向输入端，乘法运算放大器丙 (12)的一个输入端和一个输出端分别和X型继电器乙(13)的输入端相连，乘法运算放大 器丁(14)的输出端连在积分器乙(18)上。
2.根据权利要求1所述基于时序逻辑电路和运算放大器的ADM调制系统，其特征在 于所述X型继电器甲(5)的两个左端分别接在乘法运算器甲(4)的输入端和输出端，两个 右端分别接在电容Cl(6)和电容C2(7)上，X型继电器乙(13)的两个左端分别接在乘法 运算器丙(12)的输入端和输出端，两个右端分别接在电容C4(15)和电容C5(16)上。
3.根据权利要求1所述基于时序逻辑电路和运算放大器的ADM调制系统，其特征在 于所述K0信号产生模块甲(2)的一个输出端ο接在乘法运算放大器甲(4)的输入端，另 一个输出端6 接在比较运算放大器乙(10)的正向输入端，K0信号产生模块乙(11)的一 个输出端ο接在乘法运算放大器丙(12)的输入端，另一个输出端接在比较运算放大器丙 (17)的正向输入端。
全文摘要
本发明涉及一种基于时序逻辑电路和运算放大器的自适应增量调制系统。本系统的发送端通过原调制信号X和积分器甲输出的量阶梯信号X在比较运算放大器甲中进行输入比较，比较出来的信号经过时钟脉冲打入发送端Kβ信号产生模块甲，端口输出的信号和O端输出的信号分别经过比较运算放大器乙和乘法放大运算器甲后作为乘法运算放大器乙的输入。乘法运算放大器乙的输出作用在积分器甲上，产生量化阶梯信号Kβ信号产生模块的端输出信号作为信道传输信号，在接收电路中经接收端Kβ信号产生模块乙的CP脉冲打入，端上输出和O端输出信号分别经过比较运算放大器丙和乘法放大运算器丙后作为乘法运算放大器丁的输入。乘法运算放大器丁的输出作用在积分器乙上，就产生了量化阶梯信号就是最后的接收信号。本发明结构简单，增量调制的台阶可自动控制，弥补增量调制中会产生的过大的过载量化噪声和普通量化噪声。
文档编号H03G3/20GK102013878SQ201010291178
公开日2011年4月13日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者何绪兰, 张晓光, 林财兴, 荣坚, 陶喆, 马嘉林 申请人:上海大学