Kun signaaleja lähetetään pitkiä matkoja, melu ja häiriöt vaikuttavat niihin. On olemassa useita keksittyjä menetelmiä signaalien tehokkaaksi lähettämiseksi pitkiä matkoja ilman virheitä. Analogisten signaalien muuntaminen digitaaliseen muotoon on tuonut pelinmuutoksen vallankumouksen viestinnän alalla. Modulaatio on yleinen termi, jota käytetään viestintäjärjestelmissä. Viestintäjärjestelmät käyttävät modulaatio- ja demodulaatiomenetelmiä matalataajuisten signaalien tehokkaaseen lähettämiseen. Kun modulaatiota käytetään yhdessä digitaalisten signaalien kanssa, se ratkaisi monia analogisen viestinnän haittoja. Jotkut viestintäjärjestelmissä käytetyistä digitaalisista signaalinkäsittelymenetelmistä ovat Pulssikoodimodulaatio , Differentiaalinen pulssikoodimodulaatio , Delta-modulointi jne.

Mikä on Delta-modulaatio?

Delta-modulaation juuret ovat differentiaalipulssikoodimodulaatiomenetelmässä. Se tunnetaan myös nimellä differentiaalipulssikoodimodulaation yksinkertaistettu muoto. Delta-modulaatio on järjestelmä, joka sallii yksinkertaisen kvantisointistrategian käyttämisen tarkoituksellisesti ylinäytteistettyjen koodattujen signaalien rakentamiseksi korroosion lisäämiseksi vierekkäisten signaalinäytteiden välillä, kuten nähdään differentiaalipulssikoodimodulaatiomenetelmässä.

Tätä modulointia kutsutaan myös yhdeksi katkeraksi kaksitasoiseksi versioksi differentiaalipulssikoodimodulaatiosta. Se tarjoaa portaikon likiarvon yli näytteistetystä kantataajuussignaalista. Tässä esillä olevan näytteen ja edellisen likimääräisen näytteen välinen ero kvantisoidaan kahteen tasoon, ts. ± 5.

Jos edellinen likiarvo on nykyisen näytearvon alapuolella, virhe kvantisoidaan + 5: llä. Jos likiarvo on nykyisen näytearvon yläpuolella, virhe kvantisoidaan luvulla -δ.

Delta-modulaatioteoria

Delta-modulaatio on tunnettu yksinkertaisuudestaan. Tämän tekniikan perusperiaate voidaan muodostaa kolmessa diskreetti-aikaisessa suhteessa, kuten alla:

ja (nT_s) = m (nT_s) - m_mitä(esimerkiksi_s- T_s)
On_mitä(esimerkiksi_s) = 5 sgn [e (nT_s)]
m_mitä(esimerkiksi_s) = m_mitä(esimerkiksi_s- T_s) + e_mitä(esimerkiksi_s)

missä m (t) on tulosignaali ja m_mitä(t) on sen portaikon likiarvo. Yllä olevissa yhtälöissä T_son näytteenottojakso e (nT_s) on virhesignaali, joka edustaa nykyisen näytearvon m (nT_s) tulosignaalin ja viimeisimmän likiarvon siihen. e_mitä(esimerkiksi_s) on e: n (nT_s).

“Digitaalisilla signaaleilla on kaksi parametria, amplitudi ja taajuus. ”

On olemassa kahden tyyppisiä kvantisointivirheitä, jotka vaikuttavat tähän modulointijärjestelmään. Ne ovat kaltevuuden ylikuormituksen vääristymiä ja rakeista melua. Kaltevuuden ylikuormitusvirhe tapahtuu, kun askelkoko on liian pieni verrattuna tuloaaltomuodon paikallisiin kaltevuusominaisuuksiin. Toisin kuin kaltevuuden ylikuormitusvirhe, rakeista kohinaa esiintyy, kun askelkoko on liian suuri.

Tässä modulaatiomenetelmässä suurempi askelkoko johtaa laajaan dynaamiseen alueeseen ja pieni askelkoko vaaditaan suhteellisen matalan tason signaalien tarkkaan esittämiseen.

Siten kaltevuuden ylikuormituksen vääristymisen ja rakeisten kohinavirheiden välillä kompromissin tekemiseksi tulisi valita optimaalinen askelkoko, joka voi minimoida kvantisointivirheen keskimääräisen neliöarvon lineaarisessa Delta-modulaattorissa.

Lohkokaavio

Delta-modulaatio käyttää ylinäytteenottotekniikkaa korkean signaali-kohinasuhteen saavuttamiseksi. Delta-modulaatiojärjestelmässä lähetinpiiri koostuu kesästä, kvantisoijasta, akusta ja kooderista, jotka on kytketty toisiinsa.

Delta-modulaatio ja demodulaatio

Tässä integraattoripiiri sisältää Ts-viiveen. Integraattorin lähtö on portaiden lähentäminen, jonka Ts viivästyttää. Tätä portaikon likiarvoa verrataan nykyiseen näytteistettyyn tulosignaaliin kesällä ja ero antaa virhesignaalin.

Tämä virhesignaali annetaan kvantisoijapiirille, joka koostuu kovasta rajoitimesta, jolla on tulo-lähtö-suhde. Tässä virhe kvantisoidaan kahteen arvoon, ts. ± 5. Sitten kvantisoijan lähtö koodataan halutun Delta-moduloidun aallon tuottamiseksi.

Vastaanotinpiirissä demodulointi tapahtuu integraattorin ja alipäästösuodattimen avulla. Moduloitu aalto dekoodataan ensin dekooderilla ja sitten portaikon likiarvo rekonstruoidaan siirtämällä dekooderissa tuotetut positiiviset ja negatiiviset pulssit integraattorille.

Kaistan ulkopuolinen kvantisoiva kohina suurtaajuisen portaikon aaltomuodossa poistetaan viemällä signaali a: n läpi alipäästösuodatin jonka kaistanleveys on yhtä suuri kuin alkuperäinen signaalin kaistanleveys.

Delta-modulaation edut

Jotkut Delta-modulaation eduista verrattuna muihin digitaalisiin modulointitekniikoihin on annettu alla-

Todettiin, että pienemmillä bittinopeuksilla Delta-modulaatio on parempi kuin tavallinen PCM. Delta-modulointijärjestelmässä, joka toimii äänisignaaleilla optimaalisissa olosuhteissa, SNR: ää lisätään 9 dB kaksinkertaistamalla bittinopeus.
SNR: n kasvu bittinopeudella on paljon dramaattisempaa pulssikoodimodulaatiolle kuin Delta-modulaatiolle. Siksi tätä modulointia suositellaan vain tietyissä erityisolosuhteissa, kuten silloin, kun bittinopeutta on tarpeen alittaa alle 40 kilotavua sekunnissa ja rajoitettu äänenlaatu on siedettävää.
Tätä modulaatiomenetelmää käytetään, jos äärimmäisellä piirin yksinkertaisuudella on ylikurssia ja siihen liittyvä suuren bittinopeuden käyttö on hyväksyttävää.
Delta-modulaatio toimii pienemmällä kanavan kaistanleveydellä. Tämä tekee järjestelmästä kustannustehokkaan ja yksinkertaisen toteuttaa. Tässä modulaatiojärjestelmässä oleva takaisinkytkentämekanismi varmistaa nopean ja vankan databittien toimittamisen.

Sovellukset

Jotkut tämän modulaation sovelluksista on esitetty alla -

Äänensiirtojärjestelmät, kuten puhelin- ja radioviestintä, suosivat tätä modulaatiotekniikkaa.
Delta-modulaatio on eniten hyötyä järjestelmissä, joissa tiedon oikea-aikainen toimittaminen vastaanottimessa on tärkeämpää kuin tiedon laatu.
Tätä modulaatiota käytetään EKG-aaltomuotoon tietokannan vähentämiseen ja reaaliaikaiseen signaalinkäsittelyyn.
Tätä modulaatiomenetelmää käytetään analogisesta PCM-koodaukseen.
Delta-modulaatiota käytetään televisiojärjestelmissä.

Tässä modulaatiossa on rajoitettu tulosignaalin amplitudi. Delta-modulaatiossa vain virhe tai ero nykyisen ja edellisen näytteen välillä lähetetään kanavan kautta. Tapauksessa, jossa näytteiden välillä ei ole eroa, moduloitu signaali pysyy edellisen näytteen 0 tai 1 tilassa. Jotkut delta-modulaation johdetuista muodoista ovat jatkuvasti muuttuva kaltevuus-delta-modulaatio, Delta-sigma-modulaatio ja differentiaalinen modulointi. Mikä on Delta-modulaation pääjoukko?