Delta modulacija s blok dijagramom

Kad se signali prenose na velike udaljenosti, na njih utječu buka i smetnje. Izumljeno je nekoliko metoda za učinkovit prijenos signala na velike udaljenosti bez ikakvih pogrešaka. Pretvorba analognih signala u digitalni oblik donijela je revoluciju koja mijenja igru ​​na polju komunikacije. Modulacija je uobičajeni pojam koji se koristi u komunikacijskim sustavima. Komunikacijski sustavi koriste metode modulacije i demodulacije za učinkovit prijenos niskofrekventnih signala. Kada se modulacija koristi zajedno s digitalnim signalima, riješila je mnoge nedostatke analogne komunikacije. Neke od metoda digitalne obrade signala koje se koriste u komunikacijskim sustavima su Modulacija impulsnog koda , Diferencijalna impulsna modulacija koda , Delta modulacija, itd ...

Što je Delta modulacija?

Delta modulacija vuče korijene iz metode diferencijalne impulsne modulacije. Također je poznat kao pojednostavljeni oblik diferencijalne impulsne modulacije koda. Delta modulacija shema je koja omogućuje upotrebu jednostavne strategije kvantiziranja za konstrukciju kodiranih signala koji su namjerno previše uzorkovani, kako bi se povećala korelacija između susjednih uzoraka signala, kao što se vidi u metodi modulacije diferencijalnog impulsnog koda.

Ova se modulacija naziva i gorkom dvorazinskom verzijom diferencijalne impulsne modulacije koda. Pruža stubišnu aproksimaciju preuzorkovanog osnovnog opsega signala. Ovdje se razlika između sadašnjeg uzorka i prethodnog aproksimiranog uzorka kvantizira u dvije razine, tj. ± δ.

Ako je prethodna aproksimacija ispod sadašnje vrijednosti uzorka, tada se pogreška kvantira s + δ. Ako je aproksimacija iznad trenutne vrijednosti uzorka, tada se pogreška kvantira s -δ.

Teorija Delta modulacije

Delta modulacija poznata je po svojoj jednostavnosti. Osnovni princip ove tehnike može se formalizirati u tri diskretna vremenska odnosa kao što slijedi -

1. i (nT_s) = m (nT_s) - m_što(npr_s- T_s)
2. je_što(npr_s) = δ sgn [e (nT_s)]]
3. m_što(npr_s) = m_što(npr_s- T_s) + e_što(npr_s)

gdje je m (t) ulazni signal i m_što(t) je njegova aproksimacija stubišta. U gornjim jednadžbama T_sje razdoblje uzorkovanja, e (nT_s) je signal pogreške koji predstavlja razliku između trenutne vrijednosti uzorka m (nT_s) ulaznog signala i najnovije aproksimacije s njim. e_što(npr_s) je kvantizirana verzija e (nT_s).

Postoje dvije vrste pogrešaka kvantiziranja koje utječu na ovaj modulacijski sustav. Oni su iskrivljenje preopterećenja nagiba i zrnasti šum. Pogreška preopterećenja nagiba događa se kada je veličina koraka premala u odnosu na lokalne karakteristike nagiba ulaznog valnog oblika. Za razliku od pogreške preopterećenja nagiba, granulirani šum se javlja kada je veličina koraka prevelika.

U ovoj modulacijskoj metodi veća veličina koraka dovodi do prilagodbe širokog dinamičkog raspona, a mala veličina koraka potrebna je za točan prikaz signala relativno niske razine.

Stoga, da bi se kompromitirali između izobličenja preopterećenja nagiba i granuliranih pogrešaka šuma, treba odabrati optimalnu veličinu koraka koja može minimizirati vrijednost srednje kvadratne vrijednosti pogreške kvantiziranja u linearnom Delta modulatoru.

Blok dijagram

Delta modulacija koristi tehniku ​​pretjeranog uzorkovanja kako bi postigla visok omjer signala i šuma. U sustavu delta modulacije, sklop odašiljača sastoji se od ljeta, kvantizera, akumulatora i kodera međusobno povezanih.

Delta-modulacija-i-demodulacija

Ovdje integratorski krug sadrži kašnjenje Ts. Izlaz integratora je aproksimacija stubišta koju odgađa Ts. Ova aproksimacija stubišta uspoređuje se s trenutnim uzorkovanim ulaznim signalom ljeti i razlika daje signal pogreške.

Ovaj signal pogreške daje se krugu kvantizera koji se sastoji od tvrdog ograničitelja s odnosom ulaz-izlaz. Ovdje se pogreška kvantira u dvije vrijednosti, tj. ± δ. Tada se izlaz kvantizera kodira kako bi se dobio željeni val moduliran Delta-om.

Na krugu prijamnika demodulacija se vrši pomoću integratora i niskopropusnog filtra. Modulirani val se prvo dekodira pomoću dekodera, a zatim se rekonstruira aproksimacija stubišta prenošenjem pozitivnih i negativnih impulsa proizvedenih na dekoderu na integrator.

Šum kvantiziranja izvan pojasa u visokofrekventnom valnom obliku stubišta uklanja se propuštanjem signala kroz a niskopropusni filtar čija je širina pojasa jednaka izvornoj širini pojasa signala.

Prednosti Delta modulacije

Neke od prednosti Delta modulacije u usporedbi s drugim tehnikama digitalne modulacije dane su u nastavku -

• Utvrđeno je da je pri nižim brzinama prijenosa Delta Modulacija bolja od standardnog PCM-a. U Delta modulacijskom sustavu, koji radi na glasovnim signalima u optimalnim uvjetima, SNR se povećava za 9dB udvostručavanjem brzine prijenosa.
• Porast SNR-a s brzinom prijenosa mnogo je dramatičniji za modulaciju impulsnim kodom nego za Delta modulaciju. Stoga se ova modulacija preporučuje samo u određenim posebnim okolnostima, primjerice kada je potrebno smanjiti brzinu prijenosa ispod 40 kilobajta u sekundi i kad je ograničena kvaliteta glasa podnošljiva.
• Ova metoda modulacije koristi se ako je krajnja jednostavnost sklopa od presudne važnosti i ako je prihvatljiva upotreba brzine visokog bita.
• Delta modulacija radi s nižom širinom pojasa kanala. To sustav čini isplativim i jednostavnim za primjenu. Mehanizam povratne sprege prisutan u ovom modulacijskom sustavu osigurava brzu i robusnu isporuku podatkovnih bitova.

Prijave

Neke od primjena ove modulacije dane su u nastavku -

• Sustavi za prijenos glasa poput telefonske i radio komunikacije vrlo vole ovu tehniku ​​modulacije.
• Delta modulacija je najkorisnija u sustavima gdje je pravovremena dostava podataka na prijamniku važnija od kvalitete podataka.
• Ova modulacija primjenjuje se na EKG valni oblik za smanjenje baze podataka i obradu signala u stvarnom vremenu.
• Za analogno-PCM kodiranje koristi se ova metoda modulacije.
• Delta modulacija primjenjuje se u televizijskim sustavima.

U ovoj modulaciji postoji ograničenje amplitude ulaznog signala. U Delta modulaciji preko kanala se šalje samo pogreška ili razlika između sadašnjeg i prethodnog uzorka. U slučaju da nema razlike između uzoraka, modulirani signal ostaje na istom 0 ili 1 stanju prethodnog uzorka. Neki od izvedenih oblika delta modulacije su kontinuirano varijabilna nagibna Delta modulacija, Delta-sigma modulacija , i Diferencijalna modulacija. Koji je superset Delta modulacije?