Delta modulācija ar tās blokshēmu

Kad signāli tiek pārraidīti lielos attālumos, tos ietekmē troksnis un traucējumi. Ir vairākas izgudrotas metodes efektīvai signālu pārraidei lielos attālumos bez kļūdām. Analogo signālu pārveidošana digitālā formā ir radījusi spēles mainīgu revolūciju komunikācijas jomā. Modulācija ir izplatīts termins, ko lieto sakaru sistēmās. Sakaru sistēmas efektīvai zemfrekvences signālu pārraidei izmanto modulācijas un demodulācijas metodes. Ja modulācija tiek izmantota kopā ar ciparu signāliem, tā novērsa daudzus analogās komunikācijas trūkumus. Dažas no sakaru sistēmās izmantotajām digitālā signāla apstrādes metodēm ir Pulsa koda modulācija , Diferenciālā impulsa koda modulācija , Delta modulācija utt.

Kas ir Delta modulācija?

Delta modulācijas saknes ir diferenciālā impulsa koda modulācijas metodē. Tas ir pazīstams arī kā diferenciālā impulsa koda modulācijas vienkāršotā forma. Delta modulācija ir shēma, kas ļauj izmantot vienkāršu kvantēšanas stratēģiju, lai izveidotu kodētus signālus, kuri tiek pārmērīgi atlasīti, lai palielinātu korelāciju starp blakus esošajiem signāla paraugiem, kā redzams diferenciālā impulsa koda modulācijas metodē.

Šo modulāciju sauc arī par vienu rūgtu divu līmeņu diferenciālā impulsa koda modulācijas versiju. Tas nodrošina kāpņu telpas tuvināšanu pārsniegta parauga bāzes joslas signālam. Šeit starpība starp pašreizējo paraugu un iepriekšējo aptuveno paraugu tiek kvantificēta divos līmeņos, t.i., ± δ.

Ja iepriekšējā aproksimācija ir zemāka par pašreizējo izlases vērtību, tad kļūda tiek kvantēta ar + δ. Ja aproksimācija ir virs pašreizējās izlases vērtības, tad kļūda tiek kvantēta ar -δ.

Delta modulācijas teorija

Delta modulācija ir plaši pazīstama ar savu vienkāršību. Šīs metodes pamatprincipu var formalizēt trīs diskrēta laika attiecībās, kā norādīts zemāk.

1. un (nT_s) = m (nT_s) - m_kas(piemēram,_s- T._s)
2. ir_kas(piemēram,_s) = δ sgn [e (nT_s)]
3. m_kas(piemēram,_s) = m_kas(piemēram,_s- T._s) + e_kas(piemēram,_s)

kur m (t) ir ieejas signāls un m_kas(t) ir tā kāpņu tuvinājums. Iepriekšminētajos vienādojumos T_sir izlases periods, e (nT_s) ir kļūdas signāls, kas attēlo starpību starp pašreizējo parauga vērtību m (nT_s) ieejas signāla un jaunāko tā tuvinājumu. e_kas(piemēram,_s) ir kvantēta e versija (nT_s).

Ir divu veidu kvantēšanas kļūdas, kas ietekmē šo modulācijas sistēmu. Tie ir slīpuma pārslodzes deformācija un granulēts troksnis. Slīpuma pārslodzes kļūda rodas, ja pakāpiena izmērs ir pārāk mazs, salīdzinot ar ieejas viļņu lokālo slīpuma īpašībām. Atšķirībā no slīpuma pārslodzes kļūdas, kad pakāpienu lielums ir pārāk liels, rodas trokšņi.

Šajā modulācijas metodē lielāks pakāpiena izmērs noved pie plaša dinamiskā diapazona izvietošanas, un relatīvi zema līmeņa signālu precīzai attēlošanai ir nepieciešams mazs pakāpiena izmērs.

Tādējādi, lai panāktu kompromisu starp slīpuma pārslodzes deformāciju un granulu trokšņa kļūdām, jāizvēlas optimālais pakāpiena lielums, kas var samazināt kvantēšanas kļūdas vidējās kvadrātiskās vērtības lineārā Delta modulatorā.

Blokshēma

Delta modulācijā tiek izmantota pārmērīga paraugu ņemšanas tehnika, lai sasniegtu augstu signāla un trokšņa attiecību. Delta modulācijas sistēmā raidītāja ķēde sastāv no vasaras, kvantatora, akumulatora un kodētāja, kas ir savstarpēji savienoti.

Delta modulācija un demodulācija

Integratora shēma satur Ts aizkavi. Integratora izeja ir kāpņu tuvināšana, kuru kavē Ts. Šo kāpņu tuvinājumu salīdzina ar pašreizējo izlases ievades signālu vasarā, un atšķirība dod kļūdas signālu.

Šis kļūdas signāls tiek piešķirts kvantatora ķēdei, kas sastāv no cietā ierobežotāja ar ieejas un izejas attiecību. Šeit kļūda tiek kvantificēta divās vērtībās, t.i., ± δ. Tad kvantatora izeja tiek kodēta, lai iegūtu vēlamo Delta modulēto viļņu.

Uztvērēja ķēdē demodulācija tiek veikta, izmantojot integratoru un zemfrekvences filtru. Modulēto vilni vispirms dekodē, izmantojot dekoderu, un pēc tam kāpņu tuvinājumu rekonstruē, nododot integratoram pozitīvos un negatīvos impulsus, kas radīti pie dekodera.

Ārpus joslas kvantējošais troksnis augstfrekvences kāpņu viļņu formā tiek noņemts, izlaižot signālu caur a zemfrekvences filtrs kuru joslas platums ir vienāds ar sākotnējo signāla joslas platumu.

Delta modulācijas priekšrocības

Dažas no Delta modulācijas priekšrocībām salīdzinājumā ar citām digitālās modulācijas metodēm ir norādītas zemāk-

• Tika konstatēts, ka ar zemāku bitu pārraides ātrumu Delta modulācija ir labāka nekā standarta PCM. Delta modulācijas sistēmā, kas darbojas ar balss signāliem optimālos apstākļos, SNR tiek palielināts par 9 dB, divkāršojot bitu pārraides ātrumu.
• SNR pieaugums ar bitu pārraides ātrumu ir daudz dramatiskāks impulsa koda modulācijai nekā Delta modulācijai. Tāpēc šī modulācija ir ieteicama tikai noteiktos īpašos apstākļos, piemēram, ja ir nepieciešams samazināt bitu pārraides ātrumu zem 40 kilobaitu sekundē un ir pieļaujama ierobežota balss kvalitāte.
• Šo modulācijas metodi izmanto, ja ārkārtīgi svarīga ķēdes vienkāršība ir ārkārtīgi svarīga un ir pieļaujama vienlaikus izmantotā liela bitu pārraides ātruma izmantošana.
• Delta modulācija darbojas ar zemāku kanāla joslas platumu. Tas padara sistēmu rentablu un vienkāršu ieviešanu. Šajā modulācijas sistēmā esošais atgriezeniskās saites mehānisms nodrošina ātru un stabilu datu bitu piegādi.

Pieteikumi

Daži no šīs modulācijas lietojumiem ir norādīti zemāk -

• Balss pārraides sistēmas, piemēram, telefona un radio sakari, ļoti izvēlas šo modulācijas tehniku.
• Delta modulācija ir visnoderīgākā sistēmās, kurās savlaicīga datu piegāde uztvērējā ir svarīgāka par datu kvalitāti.
• Šī modulācija tiek izmantota EKG viļņu formai datu bāzes samazināšanai un reāllaika signālu apstrādei.
• Kodēšanai no analogā uz PCM tiek izmantota šī modulācijas metode.
• Delta modulācija tiek izmantota televīzijas sistēmās.

Šajā modulācijā ir ierobežots ieejas signāla amplitūda. Delta modulācijā pa kanālu tiek nosūtīta tikai kļūda vai starpība starp pašreizējo paraugu un iepriekšējo paraugu. Gadījumā, ja starp paraugiem nav atšķirību, modulētais signāls paliek tajā pašā 0 vai 1 iepriekšējā parauga stāvoklī. Dažas atvasinātās delta modulācijas formas ir nepārtraukti mainīga slīpuma delta modulācija, Delta-sigma modulācija un diferenciālā modulācija. Kurš ir Delta modulācijas virsraksts?