Når signaler overføres over lange avstander, blir de påvirket av støy og forstyrrelser. Det er flere metoder oppfunnet for effektiv overføring av signaler over lange avstander uten feil. Konverteringen av analoge signaler til digital form har ført til en revolusjon i kommunikasjonsfeltet. Modulering er det vanlige begrepet som brukes i kommunikasjonssystemer. Kommunikasjonssystemer bruker modulerings- og demoduleringsmetoder for effektiv overføring av lavfrekvente signaler. Når modulering brukes sammen med digitale signaler, løste det mange ulemper med analog kommunikasjon. Noen av de digitale signalbehandlingsmetodene som brukes i kommunikasjonssystemer er Pulskodemodulering , Differensiell pulskodemodulering , Delta-modulering, etc ...

Hva er Delta Modulation?

Delta-modulering har sine røtter i Differensiell puls-kodemoduleringsmetode. Det er også kjent som den forenklede formen for differensialpulskodemodulering. Deltamodulering er et skjema for å tillate bruk av en enkel kvantiseringsstrategi for å konstruere de kodede signalene som er oversamplet med vilje, for å øke korrelasjonen mellom tilstøtende samplingsprøver av signalet, sett i Differensiell puls-kodemoduleringsmetode.

Denne modulasjonen kalles også en bitter to-nivå versjon av Differential pulse code modulation. Det gir en trappetilnærming av over-samplet basisbåndsignal. Her kvantifiseres forskjellen mellom den nåværende prøven og forrige tilnærmet prøve i to nivåer, dvs. ± δ.

Hvis den foregående tilnærmingen er under den nåværende prøveverdien, blir feilen kvantifisert med + δ. Hvis tilnærmingen er over den nåværende prøveverdien, blir feilen kvantifisert med -δ.

Delta Modulation Theory

Delta-modulering er kjent for sin enkelhet. Det grunnleggende prinsippet for denne teknikken kan formaliseres i tre diskrete tidsrelasjoner som nedenfor -

og (nT_s) = m (nT_s) - m_hva(f.eks_s- T_s)
er_hva(f.eks_s) = δ sgn [e (nT_s)]
m_hva(f.eks_s) = m_hva(f.eks_s- T_s) + e_hva(f.eks_s)

hvor m (t) er inngangssignalet og m_hva(t) er trappens tilnærming. I ligningene ovenfor er T_ser prøvetakingsperioden, e (nT_ser et feilsignal som representerer forskjellen mellom den nåværende prøveverdien m (nT_s) av inngangssignalet og den siste tilnærmingen til det. e_hva(f.eks_s) er den kvantiserte versjonen av e (nT_s).

“et tastatur og berøringsskjerm er de vanligste av ”

Det er to typer kvantiseringsfeil som påvirker dette moduleringssystemet. De er forvrengning i skråningen og granulær støy. Hellingoverbelastningsfeil oppstår når trinnstørrelsen er for liten i forhold til lokale hellingsegenskaper for inngangsbølgeformen. I motsetning til feil i skråoverbelastning, oppstår granulær støy når trinnstørrelsen er for stor.

I denne moduleringsmetoden fører en større trinnstørrelse til innkvartering av et bredt dynamisk område, og liten trinnstørrelse er nødvendig for den nøyaktige representasjonen av signaler på relativt lavt nivå.

For å kompromittere mellom forvrengning av skråningsoverbelastning og granulære støyfeil, bør det velges en optimal trinnstørrelse som kan minimere middelkvadratverdien til kvantiseringsfeilen i en lineær Delta-modulator.

Blokkdiagram

Delta-modulering bruker over-sampling-teknikken for å oppnå høyt signal / støy-forhold. I deltamodulasjonssystem består transmitterkretsen av en sommer, kvantisator, akkumulator og en koder som er sammenkoblet med hverandre.

Delta-modulering og demodulering

Her inneholder integratorkretsen en forsinkelse på Ts. Utgangen fra integratoren er en trappetilnærming forsinket av Ts. Denne trappetilnærmingen sammenlignes med det nåværende samplede inngangssignalet om sommeren, og forskjellen gir feilsignalet.

Dette feilsignalet blir gitt til kvantisererkretsen som består av en hard begrenser med et inngang / utgangsforhold. Her kvantifiseres feilen i to verdier, dvs. ± δ. Deretter blir utgangen fra kvantisereren kodet for å produsere den ønskede delta-modulerte bølgen.

På mottakerkretsen gjøres demodulering ved hjelp av en integrator og et lavpassfilter. Den modulerte bølgen dekodes først ved bruk av en dekoder, og deretter rekonstrueres trappetilnærmingen ved å føre de positive og negative pulser som produseres ved dekoderen til integratoren.

Kvantiseringsstøyen utenfor båndet i høyfrekvent trappebølgeform fjernes ved å føre signalet gjennom en lavpassfilter hvis båndbredde er lik den opprinnelige signalbåndbredden.

Fordeler med Delta Modulation

Noen av fordelene med Delta Modulation sammenlignet med andre digitale moduleringsteknikker er gitt nedenfor -

Det ble funnet at Delta Modulation ved lavere bithastigheter er bedre enn standard PCM. I et Delta-modulasjonssystem som opererer på talesignaler under optimale forhold, økes SNR med 9 dB ved å doble bithastigheten.
Økningen av SNR med bithastighet er mye mer dramatisk for pulskodemodulering enn for Delta-modulering. Derfor anbefales denne modulasjonen bare under visse spesielle omstendigheter, for eksempel når det er nødvendig å redusere bithastigheten til under 40 kilobyte per sekund, og begrenset stemmekvalitet er tålelig.
Denne moduleringsmetoden brukes hvis ekstrem kretsenhet er av overkjørende betydning, og den medfølgende bruken av høy bithastighet er akseptabel.
Delta-modulering fungerer med lavere kanalbåndbredde. Dette gjør systemet kostnadseffektivt og enkelt å implementere. Tilbakemeldingsmekanismen i dette modulasjonssystemet sikrer rask og robust levering av databiter.

applikasjoner

Noen av applikasjonene til denne modulasjonen er gitt nedenfor -

Taleoverføringssystemer som telefon- og radiokommunikasjon foretrekker sterkt denne moduleringsteknikken.
Delta Modulation er mest nyttig i systemer der rettidig datalevering til mottakeren er viktigere enn datakvaliteten.
Denne modulasjonen brukes til EKG-bølgeform for databasereduksjon og sanntids signalbehandling.
For analog-til-PCM-koding brukes denne moduleringsmetoden.
Delta Modulation brukes i TV-systemer.

I denne modulasjonen er det en begrensning på amplituden til inngangssignalet. I Delta Modulation sendes bare feilen eller forskjellen mellom den nåværende prøven og den forrige prøven over kanalen. I et tilfelle der det ikke er noen forskjell mellom samplene, forblir det modulerte signalet i samme 0 eller 1 tilstand som forrige prøve. Noen av de avledede former for deltamodulering er kontinuerlig variabel helningsdeltamodulering, Delta-sigma-modulering , og differensialmodulering. Hva er supersettet til Delta Modulation?