Când semnalele sunt transmise pe distanțe mari, acestea sunt afectate de zgomot și interferențe. Există mai multe metode inventate pentru transmiterea eficientă a semnalelor pe distanțe mari, fără nicio eroare. Conversia semnalelor analogice în formă digitală a adus o revoluție care schimbă jocul în domeniul comunicării. Modulația este termenul obișnuit folosit în sistemele de comunicații. Sistemele de comunicații utilizează metode de modulație și demodulare pentru transmiterea eficientă a semnalelor de joasă frecvență. Atunci când modulația este utilizată împreună cu semnale digitale, a rezolvat multe dezavantaje ale comunicației analogice. Unele dintre metodele digitale de procesare a semnalului utilizate în sistemele de comunicații sunt Modularea codului impulsului , Modulație diferențială a impulsului , Modulație Delta, etc ...

Ce este Delta Modulation?

Modulația Delta își are rădăcinile în metoda de modulare a codului impulsului diferențial. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de forma simplificată a modulației codului impulsului diferențial. Modulația Delta este o schemă care permite utilizarea unei strategii simple de cuantificare pentru construirea semnalelor codificate care sunt supra-eșantionate în mod intenționat, pentru a crește corelația dintre mostrele adiacente ale semnalului, așa cum se vede în metoda de modulare a codului de impuls diferențial.

Această modulație este, de asemenea, numită o versiune amară pe două niveluri a modulației codului de impuls diferențial. Oferă o aproximare pe scară a semnalului de bază de bază supra-eșantionat. Aici, diferența dintre eșantionul actual și eșantionul aproximativ anterior este cuantificată în două niveluri, adică ± δ.

Dacă aproximarea anterioară este sub valoarea eșantionului actual, atunci eroarea este cuantificată cu + δ. Dacă aproximarea este peste valoarea eșantionului actual, eroarea este cuantificată cu -δ.

Teoria modulației Delta

Modulația Delta este bine cunoscută pentru simplitatea sa. Principiul de bază al acestei tehnici poate fi formalizat în trei relații discrete în timp ca mai jos-

și (nT_s) = m (nT_s) - m_ce(de exemplu_s- T_s)
este_ce(de exemplu_s) = δ sgn [e (nT_s)]]
m_ce(de exemplu_s) = m_ce(de exemplu_s- T_s) + e_ce(de exemplu_s)

unde m (t) este semnalul de intrare și m_ce(t) este aproximarea scării sale. În ecuațiile de mai sus, T_seste perioada de eșantionare, e (nT_s) este un semnal de eroare care reprezintă diferența dintre valoarea eșantionului actual m (nT_s) a semnalului de intrare și cea mai recentă aproximare la acesta. e_ce(de exemplu_s) este versiunea cuantificată a e (nT_s).

“lumină cu iluminare în infraroșu pentru camera CCTV ”

Există două tipuri de erori de cuantificare care afectează acest sistem de modulare. Sunt distorsiunea la suprasarcină a pantei și zgomotul granular. Eroarea supraîncărcării pantei apare atunci când dimensiunea pasului este prea mică în raport cu caracteristicile pantei locale ale formei de undă de intrare. Spre deosebire de eroarea de supraîncărcare a pantei, zgomotul granular apare atunci când mărimea pasului este prea mare.

În această metodă de modulare, o dimensiune de pas mai mare duce la acomodarea unui interval dinamic larg și este necesară o dimensiune de pas mică pentru reprezentarea exactă a semnalelor de nivel relativ scăzut.

Astfel, pentru a face compromis între distorsiunea supraîncărcării pantei și erorile de zgomot granular, ar trebui selectată o dimensiune optimă a pasului care poate minimiza valoarea pătrată medie a erorii de cuantificare într-un modulator Delta liniar.

Diagramă bloc

Modulația Delta utilizează tehnica supra-eșantionării pentru a obține un raport semnal-zgomot ridicat. În sistemul de modulare delta, circuitul emițătorului este compus dintr-o vară, cuantificator, acumulator și un codificator interconectat unul cu celălalt.

Delta-Modulation-and-Demodulation

Aici, circuitul integrator conține o întârziere de Ts. Ieșirea integratorului este o aproximare a scării întârziată de Ts. Această aproximare a scării este comparată cu semnalul de intrare eșantionat actual în vară și diferența dă semnalul de eroare.

Acest semnal de eroare este dat circuitului cuantificator care constă dintr-un limitator dur cu o relație intrare-ieșire. Aici, eroarea este cuantificată în două valori, adică ± δ. Apoi, ieșirea cuantificatorului este codificată pentru a produce unda modulată Delta dorită.

La circuitul receptorului, demodularea se face folosind un integrator și un filtru trece jos. Unda modulată este mai întâi decodificată folosind un decodor și apoi aproximarea scării este reconstruită prin trecerea impulsurilor pozitive și negative produse la decodor către integrator.

Zgomotul de cuantificare în afara benzii în forma de undă a scării de înaltă frecvență este eliminat prin trecerea semnalului printr-un filtru trece-jos a cărei lățime de bandă este egală cu lățimea de bandă a semnalului original.

Avantajele modulației Delta

Unele dintre avantajele modulației Delta în comparație cu alte tehnici de modulație digitală sunt date mai jos-

S-a constatat că, la rate de biți mai mici, Delta Modulation este mai bună decât PCM standard. Într-un sistem de modulare Delta, care funcționează pe semnale vocale în condiții optime, SNR este mărit cu 9 dB prin dublarea ratei de biți.
Creșterea SNR cu rata de biți este mult mai dramatică pentru modulația codului impuls decât pentru modulația Delta. Prin urmare, această modulație este recomandată numai în anumite circumstanțe speciale, cum ar fi atunci când este necesar să se reducă viteza de biți sub 40 kilobiteți pe secundă, iar calitatea vocală limitată este tolerabilă.
Această metodă de modulare este utilizată dacă simplitatea circuitului extrem este extrem de importantă și utilizarea însoțitoare a unei rate de biți ridicate este acceptabilă.
Modulația Delta funcționează cu lățimea de bandă a canalului mai mică. Acest lucru face ca sistemul să fie rentabil și simplu de implementat. Mecanismul de feedback prezent în acest sistem de modulare asigură livrarea rapidă și robustă a biților de date.

Aplicații

Unele dintre aplicațiile acestei modulații sunt prezentate mai jos -

Sistemele de transmisie vocală, cum ar fi comunicațiile telefonice și radio, preferă această tehnică de modulare.
Modularea Delta este cea mai utilă în sistemele în care livrarea la timp a datelor la receptor este mai importantă decât calitatea datelor.
Această modulație este aplicată formei de undă ECG pentru reducerea bazei de date și procesarea semnalului în timp real.
Pentru codarea analog-la-PCM, se utilizează această metodă de modulare.
Modulația Delta este aplicată în sistemele de televiziune.

În această Modulație, există o restricție asupra amplitudinii semnalului de intrare. În Modulația Delta, numai eroarea sau diferența dintre eșantionul prezent și eșantionul anterior este trimisă pe canal. În cazul în care nu există nicio diferență între eșantioane, semnalul modulat rămâne la aceeași stare 0 sau 1 cu eșantionul anterior. Unele dintre formele derivate ale modulației delta sunt modulația continuă a pantei variabile, Modulație Delta-sigma , și modulație diferențială. Care este supersetul modulației Delta?