Када се сигнали преносе на велике удаљености, на њих утичу бука и сметње. Постоји неколико метода измишљених за ефикасан пренос сигнала на велике даљине без икаквих грешака. Конверзија аналогних сигнала у дигитални облик донела је револуцију која мења игру на пољу комуникације. Модулација је уобичајени термин који се користи у комуникационим системима. Комуникациони системи користе методе модулације и демодулације за ефикасан пренос нискофреквентних сигнала. Када се модулација користи заједно са дигиталним сигналима, решила је многе недостатке аналогне комуникације. Неке од метода дигиталне обраде сигнала које се користе у комуникационим системима су Модулација импулсног кода , Диференцијална импулсна модулација кода , Делта модулација итд ...

Шта је Делта модулација?

Делта модулација вуче корене из методе диференцијалне импулсне модулације. Такође је познат и као поједностављени облик диференцијалне импулсне модулације. Делта модулација је шема која омогућава употребу једноставне стратегије квантизовања за конструкцију кодираних сигнала који су преузорковани намерно, како би се повећала корелација између суседних узорака сигнала, као што се види у методи диференцијалне импулсне модулације кода.

Ова модулација се назива и горком двостепеном верзијом диференцијалне импулсне модулације. Пружа степенишну апроксимацију преузоркованог сигнала основног опсега. Овде се разлика између садашњег узорка и претходног приближног узорка квантизује у два нивоа, тј. ± δ.

Ако је претходна апроксимација испод садашње вредности узорка, онда се грешка квантизује са + δ. Ако је апроксимација изнад тренутне вредности узорка, онда је грешка квантизована са -δ.

Теорија Делта модулације

Делта модулација је позната по својој једноставности. Основни принцип ове технике може се формализовати у три дискретна временска односа као што следи

и (нТ_с) = м (нТ_с) - м_Шта(на пример_с- Т_с)
је_Шта(на пример_с) = δ сгн [е (нТ_с)]]
м_Шта(на пример_с) = м_Шта(на пример_с- Т_с) + е_Шта(на пример_с)

где је м (т) улазни сигнал и м_Шта(т) је његова апроксимација степеништа. У горњим једначинама Т._сје период узорковања, е (нТ_с) је сигнал грешке који представља разлику између тренутне вредности узорка м (нТ_с) улазног сигнала и последње приближавање њему. е_Шта(на пример_с) је квантизована верзија е (нТ_с).

“дигитални сигнали имају два параметра, амплитуду и фреквенцију. ”

Постоје две врсте грешака у квантизовању које утичу на овај систем модулације. Они су изобличење преоптерећења косине и зрнаста бука. Грешка преоптерећења нагиба се јавља када је величина корака премала у односу на карактеристике локалног нагиба улазног таласног облика. За разлику од грешке преоптерећења косине, гранулирани шум се јавља када је величина корака превелика.

У овом методу модулације, већа величина корака доводи до смештаја широког динамичког опсега, а мала величина корака је потребна за тачан приказ сигнала релативно ниског нивоа.

Према томе, да би се постигао компромис између изобличења преоптерећења нагиба и грешака грануларног шума, треба одабрати оптималну величину корака која може минимизирати средњу квадратну вредност грешке квантизовања у линеарном Делта модулатору.

Блок дијаграм

Делта модулација користи технику прекомерног узорковања да би постигла висок однос сигнал-шум. У делта модулационом систему, предајнички круг се састоји од Летњег, Квантизатора, Акумулатора и Кодера међусобно повезаних.

Делта-модулација-и-демодулација

Овде интеграторско коло садржи кашњење Тс. Излаз интегратора је апроксимација степеништа коју је одложио Тс. Ова апроксимација степеништа се упоређује са садашњим узоркованим улазним сигналом током лета и разлика даје сигнал грешке.

Овај сигнал грешке даје се кругу квантизера који се састоји од тврдог граничника са односом улаз-излаз. Овде се грешка квантизује у две вредности, тј. ± δ. Тада се излаз квантизера кодира да произведе жељени талас модулиран Делта-ом.

На кругу пријемника демодулација се врши помоћу интегратора и нископропусног филтера. Модулисани талас се прво декодира помоћу декодера, а затим се апроксимација степеништа реконструише преношењем позитивних и негативних импулса произведених на декодеру на интегратор.

Шум квантизовања ван опсега у високофреквентном таласном облику степеништа уклања се пропуштањем сигнала кроз нископропусни филтер чија је ширина опсега једнака изворној ширини опсега сигнала.

Предности Делта модулације

Неке од предности Делта модулације у поређењу са другим техникама дигиталне модулације дате су у наставку -

Откривено је да је при нижим брзинама пријеноса Делта Модулација боља од стандардног ПЦМ-а. У Делта модулационом систему, који ради на гласовним сигналима под оптималним условима, СНР се повећава за 9дБ удвостручавањем брзине протока.
Пораст СНР-а са брзином преноса битних података је много драматичнији за импулсну модулацију кода него за Делта модулацију. Због тога се ова модулација препоручује само у одређеним посебним околностима, на пример када је потребно смањити брзину преноса података испод 40 килобајта у секунди, а ограничени квалитет гласа је подношљив.
Ова метода модулације користи се ако је крајња једноставност кола од пресудног значаја и ако је прихватљива употреба велике брзине протока.
Делта модулација ради са нижим пропусним опсегом канала. То систем чини исплативим и једноставним за примену. Механизам повратне спреге присутан у овом модулационом систему осигурава брзу и робусну испоруку битова података.

Апликације

Неке од примена ове модулације дате су у наставку -

Системи за пренос гласа попут телефонске и радио комуникације веома воле ову технику модулације.
Делта модулација је најкориснија у системима где је правовремена достава података на пријемнику важнија од квалитета података.
Ова модулација се примењује на ЕКГ таласни облик за смањење базе података и обраду сигнала у реалном времену.
За аналогно-ПЦМ кодирање користи се овај метод модулације.
Делта модулација се примењује у телевизијским системима.

У овој модулацији постоји ограничење амплитуде улазног сигнала. У Делта модулацији преко канала се шаље само грешка или разлика између садашњег и претходног узорка. У случају да не постоји разлика између узорака, модулисани сигнал остаје на истом 0 или 1 стању претходног узорка. Неки од изведених облика делта модулације су континуирано променљива нагибна Делта модулација, Делта-сигма модулација , и Диференцијална модулација. Који је суперсет Делта модулације?