Wanneer signalen over grote afstanden worden verzonden, worden ze beïnvloed door ruis en interferentie. Er zijn verschillende methoden uitgevonden om signalen effectief en foutloos over lange afstanden te verzenden. De omzetting van analoge signalen naar digitale vorm heeft een baanbrekende revolutie op het gebied van communicatie teweeggebracht. Modulatie is de algemene term die wordt gebruikt in communicatiesystemen. Communicatiesystemen gebruiken modulatie- en demodulatiemethoden voor effectieve overdracht van laagfrequente signalen. Wanneer modulatie samen met digitale signalen wordt gebruikt, lost dit veel nadelen van analoge communicatie op. Enkele van de digitale signaalverwerkingsmethoden die in communicatiesystemen worden gebruikt, zijn Pulse code modulatie Differentiële pulscodemodulatie , Delta-modulatie, enz ...

Wat is deltamodulatie?

Deltamodulatie heeft zijn wortels in de differentiële pulscodemodulatiemethode. Het is ook bekend als de vereenvoudigde vorm van differentiële pulscodemodulatie. Deltamodulatie is een schema om het gebruik van een eenvoudige kwantiseringsstrategie mogelijk te maken voor het construeren van de gecodeerde signalen die opzettelijk overbemonsterd zijn, om de correlatie tussen aangrenzende monsters van het signaal te vergroten, zoals te zien is in de differentiële pulscodemodulatiemethode.

Deze modulatie wordt ook wel een bittere versie met twee niveaus van differentiële pulscodemodulatie genoemd. Het biedt een trapbenadering van overbemonsterd basisbandsignaal. Hier wordt het verschil tussen het huidige monster en het vorige benaderde monster gekwantiseerd in twee niveaus, d.w.z. ± δ.

Als de vorige benadering lager is dan de huidige steekproefwaarde, wordt de fout gekwantiseerd met + δ. Als de benadering hoger is dan de huidige steekproefwaarde, wordt de fout gekwantiseerd met -δ.

Deltamodulatietheorie

Deltamodulatie staat bekend om zijn eenvoud. Het basisprincipe van deze techniek kan worden geformaliseerd in drie discrete-tijdrelaties, zoals hieronder:

en (nT_s) = m (nT_s) - m_wat(bijv_s- T_s
is_wat(bijv_s) = δ sgn [e (nT_s
m_wat(bijv_s) = m_wat(bijv_s- T_s) + e_wat(bijv_s

waarbij m (t) het ingangssignaal is en m_wat(t) is de trapbenadering. In de bovenstaande vergelijkingen, T_sis de bemonsteringsperiode, e (nT_s) is een foutsignaal dat het verschil vertegenwoordigt tussen de huidige monsterwaarde m (nT_s) van het ingangssignaal en de laatste benadering ervan. e_wat(bijv_s) is de gekwantiseerde versie van e (nT_s

“decimaal naar binair conversieformule ”

Er zijn twee soorten kwantiseringsfouten die van invloed zijn op dit modulatiesysteem. Dit zijn de vervorming van de hellingsoverbelasting en korrelige ruis. Hellingsoverbelastingsfout treedt op wanneer de stapgrootte te klein is in verhouding tot de lokale hellingskarakteristieken van de ingangsgolfvorm. In tegenstelling tot een overbelastingsfout bij een helling, treedt korrelige ruis op wanneer de stapgrootte te groot is.

Bij deze modulatiemethode leidt een grotere stapgrootte tot de accommodatie van een breed dynamisch bereik en is een kleine stapgrootte vereist voor de nauwkeurige weergave van signalen van relatief laag niveau.

Om dus een compromis te sluiten tussen hellingsoverbelastingsvervorming en granulaire ruisfouten, moet een optimale stapgrootte worden gekozen die de gemiddelde kwadraatwaarde van de kwantiseringsfout in een lineaire Delta-modulator kan minimaliseren.

Blokdiagram

Deltamodulatie maakt gebruik van de oversamplingtechniek om een hoge signaal-ruisverhouding te bereiken. In het deltamodulatiesysteem bestaat het zendercircuit uit een zomer, kwantisator, accumulator en een encoder die met elkaar zijn verbonden.

Delta-modulatie-en-demodulatie

Hier bevat het integratorcircuit een vertraging van Ts. De output van de integrator is een trapbenadering vertraagd met Ts. Deze trapbenadering wordt vergeleken met het aanwezige bemonsterde ingangssignaal in de zomer en het verschil geeft het foutsignaal.

Dit foutsignaal wordt afgegeven aan de kwantiseerschakeling die bestaat uit een harde begrenzer met een input-output relatie. Hier wordt de fout gekwantiseerd in twee waarden, d.w.z. ± δ. Vervolgens wordt de uitvoer van de kwantisator gecodeerd om de gewenste delta-gemoduleerde golf te produceren.

Bij het ontvangercircuit wordt demodulatie uitgevoerd met behulp van een integrator en een laagdoorlaatfilter. De gemoduleerde golf wordt eerst gedecodeerd met behulp van een decoder en vervolgens wordt de trapbenadering gereconstrueerd door de positieve en negatieve pulsen die door de decoder worden geproduceerd door te geven aan de integrator.

De out-of-band kwantiseringsruis in de hoogfrequente trapgolfvorm wordt verwijderd door het signaal door een laagdoorlaatfilter waarvan de bandbreedte gelijk is aan de oorspronkelijke signaalbandbreedte.

Voordelen van deltamodulatie

Enkele van de voordelen van deltamodulatie in vergelijking met andere digitale modulatietechnieken worden hieronder gegeven:

Het bleek dat bij lagere bitsnelheden deltamodulatie beter is dan de standaard PCM. In een deltamodulatiesysteem dat onder optimale omstandigheden op spraaksignalen werkt, wordt de SNR met 9 dB verhoogd door de bitsnelheid te verdubbelen.
De toename van SNR met bitsnelheid is veel dramatischer voor pulscodemodulatie dan voor deltamodulatie. Daarom wordt deze modulatie alleen aanbevolen in bepaalde speciale omstandigheden, zoals wanneer het nodig is om de bitsnelheid tot onder 40 kilobytes per seconde te verlagen en een beperkte spraakkwaliteit toelaatbaar is.
Deze modulatiemethode wordt gebruikt als extreme eenvoud van de schakeling van doorslaggevend belang is en het bijbehorende gebruik van een hoge bitsnelheid acceptabel is.
Deltamodulatie werkt met een lagere kanaalbandbreedte. Dit maakt het systeem kosteneffectief en eenvoudig te implementeren. Het feedbackmechanisme dat aanwezig is in dit modulatiesysteem zorgt voor een snelle en robuuste levering van databits.

Toepassingen

Enkele van de toepassingen van deze modulatie worden hieronder gegeven -

Spraaktransmissiesystemen zoals telefoon- en radiocommunicatie geven sterk de voorkeur aan deze modulatietechniek.
Deltamodulatie is vooral handig in systemen waar tijdige datalevering bij de ontvanger belangrijker is dan de datakwaliteit.
Deze modulatie wordt toegepast op de ECG-golfvorm voor database-reductie en real-time signaalverwerking.
Voor analoog-naar-PCM-codering wordt deze modulatiemethode gebruikt.
Deltamodulatie wordt toegepast in televisiesystemen.

Bij deze modulatie is er een beperking op de amplitude van het ingangssignaal. In Delta Modulation wordt alleen de fout of het verschil tussen de huidige sample en de vorige sample over het kanaal gestuurd. In het geval dat er geen verschil is tussen monsters, blijft het gemoduleerde signaal in dezelfde 0 of 1 toestand van het vorige monster. Enkele van de afgeleide vormen van deltamodulatie zijn Continuously Variable Slope Delta-modulatie, Delta-sigma-modulatie en Differentiële modulatie. Wat is de superset van Delta Modulation?