Quan els senyals es transmeten a llargues distàncies, es veuen afectats pel soroll i les interferències. Hi ha diversos mètodes inventats per a la transmissió efectiva de senyals a llargues distàncies sense cap error. La conversió de senyals analògics en forma digital ha comportat una revolució que canvia el joc en el camp de la comunicació. Modulació és el terme comú que s’utilitza en els sistemes de comunicació. Els sistemes de comunicació utilitzen mètodes de modulació i desmodulació per a la transmissió efectiva de senyals de baixa freqüència. Quan s'utilitza la modulació juntament amb els senyals digitals, es resolen molts inconvenients de la comunicació analògica. Alguns dels mètodes de processament de senyals digitals utilitzats en sistemes de comunicació són Modulació de codi de pols , Modulació del codi d’impuls diferencial , Modulació Delta, etc ...
Què és la modulació Delta?
La modulació Delta té les seves arrels en el mètode de modulació del codi d’impulsos diferencials. També es coneix com la forma simplificada de modulació del codi d’impuls diferencial. La modulació Delta és un esquema per permetre l’ús d’una estratègia de quantificació simple per construir els senyals codificats que es sobree mostren a propòsit, per augmentar la correlació entre les mostres adjacents del senyal, tal com es veu al mètode de modulació del codi d’impulsos diferencials.
Aquesta modulació també s'anomena una versió amarga de dos nivells de modulació de codi de pols diferencial. Proporciona una aproximació d'escala del senyal de banda base massa mostrejat. Aquí, la diferència entre la mostra actual i la mostra aproximada anterior es quantifica en dos nivells, és a dir, ± δ.
Si l'aproximació anterior està per sota del valor actual de la mostra, l'error es quantifica amb + δ. Si l'aproximació és superior al valor actual de la mostra, l'error es quantifica amb -δ.
Teoria de la modulació delta
La modulació Delta és coneguda per la seva simplicitat. El principi bàsic d’aquesta tècnica es pot formalitzar en tres relacions de temps discret com es mostra a continuació:
- i (nTs) = m (nTs) - mq(per exemples- Ts)
- ésq(per exemples) = δ sgn [e (nTs)]
- mq(per exemples) = mq(per exemples- Ts) + eq(per exemples)
on m (t) és el senyal d’entrada i mq(t) és la seva aproximació a l’escala. A les equacions anteriors, Tsés el període de mostreig, e (nTs) és un senyal d'error que representa la diferència entre el valor actual de la mostra m (nTs) del senyal d'entrada i l'última aproximació a aquest. eq(per exemples) és la versió quantitzada de e (nTs).
Hi ha dos tipus d’errors de quantificació que afecten aquest sistema de modulació. Són la distorsió de sobrecàrrega de pendent i el soroll granular. L'error de sobrecàrrega de pendent es produeix quan la mida del pas és massa petita en relació amb les característiques de pendent locals de la forma d'ona d'entrada. A diferència de l’error de sobrecàrrega de pendent, el soroll granular es produeix quan la mida del pas és massa gran.
En aquest mètode de modulació, una mida de pas més gran condueix a l'allotjament d'un ampli rang dinàmic i es necessita una mida de pas petita per a la representació precisa de senyals de nivell relativament baix.
Per tant, per comprometre entre la distorsió de sobrecàrrega de pendent i els errors de soroll granular, s’ha de seleccionar una mida de pas òptima que pugui minimitzar el valor quadrat mitjà de l’error de quantificació en un modulador Delta lineal.
Diagrama de blocs
La modulació Delta utilitza la tècnica de mostreig excessiu per aconseguir una alta relació senyal-soroll. En el sistema de modulació delta, el circuit transmissor està compost per un estiu, quantitzador, acumulador i un codificador interconnectats entre si.
Delta-Modulació i Demodulació
Aquí, el circuit integrador conté un retard de Ts. La sortida de l’integrador és una aproximació d’escala retardada per Ts. Aquesta aproximació d’escales es compara amb el senyal d’entrada mostrejat actual a l’estiu i la diferència dóna el senyal d’error.
Aquest senyal d'error es dóna al circuit quantitzador que consisteix en un limitador dur amb una relació d'entrada-sortida. Aquí, l’error es quantifica en dos valors, és a dir, ± δ. A continuació, la sortida del quantificador es codifica per produir l’ona modulada Delta desitjada.
Al circuit receptor, la demodulació es fa mitjançant un integrador i un filtre de pas baix. L’ona modulada primer es descodifica mitjançant un descodificador i després es reconstrueix l’aproximació de l’escala passant els impulsos positius i negatius produïts al decodificador a l’integrador.
El soroll de quantificació fora de banda a la forma d’ona d’escala d’alta freqüència s’elimina passant el senyal per un filtre de pas baix l'amplada de banda del qual és igual a l'amplada de banda del senyal original.
Avantatges de la modulació Delta
A continuació es presenten alguns dels avantatges de la modulació Delta en comparació amb altres tècniques de modulació digital.
- Es va trobar que a velocitats de bits inferiors la modulació Delta és millor que la PCM estàndard. En un sistema de modulació Delta, que funciona en senyals de veu en condicions òptimes, l’SNR s’incrementa en 9 dB duplicant la velocitat de bits.
- L'augment de SNR amb velocitat de bits és molt més dramàtic per a la modulació de codi de pols que per a la modulació Delta. Per tant, aquesta modulació només es recomana en determinades circumstàncies especials, com ara quan és necessari reduir la velocitat de bits per sota de 40 kilobytes per segon i la qualitat de veu limitada és tolerable.
- Aquest mètode de modulació s’utilitza si la simplicitat de circuit extrema té una importància excessiva i l’ús que s’acompanya d’una velocitat de bits elevada és acceptable.
- La modulació Delta funciona amb un ample de banda de canal inferior. Això fa que el sistema sigui rendible i sigui senzill d’implementar. El mecanisme de retroalimentació present en aquest sistema de modulació garanteix el lliurament ràpid i robust de bits de dades.
Aplicacions
Algunes de les aplicacions d’aquesta modulació es donen a continuació -
- Els sistemes de transmissió de veu com les comunicacions per telèfon i per ràdio prefereixen molt aquesta tècnica de modulació.
- La modulació Delta és més útil en sistemes on el lliurament oportú de dades al receptor és més important que la qualitat de les dades.
- Aquesta modulació s'aplica a la forma d'ona ECG per reduir la base de dades i processar el senyal en temps real.
- Per a la codificació analògica a PCM, s’utilitza aquest mètode de modulació.
- Delta Modulation s’aplica en sistemes de televisió.
En aquesta modulació, hi ha una restricció a l'amplitud del senyal d'entrada. A Delta Modulation només s’envia l’error o la diferència entre la mostra actual i la mostra anterior a través del canal. En un cas en què no hi hagi diferències entre mostres, el senyal modulat es manté al mateix estat 0 o 1 de la mostra anterior. Algunes de les formes derivades de modulació delta són la modulació delta de pendent variable contínua, Modulació Delta-sigma , i modulació diferencial. Quin és el superconjunt de modulació Delta?
