Nei sistemi di comunicazione, i metodi di modulazione vengono utilizzati per trasmettere segnali su lunghe distanze. Nel processo di modulazione, le proprietà di un segnale ad alta frequenza come ampiezza, fase, ecc ... vengono modificate in base al segnale in banda base a bassa frequenza. Con l'aumento della tecnologia digitale e i progressi nelle tecniche di elaborazione del segnale è aumentata la domanda di comunicazione digitale. Per la comunicazione digitale sono stati introdotti molti metodi per la conversione da digitale ad analogico e da analogico a digitale dei segnali campionati. Modulazione del codice di impulsi , La modulazione differenziale del codice a impulsi, la modulazione delta e la modulazione delta adattiva sono metodi diffusi utilizzati per l'elaborazione del segnale nella comunicazione digitale. In questo articolo diamo uno sguardo al metodo Adaptive Delta Modulation.

Che cos'è la modulazione delta adattiva?

Questa modulazione è la forma raffinata di modulazione delta. Questo metodo è stato introdotto per risolvere il rumore granulare e l'errore di sovraccarico della pendenza causato durante la modulazione Delta.

Questo metodo di modulazione è simile alla modulazione delta tranne per il fatto che la dimensione del passo è variabile in base al segnale di ingresso nella modulazione delta adattiva mentre è un valore fisso nella modulazione delta.

Diagramma a blocchi

Trasmettitore di modulazione delta adattivo

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Il circuito del trasmettitore è costituito da un circuito estivo, un quantizzatore, un circuito di ritardo e un circuito logico per il controllo della dimensione del passo. Il segnale in banda base X (nTs) viene fornito come input al circuito. Il circuito di feedback presente nel trasmettitore è un integratore. L'integratore genera l'approssimazione della scala del campione precedente.

Nel circuito estivo, viene calcolata la differenza tra il campione attuale e l'approssimazione della scala del campione precedente e (nTs). Questo segnale di errore viene passato al quantizzatore, dove viene generato un valore quantizzato. Il blocco di controllo della dimensione del passo controlla la dimensione del passo della prossima approssimazione in base al valore quantizzato alto o basso. Il segnale quantizzato viene fornito come output.

All'estremità del ricevitore avviene la demodulazione. Il ricevitore ha due parti. La prima parte è il controllo della dimensione del passo. Qui il segnale ricevuto viene fatto passare attraverso un blocco di controllo della dimensione del passo logico, dove la dimensione del passo viene prodotta da ogni bit in ingresso. La dimensione del passo viene decisa in base all'input presente e precedente. Nella seconda parte del ricevitore, il circuito dell'accumulatore ricrea il segnale delle scale. Questa forma d'onda viene quindi applicata a un file filtro passa basso che leviga la forma d'onda e ricrea il segnale originale.

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Teoria della modulazione delta adattiva

In Adaptive Delta Modulation, la dimensione del passo del segnale scala non è fissa e cambia a seconda del segnale di ingresso. Qui prima viene calcolata la differenza tra il valore attuale del campione e l'approssimazione precedente. Questo errore è quantizzato, cioè se il campione attuale è più piccolo dell'approssimazione precedente, il valore quantizzato è alto oppure è basso. L'uscita del quantizzatore a un bit viene fornita al circuito di controllo della dimensione del passo logico in cui viene decisa la dimensione del passo.

Forma d'onda Adaptive-Delta-Modulation

Nel circuito di controllo della dimensione del passo logico, l'uscita viene decisa in base all'uscita del quantizzatore. Se l'uscita del quantizzatore è alta, la dimensione del passo viene raddoppiata per il campione successivo. Se l'uscita del quantizzatore è bassa, la dimensione del passo viene ridotta di un passo per il campione successivo.

Vantaggi

Alcuni dei vantaggi di questo metodo di modulazione sono elencati di seguito:

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La modulazione delta adattiva riduce l'errore di pendenza presente nella modulazione delta.
Durante la demodulazione, utilizza un filtro passa basso che rimuove il rumore quantizzato.
L'errore di sovraccarico della pendenza e l'errore granulare presenti nella modulazione delta vengono risolti utilizzando questa modulazione. Per questo motivo, il rapporto segnale / rumore di questa modulazione è migliore della modulazione delta.
In presenza di errori di bit, questa modulazione fornisce prestazioni robuste. Ciò riduce la necessità di circuiti di rilevamento e correzione degli errori nella progettazione radio.
La gamma dinamica della modulazione delta adattiva è ampia poiché la dimensione del passo variabile copre un'ampia gamma di valori.

Differenze tra Delta Modulation e Adaptive Delta Modulation

Le differenze tra modulazione delta adattiva e modulazione delta sono elencate di seguito:

In Delta Modulation la dimensione del passo è fissa per l'intero segnale. Mentre nella modulazione delta adattiva, la dimensione del passo varia a seconda del segnale di ingresso.
Il sovraccarico di pendenza e gli errori di rumore granulare che sono presenti nella modulazione delta non si vedono in questa modulazione.
La gamma dinamica della modulazione delta adattiva è più ampia della modulazione delta.
Questa modulazione utilizza la larghezza di banda in modo più efficace rispetto alla modulazione delta.

Applicazioni

Alcune delle applicazioni di questo metodo di modulazione sono elencate di seguito:

Questa modulazione viene utilizzata per un sistema che richiede una migliore qualità della voce wireless e una velocità di trasferimento dei bit.
Nella trasmissione del segnale televisivo viene utilizzato questo processo di modulazione.
Questo metodo di modulazione viene utilizzato nella codifica vocale.
Questa modulazione viene anche utilizzata come standard dalla NASA per tutte le comunicazioni tra il controllo della missione e il veicolo spaziale.
La linea di prodotti radio digitali SECURENET di Motorola utilizza la modulazione delta adattiva a 12 kbit / sec.
Per fornire un audio di qualità di rilevamento vocale nelle aree dispiegate, i militari utilizzano un sistema di modulazione da 16 a 32 kbit / sec nei telefoni digitali TRI-TAC.
Le forze armate statunitensi utilizzano velocità di 16 kbit / sec per conservare la larghezza di banda sui collegamenti tattici.
Per una migliore qualità della voce, le forze aeree statunitensi utilizzano velocità di 32 kbit / sec.
Nei servizi Bluetooth per codificare i segnali vocali, questa modulazione viene utilizzata con velocità di 32 bit / sec.
Il decoder HC55516 viene utilizzato in vari giochi arcade come sinistar e smash tv e flipper come gorgor o space shuttle, per riprodurre suoni preregistrati.
La modulazione delta adattiva è anche nota come modulazione delta delta a variazione continua.

Questa modulazione codifica a 1 bit per campione. Qui l'encoder mantiene un campione di riferimento e una dimensione del passo. Prima di decidere la dimensione del passo del segnale in ingresso, viene confrontato con il campione di riferimento. Questo metodo di modulazione compromette tra semplicità, basso bitrate e qualità.

Questo metodo di modulazione è stato pubblicato per la prima volta dal Dr. John E. Abate nel 1968 presso il NJ Institute of Technology. Utilizzando questo metodo di modulazione è possibile preservare molti minimi dettagli del segnale. Pertanto, questo metodo di modulazione fornisce un output di buona qualità oltre alla codifica rapida. Questa modulazione è il primo passo nella conversione del segnale analogico in un segnale digitale. Il passo successivo è la rappresentazione di questo segnale digitale in forma matematica, per cui digitale multiplexing vengono introdotte tecniche. Adaptive Delta Modulation è anche noto come?