Quando i segnali vengono trasmessi su lunghe distanze, vengono influenzati da rumore e interferenze. Esistono diversi metodi inventati per una trasmissione efficace dei segnali su lunghe distanze senza errori. La conversione di segnali analogici in formato digitale ha portato una rivoluzione rivoluzionaria nel campo della comunicazione. La modulazione è il termine comune utilizzato nei sistemi di comunicazione. I sistemi di comunicazione utilizzano metodi di modulazione e demodulazione per una trasmissione efficace di segnali a bassa frequenza. Quando la modulazione viene utilizzata insieme ai segnali digitali, ha risolto molti inconvenienti della comunicazione analogica. Alcuni dei metodi di elaborazione del segnale digitale utilizzati nei sistemi di comunicazione sono Modulazione del codice di impulsi , Modulazione differenziale del codice a impulsi , Modulazione delta, ecc ...

Cos'è la modulazione delta?

La modulazione delta ha le sue radici nel metodo di modulazione del codice a impulsi differenziale. È anche noto come la forma semplificata di modulazione del codice a impulsi differenziale. La modulazione delta è uno schema per consentire l'uso di una semplice strategia di quantizzazione per costruire i segnali codificati che vengono sovracampionati di proposito, per aumentare la correlazione tra campioni adiacenti del segnale, come si vede nel metodo di modulazione del codice a impulsi differenziale.

Questa modulazione è anche chiamata una versione amara a due livelli della modulazione del codice a impulsi differenziali. Fornisce un'approssimazione a gradini del segnale in banda base sovracampionato. Qui, la differenza tra il campione attuale e il campione approssimato precedente viene quantizzata in due livelli, ovvero ± δ.

Se l'approssimazione precedente è inferiore al valore del campione attuale, l'errore viene quantizzato con + δ. Se l'approssimazione è superiore al valore attuale del campione, l'errore viene quantizzato per-by.

Teoria della modulazione delta

La modulazione delta è nota per la sua semplicità. Il principio di base di questa tecnica può essere formalizzato in tre relazioni a tempo discreto come di seguito:

e(nT_S) = m (nT_S) - m_{che cosa}(per esempio_S- T_S)
e_{che cosa}(per esempio_S) = δ sgn [e (nT_S)]
m_{che cosa}(per esempio_S) = m_{che cosa}(per esempio_S- T_S) + e_{che cosa}(per esempio_S)

dove m (t) è il segnale di ingresso e m_{che cosa}(t) è la sua approssimazione scala. Nelle equazioni precedenti, T_Sè il periodo di campionamento, e (nT_S) è un segnale di errore che rappresenta la differenza tra il valore del campione attuale m (nT_S) del segnale di ingresso e l'ultima approssimazione ad esso. e_{che cosa}(per esempio_S) è la versione quantizzata di e (nT_S).

“dove posso trovare un condensatore? ”

Esistono due tipi di errori di quantizzazione che influenzano questo sistema di modulazione. Sono la distorsione da sovraccarico del pendio e il rumore granulare. L'errore di sovraccarico della pendenza si verifica quando la dimensione del passo è troppo piccola rispetto alle caratteristiche di pendenza locale della forma d'onda di ingresso. A differenza dell'errore di sovraccarico della pendenza, il rumore granulare si verifica quando la dimensione del gradino è troppo grande.

In questo metodo di modulazione, una dimensione del passo maggiore porta alla sistemazione di un'ampia gamma dinamica e una dimensione del passo piccola è richiesta per la rappresentazione accurata di segnali di livello relativamente basso.

Pertanto, per compromettere la distorsione da sovraccarico della pendenza e gli errori di rumore granulare, è necessario selezionare una dimensione del passo ottimale che possa minimizzare il valore quadratico medio dell'errore di quantizzazione in un modulatore delta lineare.

Diagramma a blocchi

La modulazione delta utilizza la tecnica di sovracampionamento per ottenere un elevato rapporto segnale-rumore. Nel sistema di modulazione delta, il circuito del trasmettitore è composto da un Summer, Quantizer, Accumulator e un Encoder interconnessi tra loro.

Modulazione delta e demodulazione

Qui, il circuito integratore contiene un ritardo di Ts. L'output dell'integratore è un'approssimazione scala ritardata di Ts. Questa approssimazione della scala viene confrontata con l'attuale segnale di ingresso campionato in estate e la differenza dà il segnale di errore.

Questo segnale di errore viene fornito al circuito quantizzatore che consiste in un hard limiter con una relazione ingresso-uscita. Qui, l'errore viene quantizzato in due valori, ovvero ± δ. Quindi l'uscita del quantizzatore viene codificata per produrre l'onda modulata Delta desiderata.

Sul circuito del ricevitore, la demodulazione viene eseguita utilizzando un integratore e un filtro passa basso. L'onda modulata viene prima decodificata utilizzando un decodificatore e quindi l'approssimazione a gradini viene ricostruita passando gli impulsi positivi e negativi prodotti al decodificatore all'integratore.

Il rumore di quantizzazione fuori banda nella forma d'onda a scala ad alta frequenza viene rimosso facendo passare il segnale attraverso a filtro passa basso la cui larghezza di banda è uguale alla larghezza di banda del segnale originale.

Vantaggi della modulazione delta

Di seguito sono riportati alcuni dei vantaggi della modulazione delta rispetto ad altre tecniche di modulazione digitale:

È stato riscontrato che a velocità di trasmissione inferiori la modulazione delta è migliore del PCM standard. In un sistema di modulazione delta, operante su segnali vocali in condizioni ottimali, l'SNR viene aumentato di 9dB raddoppiando il bit rate.
L'aumento dell'SNR con il bit rate è molto più drammatico per la modulazione del codice a impulsi che per la modulazione delta. Pertanto questa modulazione è consigliata solo in determinate circostanze speciali, come quando è necessario ridurre il bit rate al di sotto di 40 kilobyte al secondo e la qualità della voce limitata è tollerabile.
Questo metodo di modulazione viene utilizzato se l'estrema semplicità del circuito è di primaria importanza e l'uso associato di un bit rate elevato è accettabile.
La modulazione delta funziona con una larghezza di banda del canale inferiore. Ciò rende il sistema economico e semplice da implementare. Il meccanismo di feedback presente in questo sistema di modulazione garantisce la consegna rapida e robusta dei bit di dati.

Applicazioni

Di seguito vengono fornite alcune delle applicazioni di questa modulazione:

I sistemi di trasmissione vocale come il telefono e le comunicazioni radio preferiscono fortemente questa tecnica di modulazione.
La modulazione delta è particolarmente utile nei sistemi in cui la consegna tempestiva dei dati al ricevitore è più importante della qualità dei dati.
Questa modulazione viene applicata alla forma d'onda ECG per la riduzione del database e l'elaborazione del segnale in tempo reale.
Per la codifica da analogico a PCM, viene utilizzato questo metodo di modulazione.
La modulazione delta viene applicata nei sistemi televisivi.

In questa modulazione, c'è una restrizione sull'ampiezza del segnale di ingresso. Nella modulazione delta solo l'errore o la differenza tra il campione presente e il campione precedente viene inviato sul canale. Nel caso in cui non vi sia differenza tra i campioni, il segnale modulato rimane allo stesso stato 0 o 1 del campione precedente. Alcune delle forme derivate di modulazione delta sono la modulazione delta delta a variazione continua, Modulazione delta-sigma e modulazione differenziale. Qual è il superset di Delta Modulation?