Όταν τα σήματα μεταδίδονται σε μεγάλες αποστάσεις, επηρεάζονται από θόρυβο και παρεμβολές. Υπάρχουν πολλές μέθοδοι που επινοήθηκαν για την αποτελεσματική μετάδοση σημάτων σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς κανένα σφάλμα. Η μετατροπή αναλογικών σημάτων σε ψηφιακή μορφή έφερε μια επανάσταση που αλλάζει το παιχνίδι στον τομέα της επικοινωνίας. Η διαμόρφωση είναι ο κοινός όρος που χρησιμοποιείται στα συστήματα επικοινωνίας. Τα συστήματα επικοινωνίας χρησιμοποιούν μεθόδους διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης για αποτελεσματική μετάδοση σημάτων χαμηλής συχνότητας. Όταν χρησιμοποιείται διαμόρφωση μαζί με ψηφιακά σήματα, έλυσε πολλά μειονεκτήματα της αναλογικής επικοινωνίας. Ορισμένες από τις μεθόδους επεξεργασίας ψηφιακού σήματος που χρησιμοποιούνται στα συστήματα επικοινωνίας είναι Διαμόρφωση κωδικού σφυγμού , Διαφορική διαμόρφωση παλμού κώδικα , Διαμόρφωση Delta, κ.λπ…

Τι είναι η Διαμόρφωση Delta;

Η διαμόρφωση δέλτα έχει τις ρίζες της στη μέθοδο διαμόρφωσης κωδικού διαφορικού παλμού. Είναι επίσης γνωστή ως η απλοποιημένη μορφή διαφοροποίησης κωδικού παλμού. Η διαμόρφωση δέλτα είναι ένα σχήμα που επιτρέπει τη χρήση μιας απλής στρατηγικής ποσοτικοποίησης για την κατασκευή των κωδικοποιημένων σημάτων τα οποία είναι υπερβολικά δειγματοληψία, για την αύξηση του συσχετισμού μεταξύ παρακείμενων δειγμάτων του σήματος, όπως φαίνεται στη μέθοδο διαμόρφωσης κωδικού διαφορικού παλμού.

Αυτή η διαμόρφωση ονομάζεται επίσης μια πικρή έκδοση δύο επιπέδων της διαφορικής διαμόρφωσης παλμού κώδικα. Παρέχει μια προσέγγιση κλιμακοστασίου του σήματος βάσης υπέρ-δειγματοληψίας. Εδώ, η διαφορά μεταξύ του παρόντος δείγματος και του προηγούμενου κατά προσέγγιση δείγματος ποσοτικοποιείται σε δύο επίπεδα, δηλαδή ± δ.

Εάν η προηγούμενη προσέγγιση είναι κάτω από την παρούσα τιμή δείγματος, τότε το σφάλμα ποσοτικοποιείται με + δ. Εάν η προσέγγιση είναι πάνω από την παρούσα τιμή δείγματος, τότε το σφάλμα ποσοτικοποιείται από -δ.

Θεωρία Διαμόρφωσης Δέλτα

Η διαμόρφωση Delta είναι γνωστή για την απλότητά της. Η βασική αρχή αυτής της τεχνικής μπορεί να επισημοποιηθεί σε τρεις σχέσεις διακριτού χρόνου όπως παρακάτω-

και (nT_μικρό) = m (nΤ_μικρό) - Μ_τι(π.χ_μικρό- Τ_μικρό)
είναι_τι(π.χ_μικρό) = δ sgn [e (nT_μικρό)]
Μ_τι(π.χ_μικρό) = μ_τι(π.χ_μικρό- Τ_μικρό) + ε_τι(π.χ_μικρό)

όπου m (t) είναι το σήμα εισόδου και m_τι(t) είναι η προσέγγιση της σκάλας. Στις παραπάνω εξισώσεις, Τ_μικρόείναι η περίοδος δειγματοληψίας, e (nT_μικρό) είναι ένα σήμα σφάλματος που αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ της παρούσας τιμής δείγματος m (nT_μικρό) του σήματος εισόδου και της τελευταίας προσέγγισης σε αυτό. μι_τι(π.χ_μικρό) είναι η κβαντοποιημένη έκδοση του e (nT_μικρό).

“ποιος είναι ο σκοπός ενός ρυθμιστή τάσης ”

Υπάρχουν δύο τύποι σφαλμάτων ποσοτικοποίησης που επηρεάζουν αυτό το σύστημα διαμόρφωσης. Είναι η παραμόρφωση υπερφόρτωσης κλίσης και ο κοκκώδης θόρυβος. Το σφάλμα υπερφόρτωσης κλίσης παρουσιάζεται όταν το μέγεθος του βήματος είναι πολύ μικρό σε σχέση με τα τοπικά χαρακτηριστικά κλίσης της κυματομορφής εισόδου. Σε αντίθεση με το σφάλμα υπερφόρτωσης κλίσης, ο κοκκώδης θόρυβος εμφανίζεται όταν το μέγεθος του βήματος είναι πολύ μεγάλο.

Σε αυτήν τη μέθοδο διαμόρφωσης, ένα μεγαλύτερο μέγεθος βήματος οδηγεί στην προσαρμογή ενός μεγάλου δυναμικού εύρους και απαιτείται μικρό μέγεθος βήματος για την ακριβή αναπαράσταση σημάτων σχετικά χαμηλού επιπέδου.

Έτσι, για συμβιβασμό μεταξύ παραμόρφωσης υπερφόρτωσης κλίσης και σφαλμάτων κοκκώδους θορύβου, θα πρέπει να επιλεγεί ένα βέλτιστο μέγεθος βήματος που μπορεί να ελαχιστοποιήσει την μέση τετραγωνική τιμή του σφάλματος κβαντισμού σε έναν γραμμικό διαμορφωτή Delta.

Διάγραμμα μπλοκ

Η διαμόρφωση Delta χρησιμοποιεί την τεχνική υπερ-δειγματοληψίας για να επιτύχει υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο. Στο σύστημα διαμόρφωσης δέλτα, το κύκλωμα πομπού αποτελείται από Summer, Quantizer, Accumulator και Encoder που συνδέονται μεταξύ τους.

Δέλτα-Διαμόρφωση-και-Αποδιαμόρφωση

Εδώ, το κύκλωμα ολοκληρωτή περιέχει καθυστέρηση Ts. Η έξοδος του ολοκληρωτή είναι μια προσέγγιση σκάλας που καθυστέρησε ο Ts. Αυτή η προσέγγιση της σκάλας συγκρίνεται με το σημερινό σήμα εισόδου του δείγματος το καλοκαίρι και η διαφορά δίνει το σήμα σφάλματος.

Αυτό το σήμα σφάλματος δίνεται στο κύκλωμα κβαντιστής που αποτελείται από έναν σκληρό περιοριστή με σχέση εισόδου-εξόδου. Εδώ, το σφάλμα ποσοτικοποιείται σε δύο τιμές, δηλαδή ± δ. Στη συνέχεια, η έξοδος του κβαντιστή κωδικοποιείται για να παράγει το επιθυμητό διαμορφωμένο κύμα Delta.

Στο κύκλωμα δέκτη, η αποδιαμόρφωση γίνεται χρησιμοποιώντας ενσωματωτή και φίλτρο χαμηλής διέλευσης. Το διαμορφωμένο κύμα αποκωδικοποιείται πρώτα χρησιμοποιώντας έναν αποκωδικοποιητή και μετά η προσέγγιση της σκάλας ανακατασκευάζεται περνώντας τους θετικούς και αρνητικούς παλμούς που παράγονται στον αποκωδικοποιητή στον ολοκληρωτή.

Ο θόρυβος κβαντοποίησης εκτός ζώνης στην κυματομορφή σκάλας υψηλής συχνότητας αφαιρείται περνώντας το σήμα μέσω α φίλτρο χαμηλής διέλευσης του οποίου το εύρος ζώνης είναι ίσο με το αρχικό εύρος ζώνης σήματος.

Πλεονεκτήματα της Διαμόρφωσης Δέλτα

Μερικά από τα πλεονεκτήματα της Delta Modulation σε σύγκριση με άλλες τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης δίνονται παρακάτω-

Διαπιστώθηκε ότι σε χαμηλότερα ποσοστά bit, το Delta Modulation είναι καλύτερο από το τυπικό PCM. Σε ένα σύστημα διαμόρφωσης Delta, που λειτουργεί σε φωνητικά σήματα υπό βέλτιστες συνθήκες, το SNR αυξάνεται κατά 9dB διπλασιάζοντας το ρυθμό bit.
Η αύξηση του SNR με ρυθμό μετάδοσης bit είναι πολύ πιο δραματική για τη διαμόρφωση κωδικού παλμού από ότι για τη διαμόρφωση Delta. Επομένως, αυτή η διαμόρφωση συνιστάται μόνο σε ορισμένες ειδικές περιστάσεις, όπως όταν είναι απαραίτητο να μειωθεί ο ρυθμός μετάδοσης bit κάτω από 40 kilobytes ανά δευτερόλεπτο και η περιορισμένη ποιότητα φωνής είναι ανεκτή.
Αυτή η μέθοδος διαμόρφωσης χρησιμοποιείται εάν η ακραία απλότητα του κυκλώματος έχει υπερβολική σημασία και η συνοδευτική χρήση υψηλού ρυθμού bit είναι αποδεκτή.
Η διαμόρφωση Delta λειτουργεί με χαμηλότερο εύρος ζώνης καναλιού. Αυτό καθιστά το σύστημα οικονομικά αποδοτικό και απλό στην εφαρμογή. Ο μηχανισμός ανάδρασης που υπάρχει σε αυτό το σύστημα διαμόρφωσης διασφαλίζει τη γρήγορη και στιβαρή παράδοση των bit δεδομένων.

Εφαρμογές

Μερικές από τις εφαρμογές αυτής της διαμόρφωσης δίνονται παρακάτω -

Τα συστήματα μετάδοσης φωνής όπως οι τηλεφωνικές και ραδιοεπικοινωνίες προτιμούν ιδιαίτερα αυτήν την τεχνική διαμόρφωσης.
Το Delta Modulation είναι πιο χρήσιμο σε συστήματα όπου η έγκαιρη παράδοση δεδομένων στον δέκτη είναι πιο σημαντική από την ποιότητα των δεδομένων.
Αυτή η διαμόρφωση εφαρμόζεται σε κυματομορφή ΗΚΓ για μείωση βάσης δεδομένων και επεξεργασία σήματος σε πραγματικό χρόνο.
Για κωδικοποίηση αναλογικού σε PCM, χρησιμοποιείται αυτή η μέθοδος διαμόρφωσης.
Το Delta Modulation εφαρμόζεται σε τηλεοπτικά συστήματα.

Σε αυτήν τη Διαμόρφωση, υπάρχει περιορισμός στο πλάτος του σήματος εισόδου. Στο Delta Modulation μόνο το σφάλμα ή η διαφορά μεταξύ του παρόντος δείγματος και του προηγούμενου δείγματος αποστέλλεται μέσω του καναλιού. Σε περίπτωση που δεν υπάρχει διαφορά μεταξύ των δειγμάτων, το διαμορφωμένο σήμα παραμένει στην ίδια κατάσταση 0 ή 1 του προηγούμενου δείγματος. Μερικές από τις παραγόμενες μορφές διαμόρφωσης δέλτα είναι διαμόρφωση συνεχώς μεταβλητής κλίσης Δέλτα, Διαμόρφωση δέλτα-σίγμα , και διαφορική διαμόρφωση. Ποιο είναι το υπερσύνολο του Delta Modulation;