В системах связи методы модуляции используются для передачи сигналов на большие расстояния. В процессе модуляции свойства высокочастотного сигнала, такие как амплитуда, фаза и т. Д., Изменяются в соответствии с низкочастотным сигналом основной полосы частот. С развитием цифровых технологий и развитием технологий обработки сигналов потребность в цифровой связи возросла. Для цифровой связи были введены многие методы цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования дискретизированных сигналов. Импульсно-кодовая модуляция , Дифференциальная импульсная кодовая модуляция, дельта-модуляция и адаптивная дельта-модуляция - популярные методы, используемые для обработки сигналов в цифровой связи. В этой статье давайте посмотрим на метод адаптивной дельта-модуляции.

Что такое адаптивная дельта-модуляция?

Эта модуляция является усовершенствованной формой дельта-модуляции. Этот метод был введен для решения проблемы гранулярного шума и перегрузки крутизны кривой, вызванной дельта-модуляцией.

Этот метод модуляции аналогичен дельта-модуляции, за исключением того, что размер шага изменяется в соответствии с входным сигналом в адаптивной дельта-модуляции, тогда как при дельта-модуляции это фиксированное значение.

Блок-схема

Передатчик с адаптивной дельта-модуляцией

Схема передатчика состоит из сумматора, квантователя, схемы задержки и логической схемы для управления размером шага. Сигнал основной полосы частот X (нТс) подается на вход схемы. Цепь обратной связи, присутствующая в передатчике, представляет собой интегратор. Интегратор генерирует лестничную аппроксимацию предыдущего образца.

В летней схеме вычисляется разница между настоящим образцом и лестничной аппроксимацией предыдущего образца e (нТл). Этот сигнал ошибки передается в квантователь, где генерируется квантованное значение. Блок управления размером шага управляет размером шага следующего приближения на основе того, является ли квантованное значение высоким или низким. Квантованный сигнал выдается на выходе.

На стороне приемника происходит демодуляция. Ресивер состоит из двух частей. Первая часть - это контроль размера шага. Здесь принятый сигнал проходит через блок управления размером логического шага, где размер шага определяется из каждого входящего бита. Размер шага определяется на основе настоящего и предыдущего ввода. Во второй части приемника схема аккумулятора воссоздает лестничный сигнал. Затем этот сигнал применяется к фильтр нижних частот который сглаживает форму волны и воссоздает исходный сигнал.

“введение в конструкцию электронных схем ”

Теория адаптивной дельта-модуляции

В адаптивной дельта-модуляции размер шага лестничного сигнала не является фиксированным и изменяется в зависимости от входного сигнала. Здесь сначала рассчитывается разница между текущим значением выборки и предыдущим приближением. Эта ошибка квантуется, то есть, если текущая выборка меньше, чем предыдущее приближение, квантованное значение высокое или низкое. Выходной сигнал однобитового квантователя поступает в схему управления размером логического шага, где определяется размер шага.

Адаптивная дельта-модуляция формы волны

В схеме управления размером логического шага решение о выходе определяется на основе выходного сигнала квантователя. Если выходной сигнал квантователя высокий, то для следующего отсчета размер шага удваивается. Если выходной сигнал квантователя низкий, размер шага уменьшается на один шаг для следующей выборки.

Преимущества

Некоторые из преимуществ этого метода модуляции перечислены ниже:

Адаптивная дельта-модуляция уменьшает ошибку наклона, присутствующую при дельта-модуляции.
Во время демодуляции он использует фильтр нижних частот, который удаляет квантованный шум.
Ошибка перегрузки наклона и ошибка детализации, присутствующие в дельта-модуляции, решаются с помощью этой модуляции. Из-за этого отношение сигнал / шум этой модуляции лучше, чем дельта-модуляция.
При наличии битовых ошибок эта модуляция обеспечивает надежную работу. Это снижает потребность в схемах обнаружения и исправления ошибок при проектировании радиосвязи.
Динамический диапазон адаптивной дельта-модуляции велик, поскольку переменный размер шага охватывает большой диапазон значений.

Различия между дельта-модуляцией и адаптивной дельта-модуляцией

Различия между адаптивной дельта-модуляцией и дельта-модуляцией перечислены ниже:

В режиме дельта-модуляции размер шага фиксирован для всего сигнала. В то время как в адаптивной дельта-модуляции размер шага зависит от входного сигнала.
Перегрузка наклона и ошибки гранулярного шума, которые присутствуют при дельта-модуляции, не видны в этой модуляции.
Динамический диапазон адаптивной дельта-модуляции шире, чем дельта-модуляции.
Эта модуляция использует полосу пропускания более эффективно, чем дельта-модуляция.

Приложения

Некоторые из применений этого метода модуляции перечислены ниже:

Эта модуляция используется для системы, которая требует улучшенного качества беспроводной передачи голоса, а также скорости передачи битов.
Этот процесс модуляции используется при передаче телевизионного сигнала.
Этот метод модуляции используется при кодировании голоса.
Эта модуляция также используется НАСА в качестве стандарта для всех коммуникаций между центром управления полетами и космическими кораблями.
В линейке цифровых радиоустройств Motorola SECURENET используется адаптивная дельта-модуляция со скоростью 12 кбит / с.
Чтобы обеспечить качество звука при обнаружении голоса в развернутых областях, военные используют систему модуляции от 16 до 32 кбит / с в цифровых телефонах TRI-TAC.
Вооруженные силы США используют скорость 16 кбит / с для сохранения пропускной способности тактических каналов.
Для улучшения качества передачи голоса ВВС США используют скорость 32 кбит / с.
В Bluetooth-сервисах для кодирования голосовых сигналов эта модуляция используется со скоростью 32 бит / сек.
Декодер HC55516 используется в различных аркадных играх, таких как sinistar и smash tv, и автоматах для игры в пинбол, таких как gorgor или космический челнок, для воспроизведения предварительно записанных звуков.
Адаптивная дельта-модуляция также известна как дельта-модуляция с плавным изменением наклона.

Эта модуляция кодируется с 1 битом на выборку. Здесь кодировщик поддерживает эталонную выборку и размер шага. Перед тем как определить размер шага входного сигнала, он сравнивается с эталонным образцом. Этот метод модуляции компромисс между простотой, низким битрейтом и качеством.

Этот метод модуляции был впервые опубликован доктором Джоном Э. Абате в 1968 году в Технологическом институте штата Нью-Джерси. Используя этот метод модуляции, можно сохранить многие мельчайшие детали сигнала. Таким образом, этот метод модуляции обеспечивает вывод хорошего качества в дополнение к быстрому кодированию. Эта модуляция является первым шагом в преобразовании аналогового сигнала в цифровой сигнал. Следующим шагом является представление этого цифрового сигнала в математической форме, для которой цифровой мультиплексирование представлены техники. Адаптивная дельта-модуляция также известна как?