Modulacja delta

Modulacja delta, (modulacja DM) – próbkowanie sygnału informacyjnego z dużą częstotliwością. Koncepcja Modulacji Delta polega na zmniejszeniu dynamiki zmian wartości kolejnych próbek, a zarazem na zwiększeniu korelacji między tymi próbkami. Częstotliwość DM jest znacznie większa od częstotliwości Nyquista, co skutkuje tym, że nie ma wyraźnych zmian sygnału między dwiema sąsiadującymi próbkami, a także że różnica między wartościami tych próbek jest nieznaczna. Zmiany wartości sygnału od próbki do próbki są wówczas na tyle nieznaczne, że informacja o nich (a dokładniej o tym, czy sygnał wzrósł, czy zmalał) może być zakodowana za pomocą tylko jednego znaku binarnego.

Opis działania

Zasada działania modulatora sygnału DM polega na śledzeniu przyrostów sygnału informacyjnego w chwilach próbkowania i wytworzeniu na tej podstawie jego schodkowej aproksymacji ${\displaystyle {\overline {x}}(t).}$ W każdej chwili próbkowania ${\displaystyle nT_{s}}$ wyznaczana jest próbka ${\displaystyle x(nT_{s})}$ sygnału informacyjnego i porównywana z aproksymowaną wartością sygnału ${\displaystyle {\overline {x}}(nT_{s}-T_{s})}$ w poprzedniej chwili próbkowania. Następnie badany jest znak różnicy:

${\displaystyle e(nT_{s})=x(nT_{s})-{\overline {x}}(nT_{s}-T_{s}).}$

I na tej podstawie tworzony jest sygnał binarny:

${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s})=\Delta \operatorname {sgn}[e(nT_{s})].}$

Przybierający wartość ${\displaystyle +\Delta ,}$ jeśli różnica jest dodatnia (czyli aktualna próbka sygnału jest większa od wartości aproksymowanej), oraz ${\displaystyle -\Delta ,}$ jeśli różnica ta jest ujemna (czyli aktualna próbka sygnału jest mniejsza od wartości aproksymowanej).

Sygnał binarny ${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s})}$ powstaje więc w wyniku skwantowania sygnału e(nTs) na dwa poziomy ${\displaystyle \pm \Delta .}$ Na podstawie sygnału ${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s})}$ jest wyznaczana następna wartość schodkowego sygnału aproksymującego

${\displaystyle {\overline {x}}(nT_{s})={\overline {x}}(nT_{s}-T_{s})+{\overline {e}}(nT_{s}),}$

która jest utrzymywana przez odcinek czas ${\displaystyle T_{s}.}$ W ten sposób jest tworzony schodkowy sygnał aproksymujący ${\displaystyle {\overline {x}}(t).}$ Jeśli sygnał x(t) nie zmienia się między próbkami zbyt szybko, to błąd aproksymacji x(t) – ${\displaystyle {\overline {x}}(t)}$ jest utrzymywany w przedziale ${\displaystyle [-\Delta ,+\Delta ].}$ W końcowym etapie modulacji delta wyznaczana jest sekwencja kodowa kodująca binarnie sygnał ${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s}).}$ Wartości ${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s})=\Delta }$ przyporządkowywany jest znak binarny „1”, a wartości ${\displaystyle {\overline {e}}(nT_{s})=-\Delta }$ – znak binarny „0”. Sekwencja ta jest przesyłana w postaci odpowiedniego kodu impulsowego do odbiornika sygnału DM. Do odbiornika jest zatem przesyłana zakodowana informacja jedynie o kolejnych przyrostach sygnału aproksymującego.

Literatura

• Jerzy Szabatin, Przetwarzanie sygnałów, 2003.

Zobacz też

• modulacja