Modulacja delta

Modulacja delta, (modulacja DM) – jest to 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 dwoma sąsiadującymi próbkami, a także 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 $\overline{x}(t)$. W każdej chwili próbkowania $nT_s$ wyznaczana jest próbka $x(nT_s)$ sygnału informacyjnego i porównywana z aproksymowaną wartością sygnału $\overline x(nT_s - T_s)$ w poprzedniej chwili próbkowania. Następnie badany jest znak różnicy:

$e(nT_s) = x(nT_s) - \overline x(nT_s - T_s)$ (1)

I na tej podstawie tworzony jest sygnał binarny:

$\overline e (nT_s) = \Delta sgn [e(nT_s)]$ (2)

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

Sygnał binarny $\overline e$$(nT_s)$ powstaje więc w wyniku skwantowania sygnału e(nTs) na dwa poziomy ± Δ. Na podstawie sygnału $\overline e(nT_s)$ jest wyznaczana następna wartość schodkowego sygnału aproksymującego

$\overline x (nT_s) = \overline x(nT_s - T_s) + \overline e (nT_s)$ (3)

która jest utrzymywana przez odcinek czas $T_s$. W ten sposób jest tworzony schodkowy sygnał aproksymujący $\overline x(t)$. Jeśli sygnał x(t) nie zmienia sie między próbkami zbyt szybko, to błąd aproksymacji x(t) − $\overline x(t)$ jest utrzymywany w przedziale [−Δ, + Δ].W końcowym etapie modulacji delta wyznaczana jest sekwencja kodowa kodująca binarnie sygnał $\overline e(nT_s)$. Wartości $\overline e(nT_s)$ = Δ przyporządkowywany jest znak binarny „1”, a wartości $\overline e(nT_s)$ = − Δ – 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