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 ${\overline {x}}(t).$ 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:

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

I na tej podstawie tworzony jest sygnał binarny:

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

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 $\pm \Delta .$ Na podstawie sygnału ${\overline {e}}(nT_{s})$ jest wyznaczana następna wartość schodkowego sygnału aproksymującego

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

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 się między próbkami zbyt szybko, to błąd aproksymacji x(t) – ${\overline {x}}(t)$ jest utrzymywany w przedziale $[-\Delta ,+\Delta ].$ W końcowym etapie modulacji delta wyznaczana jest sekwencja kodowa kodująca binarnie sygnał ${\overline {e}}(nT_{s}).$ Wartości ${\overline {e}}(nT_{s})=\Delta$ przyporządkowywany jest znak binarny „1”, a wartości ${\overline {e}}(nT_{s})=-\Delta$ – 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