Modulacja delta
Z Wikipedii
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.
Spis treści |
[edytuj] Opis działania
 |
Zasada działania modulatora sygnału DM polega na śledzeniu przyrostów sygnału informacyjnego w chwilach próbkowania i wytworzeniu na tej podstawie jego schodkowej aproksymacji aproksymacji 
. W każdej chwili próbkowania nTs wyznaczana jest próbka x(nTs) sygnału informacyjnego i porównywana z aproksymowaną wartością sygnału 
w poprzedniej chwili próbkowania. Następnie badany jest znak różnicy:
(1)I na tej podstawie tworzony jest sygnał binarny:
![\overline e (nT_s) - \Delta sgn [e(nT_s)]](../../../../math/c/7/1/c712941f7470e3cff800ee71911379ba.png)
(2)Przybierający wartość +Δ, jeśli różnica jest dodatnia (czyli aktualna próbka sygnału jest większa od wartości aproksymowanej), oraz –Δ, jeśli różnica ta jest ujemna (czyli aktualna próbka sygnału jest mniejsza od wartości aproksymowanej).
Sygnał binarny 
(nTs) powstaje więc w wyniku skwantowania sygnału e(nTs) na dwa poziomy ± Δ. Na podstawie sygnału (nTs) jest wyznaczana następna wartość schodkowego sygnału aproksymującego
(3)która jest utrzymywana przez odcinek czas Ts. W ten sposób jest tworzony schodkowy sygnał aproksymujący 
. Jeśli sygnał x(t) nie zmienia sie między próbkami zbyt szybko, to błąd aproksymacji x(t) − (t) jest utrzymywany w przedziale [−Δ, + Δ].W końcowym etapie modulacji delta wyznaczana jest sekwencja kodowa kodująca binarnie sygnał (nTs). Wartości (nTs) = Δ przyporządkowywany jest znak binarny „1”, a wartości (nTs) = − 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.
[edytuj] Zalety modulacji DM
Zaletą modulacji DM są bardzo proste układy modulatora i demodulatora. Schemat blokowy modulatora sygnału DM działającego zgodnie z algorytmem (1) – (3), który jest pokazany na rys. 2a. Demodulator na podstawie przychodzącej do odbiornika sekwencji binarnej wytwarza ciąg dodatnich i ujemnych impulsów prostokątnych, które są akumulowane w pętli sprzężenia zwrotnego rys.2b i na tej podstawie jest odtwarzana w odbiorniku schodkowa aproksymacja sygnału informacyjnego. Sygnał schodkowy jest jeszcze podawany na wejście wygładzającego filtru dolnoprzepustowego o częstotliwości odcięcia równej maksymalnej częstotliwości pasma sygnału informacyjnego, którego zadaniem jest usuniecie z widma sygnału schodkowego składowych o dużych częstotliwościach związanych ze skokowymi zmianami tego sygnału.
|
[edytuj] Wady modulacji DM
Wadą modulacji delta jest stały krok przyrostów sygnału aproksymującego o + Δ lub -Δ, niezależny od szybkości zmian sygnału. Ustalona wartość przyrostu Δ może być za mała, gdy sygnał zmienia sie zbyt szybko od próbki do próbki, lub za duża, gdy zmiany sygnału są bardzo wolne. Może to być źródłem nieakceptowanych błędów aproksymacji. W celu uniknięcia tych błędów w praktyce stosowane są często bardziej rozwinięte systemy modulacji impulsowej takie jak modulacja delta-sigma, różnicowa modulacja impulsowo-kodowa, a ostatnio coraz częściej ich wersje adaptacyjne, w których krok aproksymacji Δ(nTs) jest zmienny i dobierany w każdej chwili próbkowania adaptacyjnie w zależności od obserwowanej szybkości zmian sygnału informacyjnego.
[edytuj] Literatura
- Jerzy Szabatin - Przetwarzanie Sygnałów, 2003
