ในระบบการสื่อสารจะใช้วิธีการมอดูเลตเพื่อส่งสัญญาณในระยะทางไกล ในกระบวนการมอดูเลตคุณสมบัติของสัญญาณความถี่สูงเช่นแอมพลิจูดเฟส ฯลฯ ... จะเปลี่ยนไปตามสัญญาณแบนด์ฐานความถี่ต่ำ ด้วยการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีดิจิทัลและความก้าวหน้าในเทคนิคการประมวลผลสัญญาณความต้องการของการสื่อสารแบบดิจิทัลเพิ่มขึ้น มีการนำวิธีการหลายอย่างสำหรับการแปลงสัญญาณตัวอย่างจากดิจิทัลเป็นอนาล็อกและอนาล็อกเป็นดิจิทัลสำหรับการสื่อสารแบบดิจิทัล การมอดูเลตรหัสพัลส์ , การมอดูเลตรหัสพัลส์ดิฟเฟอเรนเชียล, การมอดูเลตแบบเดลต้าและการมอดูเลตเดลต้าแบบปรับได้เป็นวิธีที่นิยมใช้สำหรับการประมวลผลสัญญาณในการสื่อสารแบบดิจิทัล ในบทความนี้ให้เราดูวิธีการปรับเดลต้า Modulation แบบปรับได้
Adaptive Delta Modulation คืออะไร?
การมอดูเลตนี้เป็นรูปแบบของการมอดูเลตแบบเดลต้า วิธีนี้ได้รับการแนะนำเพื่อแก้ปัญหาเสียงรบกวนและข้อผิดพลาดของการโอเวอร์โหลดความชันที่เกิดขึ้นระหว่างการมอดูเลตเดลต้า
วิธีการมอดูเลตนี้คล้ายกับการมอดูเลตแบบเดลต้ายกเว้นว่าขนาดของขั้นตอนจะแปรผันตามสัญญาณอินพุตใน Adaptive Delta Modulation ในขณะที่เป็นค่าคงที่ในการมอดูเลตเดลต้า
แผนภาพบล็อก
Adaptive-Delta-Modulation-Transmitter
วงจรเครื่องส่งประกอบด้วยฤดูร้อน, ควอนไทเซอร์, วงจรหน่วงเวลาและวงจรลอจิกสำหรับการควบคุมขนาดขั้นตอน สัญญาณเบสแบนด์ X (nTs) ถูกกำหนดให้เป็นอินพุตของวงจร วงจรป้อนกลับที่มีอยู่ในเครื่องส่งสัญญาณเป็นตัวรวม อินทิเกรเตอร์สร้างการประมาณขั้นบันไดของตัวอย่างก่อนหน้านี้
ในวงจรฤดูร้อนจะมีการคำนวณความแตกต่างระหว่างตัวอย่างปัจจุบันและการประมาณขั้นบันไดของตัวอย่างก่อนหน้า e (nTs) สัญญาณข้อผิดพลาดนี้จะถูกส่งไปยังเครื่องวัดปริมาณซึ่งจะมีการสร้างค่าเชิงปริมาณ บล็อกควบคุมขนาดขั้นตอนควบคุมขนาดขั้นตอนของการประมาณถัดไปโดยพิจารณาจากค่าเชิงปริมาณว่าสูงหรือต่ำ สัญญาณเชิงปริมาณจะถูกกำหนดเป็นเอาต์พุต
ที่ปลายเครื่องรับ Demodulation จะเกิดขึ้น เครื่องรับมีสองส่วน ส่วนแรกคือการควบคุมขนาดขั้นตอน ที่นี่สัญญาณที่ได้รับจะถูกส่งผ่านบล็อกควบคุมขนาดขั้นตอนลอจิกโดยที่ขนาดของขั้นตอนจะถูกสร้างขึ้นจากแต่ละบิตที่เข้ามา ขนาดขั้นตอนจะพิจารณาจากข้อมูลปัจจุบันและก่อนหน้า ในส่วนที่สองของเครื่องรับวงจรสะสมจะสร้างสัญญาณบันไดขึ้นใหม่ จากนั้นรูปคลื่นนี้จะถูกนำไปใช้กับไฟล์ กรองผ่านต่ำ ซึ่งจะทำให้รูปคลื่นเรียบขึ้นและสร้างสัญญาณดั้งเดิมขึ้นมาใหม่
ทฤษฎี Adaptive Delta Modulation
ใน Adaptive Delta Modulation ขนาดขั้นบันไดของสัญญาณไม่คงที่และจะเปลี่ยนแปลงไปตามสัญญาณอินพุต ขั้นแรกจะคำนวณความแตกต่างระหว่างค่าตัวอย่างปัจจุบันกับค่าประมาณก่อนหน้านี้ ข้อผิดพลาดนี้เป็นเชิงปริมาณเช่นถ้าตัวอย่างปัจจุบันมีขนาดเล็กกว่าการประมาณก่อนหน้านี้ค่าเชิงปริมาณจะสูงหรือมิฉะนั้นจะต่ำ เอาต์พุตของควอนไทเซอร์แบบบิตเดียวจะถูกกำหนดให้กับวงจรควบคุมขนาดขั้นตอนลอจิกที่กำหนดขนาดขั้นตอน
Adaptive-Delta-Modulation-Waveform
ที่วงจรควบคุมขนาดขั้นตอนลอจิกเอาต์พุตจะถูกกำหนดโดยอิงตามเอาต์พุตของเครื่องวัดปริมาณ หากเอาท์พุต Quantizer สูงขนาดขั้นตอนจะเพิ่มเป็นสองเท่าสำหรับตัวอย่างถัดไป หากเอาท์พุต Quantizer ต่ำขนาดของขั้นตอนจะลดลงหนึ่งขั้นสำหรับตัวอย่างถัดไป
ข้อดี
ข้อดีบางประการของวิธีการมอดูเลตนี้แสดงไว้ด้านล่าง -
- การมอดูเลตแบบเดลต้าแบบปรับได้ช่วยลดข้อผิดพลาดของความชันที่มีอยู่ในการมอดูเลตเดลต้า
- ในระหว่างการ demodulation จะใช้ตัวกรองความถี่ต่ำซึ่งจะขจัดสัญญาณรบกวนที่เป็นปริมาณ
- ข้อผิดพลาดโอเวอร์โหลดความชันและข้อผิดพลาดแบบละเอียดที่มีอยู่ในการมอดูเลตเดลต้าได้รับการแก้ไขโดยใช้การมอดูเลตนี้ ด้วยเหตุนี้อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของการมอดูเลตนี้จึงดีกว่าการมอดูเลตแบบเดลต้า
- หากมีข้อผิดพลาดบิตการมอดูเลตนี้จะให้ประสิทธิภาพที่แข็งแกร่ง ซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการตรวจจับข้อผิดพลาดและวงจรแก้ไขในการออกแบบวิทยุ
- ไดนามิกเรนจ์ของการมอดูเลต Adaptive delta มีขนาดใหญ่เนื่องจากขนาดของขั้นตอนตัวแปรครอบคลุมค่าที่หลากหลาย
ความแตกต่างระหว่าง Delta Modulation และ Adaptive Delta Modulation
ความแตกต่างระหว่างการมอดูเลตเดลต้าแบบปรับได้และการมอดูเลตเดลต้ามีการระบุไว้ด้านล่าง -
- ในขนาดขั้นตอน Delta Modulation ได้รับการแก้ไขสำหรับสัญญาณทั้งหมด ในขณะที่การมอดูเลต Adaptive delta ขนาดขั้นตอนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสัญญาณอินพุต
- ไม่เห็นความคลาดเคลื่อนของความชันเกินและสัญญาณรบกวนที่มีอยู่ในการมอดูเลตแบบเดลต้าในการมอดูเลตนี้
- ไดนามิกเรนจ์ของการมอดูเลตแบบเดลต้าแบบปรับได้กว้างกว่าการมอดูเลตแบบเดลต้า
- การมอดูเลตนี้ใช้แบนด์วิดท์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการมอดูเลตแบบเดลต้า
การใช้งาน
แอปพลิเคชั่นบางส่วนของวิธีการมอดูเลตนี้มีการระบุไว้ด้านล่าง -
- การมอดูเลตนี้ใช้สำหรับระบบที่ต้องการคุณภาพเสียงไร้สายที่ดีขึ้นรวมถึงการถ่ายโอนบิตด้วยความเร็ว
- ในการส่งสัญญาณโทรทัศน์จะใช้กระบวนการมอดูเลตนี้
- วิธีการมอดูเลตนี้ใช้ในการเข้ารหัสเสียง
- การมอดูเลตนี้ยังใช้เป็นมาตรฐานโดย NASA สำหรับการสื่อสารทั้งหมดระหว่างการควบคุมภารกิจและยานอวกาศ
- กลุ่มผลิตภัณฑ์วิทยุดิจิตอล SECURENET ของ Motorola ใช้การมอดูเลต Adaptive Delta 12kbits / วินาที
- เพื่อให้การตรวจจับเสียงคุณภาพเสียงในพื้นที่ที่ใช้งานทางทหารใช้ระบบการมอดูเลต 16 ถึง 32 กิโลบิต / วินาทีในโทรศัพท์ดิจิทัล TRI-TAC
- กองกำลังของกองทัพสหรัฐฯใช้อัตรา 16kbit / วินาทีเพื่อสงวนแบนด์วิดท์ผ่านการเชื่อมโยงทางยุทธวิธี
- สำหรับคุณภาพเสียงที่ดีขึ้น US Air Forces ใช้อัตรา 32kbits / วินาที
- ในบริการบลูทู ธ เพื่อเข้ารหัสสัญญาณเสียงการมอดูเลตนี้จะใช้กับอัตรา 32 บิต / วินาที
- ตัวถอดรหัส HC55516 ใช้ในเกมอาร์เคดต่างๆเช่น sinistar และ smash tv และเครื่องพินบอลเช่น gorgor หรือกระสวยอวกาศเพื่อเล่นเสียงที่บันทึกไว้ล่วงหน้า
- Adaptive delta modulation เรียกอีกอย่างว่าการมอดูเลตเดลต้าความชันแบบแปรผันอย่างต่อเนื่อง
การมอดูเลตนี้เข้ารหัสที่ 1 บิตต่อตัวอย่าง ที่นี่ตัวเข้ารหัสจะรักษาตัวอย่างอ้างอิงและขนาดขั้นตอน ก่อนที่จะตัดสินใจขนาดขั้นตอนของสัญญาณอินพุตจะเปรียบเทียบกับตัวอย่างอ้างอิง วิธีการมอดูเลตนี้ประนีประนอมระหว่างความเรียบง่ายบิตเรตต่ำและคุณภาพ
วิธีการมอดูเลตนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดย Dr.John E. Abate ในปี พ.ศ. 2511 ที่สถาบันเทคโนโลยี NJ โดยใช้วิธีการมอดูเลตนี้สามารถเก็บรายละเอียดของสัญญาณได้หลายนาที ดังนั้นวิธีการมอดูเลตนี้จึงให้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพดีนอกเหนือจากการเข้ารหัสที่รวดเร็ว การมอดูเลตนี้เป็นขั้นตอนแรกในการแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัล ขั้นตอนต่อไปคือการแสดงสัญญาณดิจิทัลนี้ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ซึ่งดิจิทัล มัลติเพล็กซ์ มีการแนะนำเทคนิค Adaptive Delta Modulation มีชื่อเรียกอีกอย่างว่า?
