Modulación delta adaptativa: diagrama de bloques y aplicaciones

Modulación delta adaptativa: diagrama de bloques y aplicaciones

En los sistemas de comunicación, los métodos de modulación se utilizan para transmitir señales a largas distancias. En el proceso de modulación, las propiedades de una señal de alta frecuencia como amplitud, fase, etc ... se cambian de acuerdo con la señal de banda base de baja frecuencia. Con el aumento de la tecnología digital y los avances en las técnicas de procesamiento de señales, aumentó la demanda de comunicación digital. Se introdujeron muchos métodos para la conversión digital a analógica y analógica a digital de señales muestreadas para la comunicación digital. Modulación de código de impulsos , La modulación de código de pulso diferencial, la modulación Delta y la Modulación Delta adaptativa son métodos populares utilizados para el procesamiento de señales en la comunicación digital. En este artículo, echemos un vistazo al método Adaptive Delta Modulation.

¿Qué es la modulación delta adaptativa?

Esta modulación es la forma refinada de modulación delta. Este método se introdujo para resolver el ruido granular y el error de sobrecarga de pendiente causado durante la modulación Delta.


Este método de modulación es similar a la modulación delta excepto que el tamaño del paso es variable de acuerdo con la señal de entrada en la modulación delta adaptativa mientras que es un valor fijo en la modulación delta.



Diagrama de bloques

Transmisor de modulación delta adaptativo

Transmisor de modulación delta adaptativo

El circuito del transmisor consta de un circuito sumador, cuantificador, de retardo y un circuito lógico para el control del tamaño del paso. La señal de banda base X (nTs) se da como entrada al circuito. El circuito de retroalimentación presente en el transmisor es un integrador. El integrador genera la aproximación de escalera de la muestra anterior.

En el circuito de verano, se calcula la diferencia entre la muestra actual y la aproximación escalonada de la muestra anterior e (nTs). Esta señal de error se pasa al cuantificador, donde se genera un valor cuantificado. El bloque de control de tamaño de paso controla el tamaño de paso de la siguiente aproximación en función de que el valor cuantificado sea alto o bajo. La señal cuantificada se da como salida.

En el extremo del receptor tiene lugar la demodulación. El receptor tiene dos partes. La primera parte es el control del tamaño del paso. Aquí la señal recibida pasa a través de un bloque de control de tamaño de paso lógico, donde el tamaño de paso se produce a partir de cada bit entrante. El tamaño del paso se decide en función de la entrada actual y anterior. En la segunda parte del receptor, el circuito acumulador recrea la señal de escalera. Esta forma de onda se aplica luego a un filtro de paso bajo que suaviza la forma de onda y recrea la señal original.


Teoría adaptativa de la modulación delta

En Adaptive Delta Modulation, el tamaño de paso de la señal de escalera no es fijo y cambia dependiendo de la señal de entrada. Aquí primero se calcula la diferencia entre el valor actual de la muestra y la aproximación anterior. Este error se cuantifica, es decir, si la muestra actual es más pequeña que la aproximación anterior, el valor cuantificado es alto o, de lo contrario, es bajo. La salida del cuantificador de un bit se envía al circuito de control de tamaño de paso lógico donde se decide el tamaño de paso.

Forma de onda de modulación delta adaptativa

Forma de onda de modulación delta adaptativa

En el circuito de control de tamaño de paso lógico, la salida se decide basándose en la salida del cuantificador. Si la salida del cuantificador es alta, entonces el tamaño del paso se duplica para la siguiente muestra. Si la salida del cuantificador es baja, el tamaño del paso se reduce en un paso para la siguiente muestra.

Ventajas

Algunas de las ventajas de este método de modulación se enumeran a continuación:

  • La modulación delta adaptativa reduce el error de pendiente presente en la modulación delta.
  • Durante la demodulación, utiliza un filtro de paso bajo que elimina el ruido cuantificado.
  • El error de sobrecarga de pendiente y el error granular presentes en la modulación delta se resuelven utilizando esta modulación. Debido a esto, la relación señal / ruido de esta modulación es mejor que la modulación delta.
  • En presencia de errores de bit, esta modulación proporciona un rendimiento robusto. Esto reduce la necesidad de circuitos de detección y corrección de errores en el diseño de radio.
  • El rango dinámico de la modulación delta adaptativa es grande ya que el tamaño de paso variable cubre un amplio rango de valores.

Diferencias entre la modulación delta y la modulación delta adaptativa

Las diferencias entre la modulación delta adaptativa y la modulación delta se enumeran a continuación:

  • En Delta Modulation, el tamaño del paso es fijo para toda la señal. Mientras que en la modulación delta adaptativa, el tamaño del paso varía según la señal de entrada.
  • La sobrecarga de pendiente y los errores de ruido granular que están presentes en la modulación delta no se ven en esta modulación.
  • El rango dinámico de la modulación delta adaptativa es más amplio que la modulación delta.
  • Esta modulación utiliza el ancho de banda de forma más eficaz que la modulación delta.

Aplicaciones

Algunas de las aplicaciones de este método de modulación se enumeran a continuación:

  • Esta modulación se utiliza para un sistema que requiere una calidad de voz inalámbrica mejorada, así como una transferencia de bits de velocidad.
  • En la transmisión de señales de televisión se utiliza este proceso de modulación.
  • Este método de modulación se utiliza en codificación de voz.
  • Esta modulación también es utilizada como estándar por la NASA para todas las comunicaciones entre el control de la misión y la nave espacial.
  • La línea SECURENET de productos de radio digital de Motorola utiliza Modulación Delta Adaptativa de 12 kbits / seg.
  • Para proporcionar audio con calidad de detección de voz en áreas desplegadas, el ejército usa un sistema de modulación de 16 a 32 kbit / seg en teléfonos digitales TRI-TAC.
  • Las fuerzas del ejército de los EE. UU. Utilizan velocidades de 16 kbit / s para conservar el ancho de banda en los enlaces tácticos.
  • Para mejorar la calidad de la voz, las Fuerzas Aéreas de EE. UU. Utilizan velocidades de 32 kbits / seg.
  • En los servicios Bluetooth para codificar señales de voz, esta modulación se utiliza con velocidades de 32 bits / seg.
  • El decodificador HC55516 se utiliza en varios juegos de arcade como sinistar y smash tv y máquinas de pinball como gorgor o space shuttle, para reproducir sonidos pregrabados.
  • La modulación delta adaptativa también se conoce como modulación delta de pendiente variable continua.

Esta modulación codifica a 1 bit por muestra. Aquí el codificador mantiene una muestra de referencia y un tamaño de paso. Antes de decidir el tamaño de paso de la señal de entrada, se compara con la muestra de referencia. Este método de modulación compromete entre simplicidad, baja tasa de bits y calidad.

Este método de modulación fue publicado por primera vez por el Dr. John E. Abate en 1968 en el Instituto de tecnología de Nueva Jersey. Al utilizar este método de modulación, se pueden conservar muchos detalles minuciosos de la señal. Por tanto, este método de modulación proporciona una salida de buena calidad además de una codificación rápida. Esta modulación es el primer paso en la conversión de la señal analógica en una señal digital. El siguiente paso es la representación de esta señal digital en forma matemática, para la cual digital multiplexación se introducen técnicas. La modulación delta adaptativa también se conoce como?