Quando os sinais são transmitidos por longas distâncias, eles são afetados por ruído e interferência. Existem vários métodos inventados para a transmissão eficaz de sinais por longas distâncias sem qualquer erro. A conversão de sinais analógicos em formato digital trouxe uma revolução revolucionária no campo da comunicação. Modulação é o termo comum usado em sistemas de comunicação. Os sistemas de comunicação usam métodos de modulação e Demodulação para transmissão eficaz de sinais de baixa frequência. Quando a modulação é usada junto com os sinais digitais, ela resolveu muitas desvantagens da comunicação analógica. Alguns dos métodos de processamento de sinais digitais usados em sistemas de comunicação são Modulação de código de pulso , Modulação de código de pulso diferencial , Modulação Delta, etc ...

O que é Modulação Delta?

A modulação delta tem suas raízes no método de modulação por código de pulso diferencial. É também conhecido como a forma simplificada de modulação de código de pulso diferencial. A modulação delta é um esquema para permitir o uso de uma estratégia de quantização simples para construir os sinais codificados que são amostrados propositadamente, para aumentar a correlação entre amostras adjacentes do sinal, como visto no método de modulação de código de pulso diferencial.

Essa modulação também é chamada de uma versão amarga de dois níveis de modulação por código de pulso diferencial. Ele fornece uma aproximação em escada do sinal da banda base sobre-amostrado. Aqui, a diferença entre a amostra presente e a amostra aproximada anterior é quantizada em dois níveis, ou seja, ± δ.

Se a aproximação anterior estiver abaixo do valor da amostra atual, o erro é quantizado por + δ. Se a aproximação estiver acima do valor da amostra atual, o erro é quantizado por -δ.

Teoria da modulação delta

A modulação delta é conhecida por sua simplicidade. O princípio básico desta técnica pode ser formalizado em três relações de tempo discreto como abaixo

e (nT_s) = m (nT_s) - m_{o que}(por exemplo_s- T_s)
é_{o que}(por exemplo_s) = δ sgn [e (nT_s)]
m_{o que}(por exemplo_s) = m_{o que}(por exemplo_s- T_s) + e_{o que}(por exemplo_s)

onde m (t) é o sinal de entrada e m_{o que}(t) é a sua aproximação em escada. Nas equações acima, T_sé o período de amostragem, e (nT_s) é um sinal de erro que representa a diferença entre o valor da amostra presente m (nT_s) do sinal de entrada e a última aproximação a ele. e_{o que}(por exemplo_s) é a versão quantizada de e (nT_s)

“a diferença entre ac e dc ”

Existem dois tipos de erros de quantização que afetam este sistema de modulação. Eles são a distorção de sobrecarga de inclinação e ruído granular. O erro de sobrecarga de inclinação ocorre quando o tamanho do passo é muito pequeno em relação às características locais de inclinação da forma de onda de entrada. Em contraste com o erro de sobrecarga de declive, o ruído granular ocorre quando o tamanho do passo é muito grande.

Neste método de modulação, um tamanho de passo maior leva à acomodação de uma ampla faixa dinâmica e um tamanho de passo pequeno é necessário para a representação precisa de sinais de nível relativamente baixo.

Assim, para comprometer entre a distorção de sobrecarga de declive e erros de ruído granular, um tamanho de etapa ideal deve ser selecionado que pode minimizar o valor médio quadrático do erro de quantização em um modulador Delta linear.

Diagrama de bloco

A modulação delta usa a técnica de sobreamostragem para alcançar uma alta relação sinal-ruído. No sistema de modulação delta, o circuito transmissor é composto por um Summer, Quantizer, Accumulator e Encoder interligados entre si.

Delta-Modulation-and-Demodulation

Aqui, o circuito integrador contém um atraso de Ts. A saída do integrador é uma aproximação em escada atrasada por Ts. Esta aproximação em escada é comparada com o sinal de entrada amostrado presente no verão e a diferença fornece o sinal de erro.

Este sinal de erro é dado ao circuito quantizador, que consiste em um limitador rígido com uma relação entrada-saída. Aqui, o erro é quantizado em dois valores, ou seja, ± δ. Em seguida, a saída do quantizador é codificada para produzir a onda modulada Delta desejada.

No circuito receptor, a demodulação é feita usando um integrador e um filtro passa-baixa. A onda modulada é primeiro decodificada usando um decodificador e, em seguida, a aproximação em escada é reconstruída passando os pulsos positivos e negativos produzidos no decodificador para o integrador.

O ruído de quantização fora da banda na forma de onda em escada de alta frequência é removido passando o sinal através de um filtro passa-baixa cuja largura de banda é igual à largura de banda do sinal original.

Vantagens da modulação delta

Algumas das vantagens da modulação delta em comparação com outras técnicas de modulação digital são fornecidas abaixo-

Foi descoberto que em taxas de bits mais baixas, a Modulação Delta é melhor do que o PCM padrão. Em um sistema de modulação Delta, operando em sinais de voz em condições ideais, o SNR é aumentado em 9 dB, dobrando a taxa de bits.
O aumento de SNR com taxa de bits é muito mais dramático para modulação por código de pulso do que para modulação Delta. Portanto, essa modulação é recomendada apenas em certas circunstâncias especiais, como quando é necessário reduzir a taxa de bits abaixo de 40 kilobytes por segundo e a qualidade de voz limitada é tolerável.
Este método de modulação é usado se a extrema simplicidade do circuito for de extrema importância e o uso de acompanhamento de uma alta taxa de bits for aceitável.
A modulação delta funciona com menor largura de banda do canal. Isso torna o sistema econômico e simples de implementar. O mecanismo de feedback presente neste sistema de modulação garante a entrega rápida e robusta de bits de dados.

Formulários

Algumas das aplicações desta modulação são fornecidas abaixo -

Os sistemas de transmissão de voz, como telefone e comunicações de rádio, preferem essa técnica de modulação.
A modulação delta é mais útil em sistemas onde a entrega oportuna de dados no receptor é mais importante do que a qualidade dos dados.
Essa modulação é aplicada à forma de onda de ECG para redução do banco de dados e processamento de sinal em tempo real.
Para codificação analógica para PCM, este método de modulação é usado.
A modulação delta é aplicada em sistemas de televisão.

Nesta modulação, há uma restrição na amplitude do sinal de entrada. Na modulação delta, apenas o erro ou a diferença entre a amostra presente e a amostra anterior é enviada pelo canal. No caso em que não há diferença entre as amostras, o sinal modulado permanece no mesmo estado 0 ou 1 da amostra anterior. Algumas das formas derivadas de modulação delta são modulação delta de inclinação continuamente variável, Modulação delta-sigma e modulação diferencial. Qual é o superconjunto da Modulação Delta?