אפנון דלתא עם תרשים הבלוק שלה

כאשר האותות מועברים למרחקים ארוכים, הם מושפעים מרעש והפרעות. ישנן מספר שיטות שהומצאו להעברה יעילה של אותות למרחקים ארוכים ללא כל שגיאה. המרת אותות אנלוגיים לצורה דיגיטלית הביאה למהפכה שמשנה את המשחק בתחום התקשורת. אפנון הוא המונח הנפוץ המשמש במערכות תקשורת. מערכות תקשורת משתמשות בשיטות אפנון והדמולציה להעברה יעילה של אותות בתדרים נמוכים. כאשר משתמשים באפנון יחד עם אותות דיגיטליים הוא פתר חסרונות רבים בתקשורת אנלוגית. חלק משיטות עיבוד האותות הדיגיטליות המשמשות במערכות תקשורת הן אפנון קוד דופק , אפנון קוד דופק דיפרנציאלי , אפנון דלתא וכו '...

מהי אפנון דלתא?

שורשי אפנון הדלתא שורשים בשיטת אפנון קוד הדופק הדיפרנציאלי. זה ידוע גם כצורה פשוטה של ​​אפנון קוד דופק דיפרנציאלי. אפנון דלתא הוא תוכנית המאפשרת שימוש באסטרטגיית כימות פשוטה לבניית האותות המקודדים שנדגמים יתר על המידה בכוונה, כדי להגדיל את המתאם בין דגימות סמוכות של האות, כפי שנראה בשיטת אפנון קוד הדופק הדיפרנציאלי.

אפנון זה נקרא גם גרסה אחת מרה דו-מפלסית של אפנון קוד הדופק הדיפרנציאלי. הוא מספק קירוב מדרגות של אות פס הבסיס שנדגם יתר על המידה. כאן, ההבדל בין המדגם הנוכחי לבין המדגם המקורב הקודם הוא לכמת לשתי רמות כלומר ± δ.

אם הקירוב הקודם נמצא מתחת לערך המדגם הנוכחי, השגיאה מכמתה על ידי + δ. אם הקירוב הוא מעל ערך המדגם הנוכחי אז השגיאה מכמתת על ידי -δ.

תורת האפנון של דלתא

אפנון דלתא ידוע בפשטותו. ניתן לעצב את העיקרון הבסיסי של טכניקה זו בשלושה יחסי זמן בדידים כמפורט להלן -

1. ו- (nT_ס) = m (nT_ס) - M_מה(לְמָשָׁל_סת_ס)
2. הוא_מה(לְמָשָׁל_ס) = δ sgn [e (nT_ס]]
3. M_מה(לְמָשָׁל_ס) = מ '_מה(לְמָשָׁל_סת_ס) + ה_מה(לְמָשָׁל_ס)

כאשר m (t) הוא אות הקלט ו- m_מה(t) הוא קירוב גרם המדרגות שלו. במשוואות לעיל, T_סהיא תקופת הדגימה, e (nT_ס) הוא אות שגיאה המייצג את ההפרש בין ערך המדגם הנוכחי m (nT_ס) של אות הכניסה והקירוב האחרון אליו. ה_מה(לְמָשָׁל_ס) היא הגרסה הכמתית של e (nT_ס).

ישנם שני סוגים של שגיאות כימות המשפיעים על מערכת אפנון זו. הם עיוותים בעומס המדרון ורעש גרגרי. שגיאת עומס יתר במדרון מתרחשת כאשר גודל המדרגה קטן מדי ביחס למאפייני השיפוע המקומי של צורת גל הקלט. בניגוד לשגיאת עומס יתר במדרון, רעש גרגירי מתרחש כאשר גודל המדרגות גדול מדי.

בשיטת אפנון זו, גודל צעדים גדול יותר מוביל להתאמה של טווח דינמי רחב ונדרש גודל צעד קטן לייצוג מדויק של אותות ברמה נמוכה יחסית.

לפיכך, כדי להתפשר בין עיוותים בעומס המדרון לבין שגיאות רעש גרגיריות, יש לבחור בגודל צעד אופטימלי שיכול למזער את הערך הריבועי הממוצע של שגיאת הכימות במודולטור דלתא ליניארי.

תרשים בלוקים

אפנון דלתא משתמש בטכניקת דגימת יתר להשגת יחס אות ורעש גבוה. במערכת אפנון דלתא, מעגל המשדר מורכב מקיץ, קוואנטייזר, מצבר ומקודד המחוברים זה לזה.

דלתא-אפנון-והפיתוח

כאן, מעגל האינטגרטור מכיל עיכוב של Ts. תפוקת האינטגרטור היא קירוב מדרגות המתעכב על ידי Ts. קירוב גרם מדרגות זה מושווה לאות הקלט המדגם הנוכחי בקיץ וההפרש נותן את אות השגיאה.

אות שגיאה זה ניתן למעגל הקוונטיזר שמורכב ממגביל קשיח עם יחס קלט-פלט. כאן, השגיאה מכמתה לשני ערכים כלומר ± δ. ואז מקודדים את תפוקת הכמות כדי לייצר את הגל המאופנן הדלתא הרצוי.

במעגל המקלט, המודל נעשה באמצעות אינטגרטור ומסנן מעבר נמוך. הגל המווסת מפוענח תחילה באמצעות מפענח ואז משוחזר קירוב המדרגות על ידי העברת הפולסים החיוביים והשליליים המיוצרים במפענח אל האינטגרטור.

רעש הכימות מחוץ לתחום בצורת גל המדרגות בתדירות גבוהה מוסר על ידי העברת האות דרך a מסנן מעביר נמוך שרוחב הפס שלו שווה לרוחב הפס המקורי של האות.

היתרונות של אפנון דלתא

חלק מהיתרונות של דלתא אפנון בהשוואה לטכניקות אפנון דיגיטלי אחרות מובאים להלן -

• נמצא כי בקצב סיביות נמוך יותר דלתא אפנון טובה יותר מה- PCM הרגיל. במערכת אפנון דלתא, הפועלת על אותות קוליים בתנאים אופטימליים, ה- SNR מוגדל ב- 9dB על ידי הכפלת קצב הסיביות.
• העלייה ב- SNR עם קצב סיביות היא הרבה יותר דרמטית עבור אפנון קוד הדופק מאשר עבור אפנון הדלתא. לכן אפנון זה מומלץ רק בנסיבות מיוחדות מסוימות כגון כאשר יש צורך להפחית את קצב הסיביות מתחת ל 40 קילובייט לשנייה ואיכות קול מוגבלת נסבלת.
• שיטת אפנון זו משמשת אם יש חשיבות לרכיבה על פשטות מעגל קיצונית והשימוש הנלווה בקצב סיביות גבוה מקובל.
• אפנון דלתא עובד עם רוחב פס נמוך יותר של הערוץ. זה הופך את המערכת לחסכונית ופשוטה ליישום. מנגנון המשוב הקיים במערכת אפנון זו מבטיח מסירה מהירה וחזקה של סיביות נתונים.

יישומים

חלק מהיישומים של אפנון זה מובאים להלן -

• מערכות העברת קול כגון תקשורת טלפונית ורדיו מעדיפות מאוד את טכניקת האפנון הזה.
• אפנון דלתא שימושי ביותר במערכות שבהן מסירת נתונים בזמן המקלט חשובה יותר מאיכות הנתונים.
• אפנון זה מוחל על צורת גל א.ק.ג לצורך הפחתת מסד נתונים ועיבוד אותות בזמן אמת.
• עבור קידוד אנלוגי ל- PCM נעשה שימוש בשיטת אפנון זו.
• אפנון דלתא מיושם במערכות טלוויזיה.

במודולציה זו, קיימת הגבלה על משרעת אות הכניסה. במודולציית דלתא נשלח מעל הערוץ רק השגיאה או ההבדל בין המדגם הנוכחי לבין המדגם הקודם. במקרה בו אין הבדל בין דגימות, האות המאופנן נשאר באותו מצב 0 או 1 של המדגם הקודם. חלק מהצורות הנגזרות של אפנון דלתא הן אפנון דלתא של מדרון משתנה באופן רציף, אפנון דלתא-סיגמא , ואפנון דיפרנציאלי. מהי קבוצת העל של דלתא אפנון?