Lorsque les signaux sont transmis sur de longues distances, ils sont affectés par le bruit et les interférences. Il existe plusieurs méthodes inventées pour une transmission efficace de signaux sur de longues distances sans aucune erreur. La conversion des signaux analogiques en forme numérique a apporté une révolution révolutionnaire dans le domaine de la communication. La modulation est le terme commun utilisé dans les systèmes de communication. Les systèmes de communication utilisent des méthodes de modulation et de démodulation pour une transmission efficace de signaux basse fréquence. Lorsque la modulation est utilisée avec des signaux numériques, elle résout de nombreux inconvénients de la communication analogique. Certaines des méthodes de traitement du signal numérique utilisées dans les systèmes de communication sont Modulation de code d'impulsion , Modulation différentielle du code d'impulsion , Modulation Delta, etc…

Qu'est-ce que la modulation delta?

La modulation delta a ses racines dans la méthode de modulation de code d'impulsion différentielle. Elle est également connue sous le nom de forme simplifiée de modulation de code d'impulsion différentielle. La modulation delta est un schéma permettant d'utiliser une stratégie de quantification simple pour construire les signaux codés qui sont sur-échantillonnés à dessein, pour augmenter la corrélation entre les échantillons adjacents du signal, comme on le voit dans la méthode de modulation par code d'impulsion différentielle.

Cette modulation est également appelée une version amère à deux niveaux de la modulation de code d'impulsion différentielle. Il fournit une approximation en escalier du signal en bande de base suréchantillonné. Ici, la différence entre l'échantillon actuel et l'échantillon approché précédent est quantifiée en deux niveaux, c'est-à-dire ± δ.

Si l'approximation précédente est inférieure à la valeur actuelle de l'échantillon, l'erreur est quantifiée par + δ. Si l'approximation est supérieure à la valeur actuelle de l'échantillon, l'erreur est quantifiée par -δ.

Théorie de la modulation delta

La modulation delta est connue pour sa simplicité. Le principe de base de cette technique peut être formalisé en trois relations à temps discret comme ci-dessous:

et (nT_s) = m (nT_s) - m_Quel(par exemple_s- T_s)
est_Quel(par exemple_s) = δ sgn [e (nT_s)]
m_Quel(par exemple_s) = m_Quel(par exemple_s- T_s) + e_Quel(par exemple_s)

où m (t) est le signal d'entrée et m_Quel(t) est son approximation en escalier. Dans les équations ci-dessus, T_sest la période d'échantillonnage, e (nT_s) est un signal d'erreur représentant la différence entre la valeur actuelle de l'échantillon m (nT_s) du signal d'entrée et la dernière approximation de celui-ci. e_Quel(par exemple_s) est la version quantifiée de e (nT_s).

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Il existe deux types d'erreurs de quantification qui affectent ce système de modulation. Ce sont la distorsion de surcharge de pente et le bruit granulaire. Une erreur de surcharge de pente se produit lorsque la taille de pas est trop petite par rapport aux caractéristiques de pente locale de la forme d'onde d'entrée. Contrairement à l'erreur de surcharge de pente, un bruit granulaire se produit lorsque la taille de pas est trop grande.

Dans cette méthode de modulation, une taille de pas plus grande conduit à l'adaptation d'une large plage dynamique et une petite taille de pas est requise pour la représentation précise de signaux de niveau relativement bas.

Ainsi, pour faire un compromis entre la distorsion de surcharge de pente et les erreurs de bruit granulaires, une taille de pas optimale doit être sélectionnée qui peut minimiser la valeur quadratique moyenne de l'erreur de quantification dans un modulateur Delta linéaire.

Diagramme

La modulation delta utilise la technique de suréchantillonnage pour obtenir un rapport signal / bruit élevé. Dans le système de modulation delta, le circuit émetteur est composé d'un été, d'un quantificateur, d'un accumulateur et d'un encodeur interconnectés les uns avec les autres.

Delta-Modulation-et-Démodulation

Ici, le circuit intégrateur contient un retard de Ts. La sortie de l'intégrateur est une approximation en escalier retardée de Ts. Cette approximation en escalier est comparée au présent signal d'entrée échantillonné à l'été et la différence donne le signal d'erreur.

Ce signal d'erreur est donné au circuit de quantification qui consiste en un limiteur dur avec une relation entrée-sortie. Ici, l'erreur est quantifiée en deux valeurs, c'est-à-dire ± δ. Ensuite, la sortie du quantificateur est codée pour produire l'onde modulée Delta souhaitée.

Au niveau du circuit récepteur, la démodulation se fait à l'aide d'un intégrateur et d'un filtre passe-bas. L'onde modulée est d'abord décodée à l'aide d'un décodeur puis l'approximation en escalier est reconstruite en faisant passer les impulsions positives et négatives produites au décodeur vers l'intégrateur.

Le bruit de quantification hors bande dans la forme d'onde en escalier haute fréquence est supprimé en faisant passer le signal à travers un filtre passe bas dont la bande passante est égale à la bande passante du signal d'origine.

Avantages de la modulation delta

Certains des avantages de la modulation delta par rapport aux autres techniques de modulation numérique sont indiqués ci-dessous.

Il a été constaté qu'à des débits binaires inférieurs, la modulation Delta est meilleure que le PCM standard. Dans un système de modulation Delta, fonctionnant sur des signaux vocaux dans des conditions optimales, le SNR est augmenté de 9 dB en doublant le débit binaire.
L'augmentation du SNR avec le débit binaire est beaucoup plus spectaculaire pour la modulation par impulsions codées que pour la modulation Delta. Par conséquent, cette modulation n'est recommandée que dans certaines circonstances particulières, par exemple lorsqu'il est nécessaire de réduire le débit binaire en dessous de 40 kilo-octets par seconde et qu'une qualité vocale limitée est tolérable.
Cette méthode de modulation est utilisée si la simplicité extrême du circuit est d'une importance primordiale et si l'utilisation associée d'un débit binaire élevé est acceptable.
La modulation delta fonctionne avec une bande passante de canal inférieure. Cela rend le système rentable et simple à mettre en œuvre. Le mécanisme de rétroaction présent dans ce système de modulation assure la livraison rapide et robuste des bits de données.

Applications

Certaines des applications de cette modulation sont données ci-dessous -

Les systèmes de transmission vocale tels que les communications téléphoniques et radio préfèrent fortement cette technique de modulation.
La modulation delta est plus utile dans les systèmes où la livraison des données en temps opportun au récepteur est plus importante que la qualité des données.
Cette modulation est appliquée à la forme d'onde ECG pour la réduction de la base de données et le traitement du signal en temps réel.
Pour le codage analogique-PCM, cette méthode de modulation est utilisée.
La modulation Delta est appliquée aux systèmes de télévision.

Dans cette modulation, il y a une restriction sur l'amplitude du signal d'entrée. En Delta Modulation, seule l'erreur ou la différence entre l'échantillon actuel et l'échantillon précédent est envoyée sur le canal. Dans un cas où il n'y a pas de différence entre les échantillons, le signal modulé reste au même état 0 ou 1 de l'échantillon précédent. Certaines des formes dérivées de modulation delta sont la modulation Delta de pente à variation continue, Modulation delta-sigma et Modulation différentielle. Quel est le sur-ensemble de Delta Modulation?