డెల్టా మాడ్యులేషన్ విత్ ఇట్స్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

సంకేతాలు ఎక్కువ దూరం ప్రసారం అయినప్పుడు, అవి శబ్దం మరియు జోక్యంతో ప్రభావితమవుతాయి. ఎటువంటి లోపం లేకుండా ఎక్కువ దూరాలకు సంకేతాలను సమర్థవంతంగా ప్రసారం చేయడానికి అనేక పద్ధతులు కనుగొనబడ్డాయి. అనలాగ్ సిగ్నల్స్ డిజిటల్ రూపంలోకి మార్చడం కమ్యూనికేషన్ రంగంలో ఆట మారుతున్న విప్లవాన్ని తెచ్చిపెట్టింది. మాడ్యులేషన్ అనేది కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగించే సాధారణ పదం. తక్కువ-పౌన frequency పున్య సంకేతాలను సమర్థవంతంగా ప్రసారం చేయడానికి కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలు మాడ్యులేషన్ మరియు డీమోడ్యులేషన్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తాయి. డిజిటల్ సిగ్నల్స్‌తో పాటు మాడ్యులేషన్ ఉపయోగించినప్పుడు ఇది అనలాగ్ కమ్యూనికేషన్ యొక్క అనేక లోపాలను పరిష్కరించింది. కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్‌లో ఉపయోగించే కొన్ని డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులు పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ , అవకలన పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ , డెల్టా మాడ్యులేషన్, మొదలైనవి…

డెల్టా మాడ్యులేషన్ అంటే ఏమిటి?

డెల్టా మాడ్యులేషన్ డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిలో దాని మూలాలను కలిగి ఉంది. దీనిని డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ యొక్క సరళీకృత రూపం అని కూడా అంటారు. డెల్టా మాడ్యులేషన్ అనేది డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిలో చూసినట్లుగా, సిగ్నల్ యొక్క ప్రక్కనే ఉన్న నమూనాల మధ్య పరస్పర సంబంధాన్ని పెంచడానికి, ఉద్దేశపూర్వకంగా ఓవర్-శాంపిల్ చేయబడిన ఎన్కోడ్ సిగ్నల్స్ నిర్మించడానికి ఒక సాధారణ పరిమాణ వ్యూహాన్ని ఉపయోగించడానికి అనుమతించే పథకం.

ఈ మాడ్యులేషన్‌ను డిఫరెన్షియల్ పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ యొక్క ఒక చేదు రెండు-స్థాయి వెర్షన్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఇది ఓవర్-శాంపిల్ బేస్-బ్యాండ్ సిగ్నల్ యొక్క మెట్ల ఉజ్జాయింపును అందిస్తుంది. ఇక్కడ, ప్రస్తుత నమూనా మరియు మునుపటి అంచనా నమూనా మధ్య వ్యత్యాసం రెండు స్థాయిలుగా లెక్కించబడుతుంది, అనగా ±.

మునుపటి ఉజ్జాయింపు ప్రస్తుత నమూనా విలువ కంటే తక్కువగా ఉంటే, లోపం + by ద్వారా లెక్కించబడుతుంది. ఉజ్జాయింపు ప్రస్తుత నమూనా విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉంటే లోపం -δ ద్వారా లెక్కించబడుతుంది.

డెల్టా మాడ్యులేషన్ థియరీ

డెల్టా మాడ్యులేషన్ దాని సరళతకు ప్రసిద్ది చెందింది. ఈ సాంకేతికత యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాన్ని మూడు వివిక్త-సమయ సంబంధాలలో క్రింద ఇవ్వవచ్చు.

1. మరియు (nT_s) = m (nT_s) - మ_{ఏమిటి}(ఉదా_s- టి_s)
2. ఉంది_{ఏమిటి}(ఉదా_s) = δ sgn [e (nT_s)]
3. m_{ఏమిటి}(ఉదా_s) = మ_{ఏమిటి}(ఉదా_s- టి_s) + ఇ_{ఏమిటి}(ఉదా_s)

ఇక్కడ m (t) ఇన్పుట్ సిగ్నల్ మరియు m_{ఏమిటి}(t) దాని మెట్ల ఉజ్జాయింపు. పై సమీకరణాలలో, టి_sనమూనా కాలం, e (nT_s) అనేది ప్రస్తుత నమూనా విలువ m (nT) మధ్య వ్యత్యాసాన్ని సూచించే లోపం సంకేతం_s) ఇన్పుట్ సిగ్నల్ మరియు దానికి తాజా అంచనా. ఇ_{ఏమిటి}(ఉదా_s) అనేది e (nT యొక్క పరిమాణ వెర్షన్_s).

ఈ మాడ్యులేషన్ వ్యవస్థను ప్రభావితం చేసే రెండు రకాల పరిమాణ లోపాలు ఉన్నాయి. అవి వాలు ఓవర్లోడ్ వక్రీకరణ మరియు కణిక శబ్దం. ఇన్పుట్ తరంగ రూపంలోని స్థానిక వాలు లక్షణాలతో పోలిస్తే దశల పరిమాణం చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు వాలు ఓవర్‌లోడ్ లోపం సంభవిస్తుంది. వాలు ఓవర్‌లోడ్ లోపానికి విరుద్ధంగా, దశల పరిమాణం చాలా పెద్దగా ఉన్నప్పుడు కణిక శబ్దం సంభవిస్తుంది.

ఈ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిలో, పెద్ద దశ పరిమాణం విస్తృత డైనమిక్ పరిధి యొక్క వసతికి దారితీస్తుంది మరియు తక్కువ-స్థాయి సంకేతాల యొక్క ఖచ్చితమైన ప్రాతినిధ్యానికి చిన్న దశల పరిమాణం అవసరం.

అందువల్ల, వాలు ఓవర్‌లోడ్ వక్రీకరణ మరియు గ్రాన్యులర్ శబ్దం లోపాల మధ్య రాజీ పడటానికి, సరళ డెల్టా మాడ్యులేటర్‌లో పరిమాణ లోపం యొక్క సగటు-చదరపు విలువను తగ్గించగల వాంఛనీయ దశ పరిమాణాన్ని ఎంచుకోవాలి.

బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

అధిక సిగ్నల్-టు-శబ్దం నిష్పత్తిని సాధించడానికి డెల్టా మాడ్యులేషన్ ఓవర్-శాంప్లింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తుంది. డెల్టా మాడ్యులేషన్ వ్యవస్థలో, ట్రాన్స్మిటర్ సర్క్యూట్ సమ్మర్, క్వాంటైజర్, అక్యుమ్యులేటర్ మరియు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన ఎన్కోడర్ కలిగి ఉంటుంది.

డెల్టా-మాడ్యులేషన్-అండ్-డీమోడ్యులేషన్

ఇక్కడ, ఇంటిగ్రేటర్ సర్క్యూట్లో Ts ఆలస్యం ఉంటుంది. ఇంటిగ్రేటర్ యొక్క అవుట్పుట్ Ts ఆలస్యం అయిన మెట్ల ఉజ్జాయింపు. ఈ మెట్ల ఉజ్జాయింపు వేసవిలో ప్రస్తుత నమూనా ఇన్పుట్ సిగ్నల్‌తో పోల్చబడింది మరియు వ్యత్యాసం లోపం సంకేతాన్ని ఇస్తుంది.

ఈ లోపం సిగ్నల్ క్వాంటైజర్ సర్క్యూట్‌కు ఇవ్వబడుతుంది, ఇది ఇన్‌పుట్-అవుట్పుట్ సంబంధంతో హార్డ్ లిమిటర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇక్కడ, లోపం రెండు విలువలుగా లెక్కించబడుతుంది, అనగా ±. అప్పుడు క్వాంటైజర్ యొక్క అవుట్పుట్ కావలసిన డెల్టా మాడ్యులేటెడ్ వేవ్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి కోడ్ చేయబడుతుంది.

రిసీవర్ సర్క్యూట్ వద్ద, డీమోడ్యులేషన్ ఇంటిగ్రేటర్ మరియు తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ ఉపయోగించి జరుగుతుంది. మాడ్యులేటెడ్ వేవ్ మొదట డీకోడర్ ఉపయోగించి డీకోడ్ చేయబడుతుంది మరియు డీకోడర్ వద్ద ఉత్పత్తి చేయబడిన సానుకూల మరియు ప్రతికూల పప్పులను ఇంటిగ్రేటర్‌కు పంపించడం ద్వారా మెట్ల ఉజ్జాయింపు పునర్నిర్మించబడుతుంది.

హై-ఫ్రీక్వెన్సీ మెట్ల తరంగ రూపంలోని అవుట్-బ్యాండ్ క్వాంటైజింగ్ శబ్దం a ద్వారా సిగ్నల్ను పంపడం ద్వారా తొలగించబడుతుంది తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్ దీని బ్యాండ్‌విడ్త్ అసలు సిగ్నల్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌కు సమానం.

డెల్టా మాడ్యులేషన్ యొక్క ప్రయోజనాలు

ఇతర డిజిటల్ మాడ్యులేషన్ పద్ధతులతో పోల్చితే డెల్టా మాడ్యులేషన్ యొక్క కొన్ని ప్రయోజనాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి-

• తక్కువ పిట్ రేట్లలో డెల్టా మాడ్యులేషన్ ప్రామాణిక పిసిఎమ్ కంటే మెరుగైనదని కనుగొనబడింది. డెల్టా మాడ్యులేషన్ సిస్టమ్‌లో, వాంఛనీయ పరిస్థితులలో వాయిస్ సిగ్నల్‌లపై పనిచేస్తుంది, బిట్ రేట్‌ను రెట్టింపు చేయడం ద్వారా SNR 9dB ద్వారా పెరుగుతుంది.
• డెల్టా మాడ్యులేషన్ కంటే పల్స్ కోడ్ మాడ్యులేషన్ కోసం బిట్ రేట్‌తో SNR పెరుగుదల చాలా నాటకీయంగా ఉంటుంది. అందువల్ల ఈ మాడ్యులేషన్ కొన్ని ప్రత్యేక పరిస్థితులలో మాత్రమే సిఫార్సు చేయబడింది, ఉదాహరణకు బిట్ రేటును సెకనుకు 40 కిలోబైట్ల కంటే తగ్గించడం అవసరం మరియు పరిమిత వాయిస్ నాణ్యత భరించదగినది.
• విపరీతమైన సర్క్యూట్ సరళత అధిక-స్వారీ ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంటే మరియు అధిక-బిట్ రేటు యొక్క ఉపయోగం ఆమోదయోగ్యమైతే ఈ మాడ్యులేషన్ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది.
• డెల్టా మాడ్యులేషన్ తక్కువ ఛానల్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో పనిచేస్తుంది. ఇది సిస్టమ్ ఖర్చుతో కూడుకున్నది మరియు అమలు చేయడానికి సులభం చేస్తుంది. ఈ మాడ్యులేషన్ వ్యవస్థలో ఉన్న ఫీడ్‌బ్యాక్ విధానం డేటా బిట్‌ల యొక్క శీఘ్ర మరియు బలమైన డెలివరీని నిర్ధారిస్తుంది.

అప్లికేషన్స్

ఈ మాడ్యులేషన్ యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి -

• టెలిఫోన్ మరియు రేడియో కమ్యూనికేషన్ల వంటి వాయిస్ ట్రాన్స్మిషన్ వ్యవస్థలు ఈ మాడ్యులేషన్ పద్ధతిని ఎక్కువగా ఇష్టపడతాయి.
• డేటా నాణ్యత కంటే రిసీవర్ వద్ద సకాలంలో డేటా డెలివరీ చాలా ముఖ్యమైన వ్యవస్థలలో డెల్టా మాడ్యులేషన్ చాలా ఉపయోగపడుతుంది.
• డేటాబేస్ తగ్గింపు మరియు రియల్ టైమ్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ కోసం ఈ మాడ్యులేషన్ ECG వేవ్‌ఫార్మ్‌కు వర్తించబడుతుంది.
• అనలాగ్-టు-పిసిఎమ్ ఎన్కోడింగ్ కోసం, ఈ మాడ్యులేషన్ పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది.
• టెలివిజన్ వ్యవస్థలలో డెల్టా మాడ్యులేషన్ వర్తించబడుతుంది.

ఈ మాడ్యులేషన్‌లో, ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్ యొక్క వ్యాప్తిపై పరిమితి ఉంది. డెల్టా మాడ్యులేషన్‌లో లోపం లేదా ప్రస్తుత నమూనా మరియు మునుపటి నమూనా మధ్య వ్యత్యాసం మాత్రమే ఛానెల్ ద్వారా పంపబడతాయి. నమూనాల మధ్య తేడా లేని సందర్భంలో, మాడ్యులేటెడ్ సిగ్నల్ మునుపటి నమూనా యొక్క అదే 0 లేదా 1 స్థితిలో ఉంటుంది. డెల్టా మాడ్యులేషన్ యొక్క ఉత్పన్నమైన కొన్ని రూపాలు నిరంతరం వేరియబుల్ స్లోప్ డెల్టా మాడ్యులేషన్, డెల్టా-సిగ్మా మాడ్యులేషన్ , మరియు డిఫరెన్షియల్ మాడ్యులేషన్. డెల్టా మాడ్యులేషన్ యొక్క సూపర్సెట్ ఏది?