अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन - ब्लॉक आरेख और अनुप्रयोग

संचार प्रणालियों में, लंबी दूरी पर संकेतों को प्रसारित करने के लिए मॉड्यूलेशन विधियों का उपयोग किया जाता है। मॉड्यूलेशन प्रक्रिया में, उच्च आवृत्ति सिग्नल के गुण जैसे आयाम, चरण, आदि… कम आवृत्ति बेस-बैंड सिग्नल के अनुसार बदले जाते हैं। डिजिटल प्रौद्योगिकी में वृद्धि और सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीकों में प्रगति के साथ डिजिटल संचार की मांग बढ़ी। डिजिटल संचार के लिए डिजिटल - टू-एनालॉग और एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण के कई तरीके पेश किए गए। पल्स कोड मॉडुलेशन , डिफरेंशियल पल्स कोड मॉड्यूलेशन, डेल्टा मॉड्यूलेशन और एडैप्टिव डेल्टा मॉड्यूलेशन लोकप्रिय तरीके हैं जिनका उपयोग डिजिटल संचार में सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए किया जाता है। इस लेख में हम Adaptive Delta Modulation विधि पर एक नज़र डालते हैं।

अनुकूली डेल्टा मॉड्युलेशन क्या है?

यह मॉड्यूलेशन डेल्टा मॉड्यूलेशन का परिष्कृत रूप है। डेल्टा मॉड्यूलेशन के दौरान दानेदार शोर और ढलान अधिभार त्रुटि को हल करने के लिए इस पद्धति को पेश किया गया था।

यह मॉड्यूलेशन विधि डेल्टा मॉड्यूलेशन के समान है सिवाय इसके कि एडेप्टिव डेल्टा मॉड्यूलेशन में इनपुट सिग्नल के अनुसार चरण का आकार परिवर्तनशील होता है जबकि यह डेल्टा मॉड्यूलेशन में एक निश्चित मान होता है।

ब्लॉक आरेख

अनुकूली-डेल्टा-मॉड्यूलेशन-ट्रांसमीटर

ट्रांसमीटर सर्किट में एक समर, क्वांटाइज़र, डिले सर्किट और स्टेप साइज़ कंट्रोल के लिए एक लॉजिक सर्किट होता है। बेसबैंड सिग्नल एक्स (एनटी) को सर्किट के इनपुट के रूप में दिया जाता है। ट्रांसमीटर में मौजूद फीडबैक सर्किट एक इंटीग्रेटर है। इंटीग्रेटर पिछले नमूने की सीढ़ी सन्निकटन उत्पन्न करता है।

ग्रीष्मकालीन सर्किट में, पिछले नमूने ई (एनटीएस) की वर्तमान नमूना और सीढ़ी के बीच अंतर की गणना की जाती है। यह त्रुटि संकेत क्वांटाइज़र को दिया जाता है, जहाँ एक परिमाणित मान उत्पन्न होता है। स्टेप साइज कंट्रोल ब्लॉक, क्वांटिज्ड वैल्यू अधिक या कम होने के आधार पर अगले सन्निकटन के स्टेप साइज को नियंत्रित करता है। मात्रात्मक संकेत आउटपुट के रूप में दिया जाता है।

रिसीवर के अंत में डिमॉड्यूलेशन होता है। रिसीवर के दो भाग हैं। पहला भाग स्टेप साइज़ कंट्रोल है। यहां प्राप्त संकेत एक लॉजिक स्टेप साइज कंट्रोल ब्लॉक से होकर गुजरा जाता है, जहां प्रत्येक आने वाले बिट से स्टेप साइज का उत्पादन किया जाता है। वर्तमान और पिछले इनपुट के आधार पर चरण का आकार तय किया जाता है। रिसीवर के दूसरे भाग में, संचायक सर्किट सीढ़ी संकेत को फिर से बनाता है। यह तरंग तब a पर लागू होती है लो पास फिल्टर जो तरंग को सुचारू करता है और मूल संकेत को पुनः बनाता है।

अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन सिद्धांत

अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन में, सीढ़ी सिग्नल का चरण आकार तय नहीं होता है और इनपुट सिग्नल के आधार पर इसमें परिवर्तन होता है। यहाँ पहले नमूना मूल्य और पिछले सन्निकटन के बीच अंतर की गणना की जाती है। यह त्रुटि परिमाणित है अर्थात् यदि वर्तमान नमूना पिछले सन्निकटन से छोटा है, तो परिमाणित मूल्य अधिक है अन्यथा यह कम है। एक-बिट क्वांटाइज़र का आउटपुट लॉजिक स्टेप साइज़ कंट्रोल सर्किट को दिया जाता है जहाँ स्टेप साइज़ तय किया जाता है।

अनुकूली-डेल्टा-मॉड्यूलेशन-तरंग

लॉजिक स्टेप साइज़ कंट्रोल सर्किट में, क्वांटाइज़र आउटपुट के आधार पर आउटपुट तय किया जाता है। यदि क्वांटाइज़र आउटपुट अधिक है, तो अगले नमूने के लिए चरण आकार दोगुना है। यदि क्वांटाइज़र आउटपुट कम है, तो अगले नमूने के लिए चरण आकार एक कदम कम हो जाता है।

लाभ

इस मॉड्यूलेशन विधि के कुछ लाभ नीचे सूचीबद्ध हैं-

• अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन डेल्टा मॉड्यूलेशन में मौजूद ढलान त्रुटि को कम करता है।
• डिमॉड्यूलेशन के दौरान, यह एक कम पास फिल्टर का उपयोग करता है जो कि क्वांटिज्ड शोर को निकालता है।
• डेल्टा मॉडुलन में मौजूद ढलान अधिभार त्रुटि और दानेदार त्रुटि इस मॉड्यूलेशन का उपयोग करके हल की जाती है। इस वजह से, इस मॉड्यूलेशन के शोर अनुपात का संकेत डेल्टा मॉड्यूलेशन से बेहतर है।
• बिट त्रुटियों की उपस्थिति में, यह मॉडुलन मजबूत प्रदर्शन प्रदान करता है। यह रेडियो डिजाइन में त्रुटि का पता लगाने और सुधार सर्किट की आवश्यकता को कम करता है।
• अनुकूली डेल्टा मॉडुलन की गतिशील सीमा बड़ी है क्योंकि चर चरण आकार मानों की बड़ी रेंज को कवर करता है।

डेल्टा मॉडुलन और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन के बीच अंतर

अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन और डेल्टा मॉड्यूलेशन के बीच अंतर नीचे सूचीबद्ध हैं-

• डेल्टा मॉड्यूलेशन में पूरे सिग्नल के लिए स्टेप साइज तय किया जाता है। जबकि एडेप्टिव डेल्टा मॉड्यूलेशन में, इनपुट साइज के आधार पर स्टेप साइज बदलता रहता है।
• ढलान अधिभार और दानेदार शोर त्रुटियों जो डेल्टा मॉडुलन में मौजूद हैं, इस मॉडुलन में नहीं देखी जाती हैं।
• अनुकूली डेल्टा मॉडुलन की गतिशील सीमा डेल्टा मॉडुलन की तुलना में व्यापक है।
• यह मॉडुलन डेल्टा मॉडुलन की तुलना में अधिक प्रभावी ढंग से बैंडविड्थ का उपयोग करता है।

अनुप्रयोग

इस मॉडुलन विधि के कुछ अनुप्रयोग नीचे सूचीबद्ध हैं-

• इस मॉड्यूलेशन का उपयोग एक ऐसी प्रणाली के लिए किया जाता है, जिसमें वायरलेस वॉइस क्वालिटी के साथ-साथ बिट्स के स्पीड ट्रांसफर की आवश्यकता होती है।
• टेलीविज़न सिग्नल ट्रांसमिशन में इस मॉड्यूलेशन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।
• इस मॉड्यूलेशन विधि का उपयोग वॉयस कोडिंग में किया जाता है।
• इस मॉड्यूलेशन का उपयोग नासा द्वारा मिशन नियंत्रण और अंतरिक्ष यान के बीच सभी संचार के लिए एक मानक के रूप में भी किया जाता है।
• डिजिटल रेडियो उत्पादों की मोटोरोला की SECURENET लाइन 12kbits / sec Adaptive Delta Modulation का उपयोग करती है।
• तैनात क्षेत्रों में आवाज पहचान गुणवत्ता ऑडियो प्रदान करने के लिए, TRI-TAC डिजिटल टेलीफोन में सैन्य 16 से 32 kbit / sec modulation system का उपयोग करता है।
• अमेरिकी सेना बल सामरिक लिंक पर बैंडविड्थ के संरक्षण के लिए 16kbit / sec rate का उपयोग करते हैं।
• बेहतर आवाज की गुणवत्ता के लिए यूएस एयर फोर्सेस 32kbit / sec rate का उपयोग करती है।
• वॉयस सिग्नल को एनकोड करने के लिए ब्लूटूथ-सेवाओं में, इस मॉड्यूलेशन का उपयोग 32 बिट्स / सेकंड दरों के साथ किया जाता है।
• HC55516 डिकोडर का उपयोग विभिन्न आर्केड गेम्स जैसे कि सिनिस्टर और स्मैश टीवी और पिनबॉल मशीनों जैसे कि गोरगोर या स्पेस शटल में प्री-रिकॉर्डेड ध्वनियों को चलाने के लिए किया जाता है।
• अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन को लगातार परिवर्तनशील ढलान डेल्टा मॉड्यूलेशन के रूप में भी जाना जाता है।

यह मॉडुलन प्रति नमूने 1-बिट पर एनकोड करता है। यहां एनकोडर एक संदर्भ नमूना और एक कदम आकार रखता है। इनपुट सिग्नल के चरण का आकार तय करने से पहले इसकी तुलना संदर्भ नमूने से की जाती है। यह मॉडुलन विधि सादगी, कम बिटरेट और गुणवत्ता के बीच समझौता करती है।

इस मॉड्यूलेशन विधि को पहली बार डॉ। जॉन ई। अबेट ने 1968 में एनजे इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में प्रकाशित किया था। इस मॉड्यूलेशन विधि का उपयोग करके सिग्नल के कई मिनट के विवरण को संरक्षित किया जा सकता है। इस प्रकार, यह मॉडुलन विधि तेजी से एन्कोडिंग के अलावा अच्छी गुणवत्ता का उत्पादन प्रदान करता है। यह मॉडुलन डिजिटल सिग्नल के एनालॉग सिग्नल के रूपांतरण में पहला कदम है। अगला चरण गणितीय रूप में इस डिजिटल सिग्नल का प्रतिनिधित्व है, जिसके लिए डिजिटल है बहुसंकेतन तकनीक शुरू की है। अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन के रूप में भी जाना जाता है?