Тема 4.3. Дельта модуляция (дм)
Принцип преобразования непрерывного сигнала в ДМ сигнал.
Структурная схема системы передачи информации, использующей ДМ.
Сравнительная характеристика ИКМ и ДМ.
При приеме сигналов ИКМ для восстановления аналогового сигнала необходимо преобразовать цифровой сигнал (последовательность двоичных импульсов) в квантованный АИМ - сигнал. Такое преобразование называется декодированием. Затем совершаю операцию детектирования, т.е. выделения из АИМ сигнала аналогового. Итак, при пункте передачи выполняются следующие преобразования аналогового сигнала: амплитудно-импульсная модуляция, квантование и кодирование; в пункте приема – декодирование и детектирование квантованного АИМ – сигнала. Полученный на приеме аналоговый сигнал отличается от переданного, так как образуется из квантованных импульсов, амплитуды которых равны не мгновенным значениям сигнала, а ближайшим разрешенным значениям.
Таким образом, операция квантования вносит в процесс передачи сигнала неустранимую ошибку, которая тем меньше, чем больше уровней квантования.
В состав
декодера входит преобразователь
последовательного кода в параллельный
(рисунок 115), на выходе которого появляется
набор единиц и нулей, соответствующий
принятой кодовой комбинации. Каждая
единица (токовый импульс) поступает на
вход сумматора с весом, где увеличивается
в
раз. На выходе сумматора возникает
импульс, амплитуда которого определяется
кодовой комбинации на входе декодера.
Рисунок . Декодер ИКМ – сигнала. Схема электрическая структурная.
Например,
при прохождении кодовой комбинации
0100110 на первый, четвертый, пятый и седьмой
входы сумматора напряжение не подается
(бестоковые импульсы, а на второй, третий
и шестой входы подается напряжение,
которое увеличивается в
,
и
раз. На выходе сумматора появляется
напряжение, пропорциональное
+
+
=
38, т.е. квантованный АИМ- сигнал.
Выделение из АИМ сигнала непрерывного первичного сигнала эквивалентно детектированию АИМ сигнала и осуществляется обычно с помощью ФНЧ.
Формирование из дельта - модулированного сигнала аналогового сигнала также относительно простое. Поскольку дельта – модулированный сигнал получается как знак производной аналогового сигнала, для преобразования последовательности импульсов в аналоговый сигнал необходимо выполнить операцию, обратную дифференцированию – интегрирования. В схеме ЦАП ДМ сигналов (рисунок 116а) используется идеальный интегратор, имеющий импульсный отклик в виде ступеньки напряжения. Если на вход идеального интегратора подать последовательность импульсов ДМ сигнала, то отклики на каждый из них суммируются и выходное напряжение будет иметь вид ступенчатой функции времени с постоянным шагом (рисунок 116б). Эта ступенчатая функция и является аппроксимацией аналогового сигнала. Она образовалась в результате дискретизации и квантования, поэтому обозначается как Uкв. Восстановление аналогового сигнала из квантованного, как и в ЦАП ИКМ, осуществляется ФНЧ.
Рисунок 116а. ЦАП дельта – модуляции. Схема электрическая структурная.
Рисунок 116б. Временная диаграмма ЦАП ДМ.
Дельта – модуляция более устойчива к помехам в линии, поэтому требования по помехоустойчивости при передаче ДМ сигнала на несколько порядков ниже, чем при ИКМ.
При ИКМ требуется синхронизация по тактам и по кодовым комбинациям, при ДМ – только по тактам.
Аппаратура формирования ДМ сигнала намного проще, чем в ИКМ. Но в составе многоканальной системы связи, где оборудование ИКМ является групповым, а ДМ – индивидуальным, суммарная сложность оборудования ДМ может оказаться и большей.