通信システムでは、変調方式を使用して長距離にわたって信号を送信します。変調プロセスでは、振幅、位相などの高周波信号の特性が、低周波ベースバンド信号に応じて変化します。デジタル技術の増加と信号処理技術の進歩に伴い、デジタル通信の需要が増加しました。サンプリングされた信号のデジタル-アナログおよびアナログ-デジタル変換のための多くの方法がデジタル通信のために導入されました。パルス符号変調、差分パルス符号変調、デルタ変調、および適応デルタ変調は、デジタル通信の信号処理に使用される一般的な方法です。この記事では、適応デルタ変調方式を見てみましょう。

アダプティブデルタ変調とは何ですか？

この変調は、デルタ変調の洗練された形式です。この方法は、デルタ変調中に発生する粒状ノイズとスロープ過負荷エラーを解決するために導入されました。

この変調方式は、ステップサイズが適応型デルタ変調の入力信号に応じて可変であるのに対し、デルタ変調では固定値である点を除いて、デルタ変調に似ています。

ブロック図

アダプティブ-デルタ-変調-送信機

送信回路は、サマー、量子化器、遅延回路、およびステップサイズ制御用の論理回路で構成されています。ベースバンド信号X（nTs）は、回路への入力として与えられます。送信機に存在するフィードバック回路は積分器です。積分器は、前のサンプルの階段近似を生成します。

夏の回路では、現在のサンプルと前のサンプルの階段近似の差e（nTs）が計算されます。このエラー信号は量子化器に渡され、そこで量子化された値が生成されます。ステップサイズ制御ブロックは、量子化された値が高いか低いかに基づいて、次の近似のステップサイズを制御します。量子化された信号は出力として与えられます。

受信側で復調が行われます。レシーバーには2つの部分があります。最初の部分はステップサイズの制御です。ここで、受信信号は論理ステップサイズ制御ブロックを通過し、各入力ビットからステップサイズが生成されます。ステップサイズは、現在および以前の入力に基づいて決定されます。受信機の2番目の部分では、アキュムレータ回路が階段信号を再作成します。次に、この波形はに適用されますローパスフィルタこれにより、波形が滑らかになり、元の信号が再現されます。

“冷却塔の部品 ”

適応デルタ変調理論

アダプティブデルタ変調では、階段信号のステップサイズは固定されておらず、入力信号に応じて変化します。ここでは、最初に現在のサンプル値と以前の近似値の差が計算されます。このエラーは量子化されます。つまり、現在のサンプルが前の近似よりも小さい場合、量子化された値は高いか、そうでない場合は低くなります。 1ビット量子化器の出力は、ステップサイズが決定されるロジックステップサイズ制御回路に渡されます。

アダプティブ-デルタ-変調-波形

論理ステップサイズ制御回路では、量子化器の出力に基づいて出力が決定されます。量子化器の出力が高い場合、次のサンプルのステップサイズは2倍になります。量子化器の出力が低い場合、次のサンプルのためにステップサイズが1ステップ減少します。

利点

この変調方式の利点のいくつかを以下に示します-

適応デルタ変調は、デルタ変調に存在するスロープエラーを減少させます。
復調中は、量子化されたノイズを除去するローパスフィルターを使用します。
デルタ変調に存在するスロープ過負荷エラーとグラニュラーエラーは、この変調を使用して解決されます。このため、この変調の信号対雑音比はデルタ変調よりも優れています。
ビットエラーが存在する場合、この変調は堅牢なパフォーマンスを提供します。これにより、無線設計におけるエラー検出および訂正回路の必要性が減少します。
可変ステップサイズが広い範囲の値をカバーするため、適応デルタ変調のダイナミックレンジは大きくなります。

デルタ変調と適応デルタ変調の違い

アダプティブデルタ変調とデルタ変調の違いを以下に示します-

デルタ変調では、ステップサイズは信号全体に対して固定されています。一方、適応デルタ変調では、ステップサイズは入力信号によって異なります。
デルタ変調に存在するスロープ過負荷と粒状ノイズエラーは、この変調では見られません。
アダプティブデルタ変調のダイナミックレンジは、デルタ変調よりも広くなっています。
この変調は、デルタ変調よりも効果的に帯域幅を利用します。

アプリケーション

この変調方式のアプリケーションのいくつかを以下に示します-

この変調は、改善されたワイヤレス音声品質とビットの速度転送を必要とするシステムに使用されます。
テレビ信号伝送では、この変調プロセスが使用されます。
この変調方式は、音声コーディングで使用されます。
この変調は、NASAがミッションコントロールと宇宙船の間のすべての通信の標準としても使用しています。
モトローラのデジタルラジオ製品のSECURENETラインは、12kビット/秒の適応デルタ変調を使用しています。
配備されたエリアで音声検出品質のオーディオを提供するために、軍はTRI-TACデジタル電話で16〜32キロビット/秒の変調システムを使用しています。
米軍は、16kbit / secの速度を使用して、戦術リンク上の帯域幅を節約しています。
音声品質を向上させるために、米国空軍は32kビット/秒の速度を使用しています。
音声信号をエンコードするBluetoothサービスでは、この変調は32ビット/秒のレートで使用されます。
HC55516デコーダーは、sinistarやsmash tvなどのさまざまなアーケードゲームや、gorgorやスペースシャトルなどのピンボールマシンで、録音済みのサウンドを再生するために使用されます。
適応デルタ変調は、連続可変スロープデルタ変調とも呼ばれます。

この変調は、サンプルごとに1ビットでエンコードします。ここで、エンコーダーは参照サンプルとステップサイズを維持します。入力信号のステップサイズを決定する前に、リファレンスサンプルと比較されます。この変調方式は、単純さ、低ビットレート、および品質の間で妥協します。

この変調方式は、1968年にニュージャージー工科大学でジョンE.アバテ博士によって最初に発表されました。この変調方式を使用することにより、信号の多くの詳細を保存できます。したがって、この変調方式は、高速エンコーディングに加えて、高品質の出力を提供します。この変調は、アナログ信号をデジタル信号に変換する最初のステップです。次のステップは、このデジタル信号を数学的な形式で表現することです。多重化テクニックが紹介されています。アダプティブデルタ変調は、？としても知られています。