Mikä on Delta -modulaatio?

Delta -modulaatio (DM) on menetelmä ottaa analoginen signaali ja muuntaa se digitaaliseksi signaaliksi tietojenkäsittelyä varten. Sitä käytetään pääasiassa puheviestintään, mutta sitä voidaan myös sovittaa videon ja muun datan siirtämiseen. Koska muunnetun signaalin digitaalinen versio on vain likimääräinen alkuperäisestä analogisesta signaalista, muuntumisprosessissa tapahtuu hajoamista ja tämä kasvaa sen etäisyyden myötä, jonka signaalin on kuljettava lähettimestä vastaanottimeen. Deltamodulaatiotekniikan ensisijainen käyttö on ollut lyhyen kantaman lähetyksissä laitteille, kuten langattomille puhelimille ja vauvavalvontalaitteille. Muut langattomat lähetysmuodot käyttävät myös delta -modulaatiota, kuten langattomat kuulokkeet, mutta mitä raskaampi melutaso on analogisessa lähetyksessä, sitä huonompi digitaalisen lähtösignaalin laatu.

Modulaatio on prosessi minkä tahansa langattoman audiosignaalin kanssa, jossa sen lähettämällä radiotaajuisella kantoaallolla on amplitudimuutos suhteessa sen kuljettamaan tulosignaaliin. Delta -modulaatioprosessissa tämä analoginen signaali näytteistetään nopealla nopeudella ja jokaisesta näytteenotosta tallennetaan yksi bitti dataa. Tämä datavirta muodostetaan sitten digitaaliseksi signaaliksi, joka vastaa likimääräistä analogista signaalia. Koska analoginen delta -modulaatioprosessi luo vain yhden bitin dataa jokaiselle näytteenottoesineelle, analogista signaalia ei esitetä kovin tarkasti, mikä tekee prosessista nopean lähetysmenetelmän, mutta altis virheille.

Sekä pulssikoodimodulaatio (PCM) että adaptiivinen delta-modulaatio (ADM) ovat muunnelmia DM-prosessista, joiden katsotaan tuottavan parempia signaali-kohinasuhteen lähtönopeuksia kuin DM. Pulssikoodimodulaatio on alkuperäinen prosessi, joka voidaan jäljittää ennen nykyaikaisen tietokoneen keksimistä. ADM ja DM ovat nykyaikaisemmat siirtomenetelmät, jotka on kehitetty menetelmiksi virtaviivaistaa suurten tietomäärien siirtoprosessia.

Vaikka pulssikoodimodulaatio on alkuperäinen prosessi, sitä käytetään edelleen audiosignaalien koodaamiseen erilaisiin sähköisiin tietovälineisiin, kuten CD-levyihin, digitaalisiin videolevyihin (DVD-levyihin) ja Blu-ray-levyihin ™. PCM-muunnelmiin kuuluu nyt deltapulssikoodimodulaatio (DPCM) ja adaptiivinen deltapulssikoodimodulaatio (ADPCM). Nämä viimeaikaiset pulssikoodimodulaation sovellukset käyttävät matemaattisia algoritmeja ja kehittyneempiä menetelmiä analogisen signaalin näytteenottamiseksi tarkan digitaalisen ulostulon aikaansaamiseksi.

Yhdistyneestä kuningaskunnasta peräisin oleva insinööri Alec Reeves saa kiitoksensa pulssikoodimodulaation (PCM) keksimisestä vuonna 1937, mikä johti delta-modulaatioon ja kaikkiin muunnelmiin nykyisestä prosessista. Hänen ideoidensa katsotaan mahdollistaneen digitaalisen aikakauden. PCM: n taustalla oli virheiden poistaminen analogisista signaalilähetyksistä muuntamalla ne erillisiksi digitaalisiksi datapaketeiksi. Hän oli kuitenkin aikaansa edellä, koska elektroniikkatekniikkaa ei ollut vielä olemassa, jotta hänen ideansa olisivat käytännöllisiä. Transistori keksittiin vasta vuonna 1947, eikä sitä pienennetty ja massatuotettu aikaisimpia integroituja piirejä varten vuoteen 1958-1959 asti.