Что такое дельта-модуляция

Еще один технический прием для кодирования дискретизированного аналогового сигнала получил название дельта-модуляции. В данном методе вместо того чтобы отправлять закодированное значение каждого измерения, полученного при дискретизации, отправляется только разность в полярности между текущим измерением и последующим. Упрощенная принципиальная блок-схема, иллюстрирующая данный метод, приводится на рис. 6.23а.

Рис. 6.23.Упрощенная схема метода дельта-модуляции

В данном методе кодируется результат измерения при дискретизации входного аналогового сигнала. С использованием цепи обратной связи он декодируется и сравнивается с входным сигналом в следующей точке измерения, для которой проводится дискретизация, с целью определить, будет ли сигнал положительным (нарастающим) или отрицательным (уменьшающимся).

По существу, выходной сигнал, как представлено на рис. 6.23б, только показывает, в каком направлении будет изменяться аналоговый выходной сигнал, однако, не отражает скорости изменения сигнала. Следовательно, информация о скорости изменения должна быть встроена в декодер либо передаваться отдельно. Частично данная проблема решается измерением входного сигнала с большей частотой, чем это производится для логарифмических кодеров с импульсно-кодовой модуляцией, которые были рассмотрены ранее.

Этот метод обеспечивает лучшую корреляцию между последовательными измерениями и, таким образом, уменьшение ошибки в схемах, которые восстанавливают сигналы. При скоростях передачи данных, которые используются при передаче стандартного цифрового сигнала, схема логарифмической импульсно-кодовой модуляции обеспечивает несколько более высокое качество и значительно меньший уровень шумов в незанятой линии связи.

Это связано с тем, что в методе дельта-модуляции отсутствует способ представления выходного сигнала с нулевым значением, и поэтому он выдает ложный сигнал в любой иной (отличный от данного) незашумленный канал, как это показано на рис. 6.24.

Рис. 6.24. Генерация шума незанятого канала в дельта-модуляторе

В методе дельта-модуляционного кодирования результат в каждой точке, в которой производится измерение при дискредитации сигнала, сравнивается с результатом измерений в следующей точке, и только разность полярностей является выходным сигналом, представленным в виде последовательности импульсов.

Кодеры источника.Все те кодеры, которые были рассмотрены до сих пор, относятся кклассу кодеров аналогового сигнала, при разработке которых была поставлена задача точно воспроизвести на выходе декодера аналоговый входной сигнал. Существует, однако, иной класс кодеров, получивших название кодеров источника, в которых осуществляется идея свести к минимуму количество разрядов или передаваемых битов (то есть уменьшить ширину полосы пропускания), необходимых для воспроизведения входного сигнала, который должен оставаться вполне разборчивым, но при этом совсем не обязательно оставаться точным воспроизведением исходного.

Например, воспроизводимый речевой сигнал может быть понятным, но звучать при этом глухо либо однотонно. Кодеры источника используют априорную информацию о характеристиках источника входного сигнала, осуществляющего его кодирование. В настоящее время используется несколько способов такого кодирования, наиболее распространенным из которых является так называемое линейное предиктивное кодирование (линейный кодер с предсказанием). Такие системы используются в широком масштабе в электронных схемах воспроизведения речи. Они представляют очень частный интерес и остаются вне рамок рассмотрения данной книги.

Иной класс кодеров, получивших название исходных (или кодеров источника), уменьшает ширину полосы пропускания сигнала, представленного в цифровой форме, принося, таким образом, в жертву качество воспроизведения, но без значительного снижения разборчивости речи.