إن أسلوب التناوب في دلتا هو أسلوب يستخدم على نطاق واسع في تجهيز الإشارات الرقمية لتحويل الإشارات الناقصة إلى تمثيل رقمي، وتكمن ميزة أساسية في تبسيطه، واستخدامه لبضعة أنواع من الكمائن، لتفريق الفرق بين العينات المتعاقبة وليس القيمة المطلقة للعينات، مما يجعل من الجذاب بشكل خاص بالنسبة للتطبيقات المنخفضة التردد التي تكون فيها أجهزة التكييف ذات النطاق الترددي مقيدة، ومع ذلك فإن القيود على الأجهزة هي الأهم.

أساسيات تعديل دلتا

في أقرب وقت، مُعالجة مُتَوَجِّلة مُتَوَجَّلة مُخَدِّرة، مُكوِّن من مُكوِّنات مُكوِّنة، مُسَتَجَمِّلةٌ مُتَوَجَّلةٌ في مُسَجِّلةٍ مُتَمَةٍ، وَتَتَجَرَتَتْتْتَتَتَتَتَتَتَتْتْتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَةٌسْتَتَتَةُتَتَةُتَةُتَةٌ مُتَسْتَةُتَسْتَسْتَمَمَمَةُتَسْتَةُ مُتَةُتَمَرَةُتَرَةُتَةُتَةُتَةُتَةُتَةُ

القيود الرئيسية في الترددات العالية

وتتميز الإشارات العالية التردد بالتغيرات السريعة في الاتساع على فترات زمنية قصيرة، وتبرز ثلاث مشاكل مترابطة عندما تطبق عملية العزل على هذه الإشارات: التشويه المفرط في الحمولة، والضوضاء الجمركي، والقيود المفروضة على عرض النطاق الترددي.

Slope Overload Distortion

S[FT] fre-load occurs when the rate of change of the adLT signal exceeds the maximum tracking rate of the delta modulator. The maximum tracking rate is determined by the step size ⁇ multiplied by the sampling frequency f

الرقم القياسي

فالضوضاء الجمركي، أو الضوضاء الكمي، تنشأ عن حجم الحد الأدنى من محرك الدلتا، وحتى عندما يتتبع الموصل بنجاح الإشارة إلى ارتفاع مستوى الضوضاء، فلا توجد زيادة في حجم الترددات المرتدة، بل هي خطوات متفاوتة بدلا من منحنى سلس، وذلك بالنسبة للإشارة المنخفضة التردد التي تكون فيها الضوضاء ذات الحجم المنخفض ضئيلة.

حدود باندويث

إنّها تُحدّدُ بشكلٍ غير محدودٍ من التلقيحات، و تُحدّدُ بشكلٍ أكثر من سرعةِ الإستخدام، و تُحدّدُ الأشعةِ، و تُحدّدُ زيادةً في عددِ الإشاراتِ، و تُحدّدُ زيادةً في عددِ التردداتِ، و لكنّ هذا يُدخلُ قيوداً عمليةً على سرعةِ المقياسِ.

رؤية رياضية في حمولة أعلى

[FL]

2f]A] / / /]f]s]]

وهكذا، بالنسبة لوثيقة ثابتة و(و) ] ] ، فإن نتاج التردد والضخم مُقيد، وإذا كانت الإشارة إلى المدخلات ذات تردد عال ولكن منخفضة السعة، فإن الإفراط في الحمولة قد يُتجنب، ولكن الضوضاء التواترية تصبح أكثر أهمية بالنسبة للإشارة الصغيرة.

مقارنة تعديل دلتا على المخططات البديلة

ونظراً للقيود المفروضة على تعديل الدلتا في التجهيز العالي التردد، تم استحداث عدة تقنيات بديلة للتعديل، ويساعد فهم هذه البدائل المهندسين على اختيار النهج الصحيح لتطبيق معين.

تعديل النبضات - الكود (PCM)

(الرمز (الرقمي) هو أكثر الإشارات الرقمية شيوعاً، حيث يُعين الإشارة بمعدل ضعف أعلى تواتر على الأقل (معدل السائل) ويُحدّد كل عينة بقيمة متعددة الأطوال، ولا يعاني الـ (ب.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.

Delta-Sigma (ria) Modulation

فجميع نماذج الدلتا، المعروفة أيضاً باسم تعديل المادة (Digma-delta)، هي أقرب إلى أسلوب التناوب بين الفلفل والضوضاء العالية، التي تحول الضوضاء الكمية إلى ترددات عالية، حيث يمكن أن تُلغى، باستخدام حلقة تعليقات مع مجموعة متعددة الأطقم وضوضاء أعلى، حتى مع وجود قيود على نطاق واسع.

تعديل دلتا التكيف

كما أن تعديل التلفازات التبعية يعالج عبء المديح/المبادلات الضوضاء الحادية باختلاف حجم خط الاستدلال في الوقت الحقيقي، وعندما يكتشف الموصل نمطا من النبضات ذات الاتجاه المتتابع (يشير إلى أن الإشارة تتغير بسرعة)، فإنه يزيد من حجم الخطوة، وعندما يُحدث تغير في النمط (يشير إلى قطاع أو تغيير بطيء في التردد)، فإنه يقلل من حجمها.

التطبيقات العالمية الحقيقية حيث تعطلت معدلات الخفض

وعلى الرغم من انفصالها، فإن أسلوب التناوب في الدلتا قد تم تخطيطه إلى حد كبير من قبل PCM و(Din) في معظم التطبيقات الحديثة ذات التردد العالي، وهنا توجد عدة مجالات توضح فيها قيوده بشكل خاص:

  • () Digital Audio (High-Definition): ] Standard audio CD quality (44.1 kHz sampling, 16bit PCM) offers a dynamic range of ~96 dB. Delta modulation would require an impractically high sampling rate to achieve similar fidelity at 20 kHz, making it unsuitable for hi-figrade audio.
  • Video Signal Processing:] Composite video signals contain frequencies up to several megahertz. Slope overload would severely distort high-frequency components such as sharp edges and fine detail. PCM with 8-10 bits per sample at 2-4 times the color subcarrier became the standard for digital video, as seen.6
  • جهاز استقبال SDR يحفر مواضع واسعة من طيف الترددات الترددية، وغالباً ما تغطي عشرات إلى مئات الميغاهرتز، ومعدلات الضمادات المحدودة في دلتا وقابلية الارتفاع في حجمها تجعلها غير مناسبة، بدلاً من استخدام مبنيات ذات مسافات عالية.
  • Radar and LIDAR:] These systems process short pulses with extremely fast rise times, requiring wide immediateaneous bandwidth. Delta modulation cannot track such pulse edges without severe distortion. PCM or direct IF-sampling techniques are employed.

وتؤكد هذه الأمثلة على أنه في حين أن تعديل الدلتا مفهوم نظري جميل، فإن نشره العملي يقتصر على سيناريوهات الترددات المنخفضة إلى المتوسط حيث تتسم بساطة المعدات وانخفاض استهلاك الطاقة بأهمية قصوى، كما هو الحال في بعض الوصلات بينات الاستشعار عن طريق اليوت أو القياسات عن بعد المنخفضة الترددات.

استراتيجيات التخفيف والاتجاهات المستقبلية

وقد استطلع المهندسون عدة تقنيات لدفع التناوب الدلتا إلى نظم أعلى درجة، رغم أن كل منها يأتي مع المفاضلات.

زيادة تواتر أخذ العينات

رفع تواتر أخذ العينات (و) ] ]s هو أكثر الطرق مباشرة لزيادة الحد الأقصى للتتبع.

محررون من الدرجة العليا

ويمكن أن يؤدي استخدام جهاز دمج ثان أو أعلى في مسار التغذية المرتدة (د) إلى تشكيل الضوضاء الكمية وتحسين التتبع، مثلاً، يمكن لمنظم معالج التحلل المزدوج الاندماج أن يتتبع إشارات التسارع المستمرة أفضل من جهاز تكامل واحد، غير أن تحليل الاستقرار يصبح أكثر تعقيداً، كما أن الدائرة أكثر حساسية من الملامح المكوِّنة، ونادراً ما تستخدم الموصلات العالية بدلاً من ذلك في الدللات البخارية.

تعديل الهجين

بعض النظم تجمع بين التلاعب بالليتا وجهاز التحكم بالضغط النبض وأجهزة النبض لاستغلال نقاط القوة لكل منها، مثلاً، يمكن تحويل إشارة متحركة إلى جهاز PCM باستخدام جهاز تصفية رقمي وجهاز قياس، وهذا النهج يسمى أحياناً "التحكّم باللحم الذي يتبعه تحويل الـ PCM"

مواصلة عملية تعديل المسطحات الدلوية (CVSD)

CVSD هو تنفيذ محدد للتعديلات التفاضلية التي تستخدم مرشحاً مركباً للسيريلات لتكييف حجم الخطوة، ويختلف حجم الخطوة باستمرار على أساس متوسط الأجل لإشارة المدخلات، وتستخدم CVSD في رمز الصوت بلوتون، وفي بعض نظم التردد الصوتي العسكري لأنه يوفر معالجة ثابتة للقيمة عند 16 كيلو متراً.

خاتمة

ولا يزال مجموع عمليات تعديل الدلتا أداة قيمة في مجموعة أدوات تجهيز الإشارات، ولا سيما بالنسبة لتطبيقات منخفضة النطاق أو منخفضة القدرة أو مراعية للتكاليف، حيث أن تبسيطها - كمبيوتر واحد، وجهاز تكامل مرتدة - يجعلها نموذجا تعليميا ممتازا وخيارا عمليا لتضييق نطاق الصوت أو القياس عن بعد، ولكن نظرا لأن الطلب على معالجة إشارات التردد العالي ينمو في مختلف ميادين مثل الاتصالات ذات النطاق الترددي الواسع.

وبالنسبة للمهندسين الذين يصممون أنظمة يجب أن يتعاملوا مع الإشارات ذات المحتوى العالي التردد، فإن التوصية الواضحة هي اعتماد نظام إدارة المحتوى، أو تعديل نمطي للمجموعات، أو تقنيات متقدمة أخرى، ويتوقف الاختيار على المتطلبات المحددة للمعدلات البسيطة، وميزانية الطاقة، وتعقيد المعدات، وفهم سبب فشل نظام التحلل في الترددات العالية، وكيفية استمرار الطرق الأخرى في اتخاذ قرارات متطورة.