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--- sigma_delta_modulator [2022/02/23 13:53]
gongyusu [Block diagram for Delta Modulation]
+++ sigma_delta_modulator [2022/02/23 14:06] (当前版本)
gongyusu
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-### Delta调制（DM）
+## 增量调制（DM）
-Definition: A modulation technique that converts or encodes message signal into a binary bit stream is known as Delta Modulation. Here only 1 bit is used to encode 1 voltage level thus, the technique allows transmission of only 1 bit per sample.
+增量调制（Delta调制）是一种将编码信息信号转换成1个二进制位流的调制方法，在这里只需要1位将1个电平进行编码，这种方式可以每一个取样点传输1位。
-As PCM has the property of converting message signal directly into a sequence of a binary coded pulse, this resultantly increases the bandwidth requirement of the system. So, in order to remove the drawbacks of PCM, delta modulation is used.
+由于PCM具有将消息信号直接转换成二进制编码脉冲序列的特性，因此增加了系统的带宽要求。因此，为了消除PCM的缺点，采用了增量调制。
-### Delta Modulation (DM)
+### Delta调制的工作原理
-Definition: A modulation technique that converts or encodes message signal into a binary bit stream is known as Delta Modulation. Here only 1 bit is used to encode 1 voltage level thus, the technique allows transmission of only 1 bit per sample.
+DM的工作原理是将当前采样值与之前采样值进行比较，两者的差值决定传输值的增量或减量。简单地说，当两个样本值比较时，我们得到的差异要么具有正极性，要么具有负极性。
+如果极性差为正，则Δ表示的信号步长增加1。而当极性差为负时，则信号的阶跃减小，即Δ的减小。当+Δ被注意到，即步长增加时，则传输1。而对于-Δ，即步长减小，则传递0。因此，每个样本只允许传输一个二进制位。
-As PCM has the property of converting message signal directly into a sequence of a binary coded pulse, this resultantly increases the bandwidth requirement of the system. So, in order to remove the drawbacks of PCM, delta modulation is used.
+### 增量调制的框图
+首先让我们了解增量调制信号的产生。
+增量调制信号的产生
+产生增量调制信号的框图如下:
+{{ ::block-diagram-for-delta-modulation-transmitter-1.jpg |}}
-### Operating principle of Delta Modulation
+正如我们可以看到上图由LPF，比较器，积调制器以及脉冲发生器和量化器组成。在这里，一个反馈路径也提供给电路，其中调制器的输出作为输入比较器。
-The operating principle of DM is such that, a comparison between present and previously sampled value is performed, the difference of which decides the increment or decrement in the transmitted values.
+将要传输的消息信号馈送给低通滤波器，该滤波器通过低频分量并消除高频分量。它也被称为混叠滤波器。
+然后将LPF的输出给比较器，比较器将消息信号m(t)与任意信号m'(t)进行第一次比较。比较器比较两个信号后产生两者的差值。
+这种差异可以是正极性，也可以是负极性。这取决于被减去的消息和任意信号。
+这个差值信号现在作为乘积调制器的输入。调制器的另一个输入是由脉冲发生器产生的脉冲信号。这两个信号在调制器中相乘。
+调制器的输出是一个脉冲信号，其脉冲大小相等，具有正极性和负极性。
+极性完全取决于比较器的输出。调制器的输出给量化器。量化器以步骤的形式生成输出。
+如果正向幅度脉冲提供给量化器作为其输入，那么量化器执行1步长的增量，Δ。这是很容易理解的，在调制器的输出正脉冲表明消息信号大于任意信号。因此量化器将Δ增加1。
+类似地，当脉冲为负幅值时，步长减小1。这是因为m'(t)大于m(t)，因此产生了一个负极性的脉冲。
+因此，量化器将Δ减少1。
+与此同时，调制器的输出通过反馈路径提供给蓄能器。
+累加器只不过是一种存储信号以供进一步操作的装置。累加器的输出现在的行为类似于比较器的第二个输入。因此，我们说当前的采样值与前一个采样值进行比较，以便进行进一步的操作。
+因此，这个过程以这种方式重复。
+最后，根据阶梯信号，如果步长为+Δ，则发送二进制1，如果步长为-Δ，则发送二进制0。
-Simply put, when the two sample values are compared, either we get difference having a positive polarity or negative polarity.
+Waveform Representation of Delta Modulation
+The figure below shows the delta modulation waveform:
-If the difference polarity is positive, then the step of the signal denoted by Δ is increased by 1. As against in case when difference polarity is negative then step of the signal is decreased i.e., reduction in Δ.
+{{ ::waveform-representation-of-delta-modulation.jpg |}}
+这里，模拟输入信号为m(t)，量化后的信号表示为u(t)。根据实际传输的步长，二进制序列显示在上图的底部。
-When +Δ is noticed i.e., increase in step size, then 1 is transmitted. However, in the case of –Δ i.e., decrease in step size, 0 is transmitted.
+增量调制信号的检测
+增量调制信号的检测不是一个复杂的过程，在某种程度上与增量调制信号的产生相反。
-Hence, allowing only a single binary bit to get transmitted for each sample.
+下图是增量调制信号检测表示的框图。
-### Block diagram for Delta Modulation
-Let us first understand the generation of delta modulated signal.
-Generation of delta modulated signal
-The block diagram for the generation delta modulated signal is shown below:
-{{ ::block-diagram-for-delta-modulation-transmitter-1.jpg |}}
-As we can see the above figure consists of an LPF, a comparator, a product modulator along with pulse generator and quantizer. Here, a feedback path is also provided to the circuit, where the output of modulator acts as input to the comparator.
+{{ ::block-diagram-for-delta-modulation-receiver-1.jpg |}}
+检测电路主要由蓄电池和LPF组成。传输的二进制信号被提供给累加器部分。
+累加器由累加单元和延迟单元组成。传输信号和延迟信号一起加到求和单元。
+如果这里的输入是二进制1，那么经过一段延迟后，累加器的输出显示步长增加+Δ。然而，在二进制0作为输入的情况下，步长会减少。这将生成与消息信号等价的楼梯信号。
+蓄电池的输出提供给LPF, LPF平滑阶梯信号，以恢复原始的信息信号。
-The message signal that is to be transmitted is fed to a low pass filter that passes the low-frequency component and eliminates the high-frequency component. It is also referred to as aliasing filter.
+增量调制的优点
-The output of LPF is then given to a comparator unit, which compares the message signal m(t) with an arbitrary signal m'(t) for the first time. The comparator after comparing 2 signals generates the difference between the two.
+  * 由于每个样本传输1比特，它允许低通道带宽以及信令速率。
+  * 不需要ADC。这样便于生成和检测。
+增量调制的缺点
+  * 普通列表项目增量调制导致的缺点，如斜率超载失真和颗粒噪声。
+增量调制的应用
+它广泛应用于无线电通信设备、数字语音存储和语音信息传输等信号质量不太重要的领域。