Kaj je delta modulacija?

Delta modulacija (DM) je metoda jemanja analognega signala in pretvorbe v digitalni signal za obdelavo podatkov. Uporablja se predvsem za glasovno komunikacijo, lahko pa ga prilagodimo tudi za prenos videa in drugih oblik podatkov. Ker je digitalna različica pretvorjenega signala le približek izvirnega analognega signala, pride do degradacije v procesu pretvorbe, ki se povečuje z razdaljo, ki jo mora signal potovati od oddajnika do sprejemnika. Primarna uporaba tehnologije delta modulacije je bila v prenosih kratkega dosega za naprave, kot so brezžični telefoni in otroške varuške. Druge brezžične oblike prenosa uporabljajo tudi delta modulacijo, kot so brezžične slušalke, vendar višja kot je raven šuma pri analognem prenosu, bolj se zmanjša kakovost izhodnega digitalnega signala.

Modulacija je proces s katerim koli brezžičnim zvočnim signalom, pri katerem se radijski nosilni val, ki ga oddaja, spremeni v amplitudi glede na vhodni signal, ki ga prenaša. V procesu delta modulacije se ta analogni signal vzorči s hitro hitrostjo in za vsak primer vzorčenja se zabeleži en bit podatkov. Ta podatkovni tok je nato sestavljen v digitalni signal, ki je približen izvirnemu analognemu signalu. Ker postopek analogne delta modulacije ustvari samo en bit podatkov za vsak primer vzorčenja, analogni signal ni zelo natančno predstavljen, zaradi česar je postopek hiter način prenosa, vendar je nagnjen k napakam.

Tako modulacija z impulzno kodo (PCM) kot prilagodljiva delta modulacija (ADM) sta različici procesa DM, za katere velja, da ustvarjata boljše izhodne stopnje razmerja signal/šum kot DM. Impulzno kodna modulacija je izvirni proces, ki ga lahko zasledimo še pred izumom sodobnega računalnika. ADM in DM sta modernejši prenosni shemi, razviti kot metodi za poenostavitev procesa prenosa za velike količine podatkov.

Čeprav je impulzno kodna modulacija izvirni postopek, je še vedno metoda, ki se uporablja za kodiranje zvočnih signalov na različne oblike elektronskih medijev, kot so kompaktni diski (CD), digitalni video diski (DVD) in Blu-ray Discs™. Različice PCM zdaj vključujejo delta impulzno kodno modulacijo (DPCM) in prilagodljivo delta impulzno kodno modulacijo (ADPCM). Te nedavne aplikacije impulzno-kodne modulacije uporabljajo matematične algoritme in bolj izpopolnjene metode vzorčenja analognega signala za natančen digitalni izhod.

Alec Reeves, inženir iz Združenega kraljestva, je zaslužen za izum pulzno-kodne modulacije (PCM) leta 1937, ki je privedla do delta modulacije in vseh različic procesa, ki zdaj obstajajo. Njegove ideje naj bi omogočile digitalno dobo. Motivacija za PCM je bila odstraniti napake pri prenosih analognih signalov s pretvorbo v diskretne digitalne pakete podatkov. Vendar je bil pred svojim časom, saj elektronska tehnologija še ni obstajala, da bi njegove ideje uresničile. Tranzistor naj bi bil izumljen šele leta 1947, miniaturiziran in množično izdelan za najstarejša integrirana vezja do leta 1958 do 1959.