Mis on delta modulatsioon?

Delta modulatsioon (DM) on meetod analoogsignaali võtmiseks ja selle muundamiseks andmetöötluseks digitaalseks signaaliks. Seda kasutatakse peamiselt kõnesideks, kuid seda saab kohandada ka video- ja muude andmete edastamiseks. Kuna teisendatud signaali digitaalne versioon on vaid algse analoogsignaali ligikaudne väärtus, toimub muundamisprotsessis halvenemine ja see pikeneb vahemaa võrra, mida signaal peab saatjast vastuvõtjani läbima. Delta modulatsioonitehnoloogia peamine kasutusala on olnud seadmete, nagu juhtmeta telefonid ja beebimonitorid, lähitoimes. Ka teised traadita edastusviisid kasutavad deltamodulatsiooni, näiteks juhtmevabad peakomplektid, kuid mida suurem on analoogedastuse müratase, seda rohkem väheneb väljunddigitaalsignaali kvaliteet.

Modulatsioon on protsess mis tahes traadita helisignaaliga, kus seda edastava raadiosagedusliku laine amplituud muutub selle sisendsignaali suhtes. Delta-modulatsiooni protsessis võetakse selle analoogsignaali diskreetimine kiirel kiirusel ja iga diskreetimisjuhtumi kohta salvestatakse üks bitt andmeid. See andmevoog koostatakse seejärel digitaalseks signaaliks, mis on ligikaudne algsele analoogsignaalile. Kuna analoog-delta-modulatsiooniprotsess loob iga diskreetimisjuhtumi kohta ainult ühe bitti andmeid, ei esitata analoogsignaali väga täpselt, mistõttu on protsess kiire, kuid vigadele kalduv edastusmeetod.

Nii impulsskoodi modulatsioon (PCM) kui ka adaptiivne deltamodulatsioon (ADM) on DM-protsessi variatsioonid, mis annavad parema signaali-müra suhte väljundkiiruse kui DM. Impulsskoodi modulatsioon on algne protsess, mida saab jälgida enne tänapäevase arvuti leiutamist. ADM ja DM on kaasaegsemad edastusskeemid, mis on välja töötatud suurte andmemahtude edastusprotsessi sujuvamaks muutmiseks.

Kuigi algne protsess on impulsskoodi modulatsioon, kasutatakse seda siiski meetodit helisignaalide kodeerimiseks mitmesugustele elektroonilistele andmekandjatele, nagu CD-d, digitaalsed videokettad (DVD) ja Blu-ray Discs™. PCM-i variatsioonid hõlmavad nüüd delta impulsskoodi modulatsiooni (DPCM) ja adaptiivset delta impulsskoodi modulatsiooni (ADPCM). Need impulsskoodi modulatsiooni hiljutised rakendused kasutavad täpse digitaalväljundi jaoks matemaatilisi algoritme ja keerukamaid meetodeid analoogsignaali valimiseks.

Ühendkuningriigi insener Alec Reeves on 1937. aastal impulss-koodmodulatsiooni (PCM) leiutaja, mis viis delta-modulatsioonini ja protsessi kõigi praeguste variatsioonideni. Tema ideid peetakse digitaalajastu võimalikuks teinud. PCM-i ajendiks oli kõrvaldada analoogsignaali edastustest vead, teisendades need diskreetseteks digitaalseteks andmepakettideks. Ta oli aga ajast ees, kuna elektroonikatehnoloogiat polnud veel olemas, et tema ideid ellu viia. Transistor leiutati alles 1947. aastal ning miniatuurseks ja massitoodetuks varaseimate integraallülituste jaoks alles aastatel 1958–1959.