VI. KỸ THUẬT BIẾN ĐIỆU LUĐN PHIÍN (alternate modulation techniques).
1. BIẾN ĐIỆU DELTA (delta modulation)
Biến điệu delta lă một kỹ thuật đơn giản thu nhỏ khoảng động câc số được mê hô. Thay vì truyền mỗi trị mẫu độc lập, ta sẽ truyền hiệu số giữa một mẫu vă mẫu trước đĩ. Nếu việc lấy mẫu với nhịp Nyquist, hiệu số năy cĩ một khoảng động rộng gấp đơi câc mẫu nguyín thuỷ. Bởi vì với nhịp Nyquist, mỗi mẫu sẽ độc lập với mẫu trước đĩ. Hai mẫu kề nhau cĩ thể nằm ở biín độ nhỏ nhất vă lớn nhất. Tuy nhiín, nếu ta lấy mẫu ở tốc
độ cao hơn nhịp Nyquyst, câc mẫu năy cĩ liín quan với nhau vă khoảng động của sự
khâc nhau giữa hai mẫu, nhỏ hơn so vớichính bản thđn của mẫu đĩ. Nếu kết quả lấy mẫu
ở một tốc độ nhanh hơn (nhưng thu nhỏ khoảng động), ta cĩ thể truyền thơng tin bằng câch dùng một văi bít nhị phđn (giống như lượng tử hô nhiễu).
Biến điệu Delta lượng tử hô hiệu số năy bằng câch chỉ sử dụng một bit. Ví dụ như bít 1 sẽ được gửi nếu hiệu số lă dương vă bít 0 được gửi nếu hiệu số lă đm. Sự khâc nhau giữa hai mẫu được mê hôchỉ bằng một trong hai mức. Ta gọi hai khả năng đĩ lă + ∆
hoặc - ∆. Tại mỗi thời điểm lấy mẫu, dạng sĩng được lượng tử hô chỉ cĩ thể hoặc lă tăng hoặc lă giảm bằng số∆.
Hình 7.24 trình băy một dạng sĩng analog điển hình vă kết quả lượng tử hô của nĩ. Vì dạng sĩng được lượng tử hô, chỉ cĩ thể hoặc lă tăng hoặc lă giảm bởi ∆ ở tại mỗi
điểm lấy mẫu nín ta lấy gần đúng câc trị bậc thang cho dạng sĩng analog. Ta sẽ kiểm tra việc lựa chọn tốc độ lấy mẫu vă kích thước cỡ bước trong phầnsau. Nếu bậc thang ở dưới trị mẫu analog, ta sẽ tăng chiều dương (vă được gọi lă một bước lín). Nếu nấc thang ở
trín trị mẫu, ta sẽ tăng theo chiều đm (được gọi lă một bước xuống). Câc bit được truyền trong ví dụ trín hình 7.24 lă:
1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
Cơ Sở Viễn Thơng Phạm Văn Tấn
Hệ thống thu sẽ tâi tạo lại bậc thang gần đúng trực tiếp từ thơng tin nhị phđn nhận
được. Nếu nhận được giâ trị1, khối hoăn điệu sẽ tăng lín một bậc theo chiều dương. Cịn nếu nhận được giâ trị 0, sẽ giảm một bậc tương ứng (tăng theo chiều đm).
Sự diễn giải ở trín dẫn đến một bộ lượng tử hô đơn giản sử dụng bộ so sânh (comparator) vă khối phât hăm bậc thang (staircase generator). Bộ biến đổi A/D được trình băy nhưhình 7.25. Hình 7.25 Khối biến điệu DM Mạch phât tín hiệu bậc thang a so sânh b - step + step s(t) mẫu a<b a>b
Chìa khô để dùng biến điệu delta cĩ hiệu quả lă sự chọn lựa thơng minh hai thơng số: cỡ bước (size step) vă tốc độ lấy mẫu. Những thơng số năy phải được chọn sao cho tín hiệu bậc thang gần với dạng sĩng analog thực tế. Bởi vì tín hiệu cĩ một tần số trín xâc
định, nín ta biết được tốc độ nhanh nhất khi nĩ thay đổi. Tuy nhiín, để tính tôn tốc độ
nhanh nhất cĩ thể của tín hiệu, tần số lấy mẫu vă/hoặc cỡ bước phải tăng. Việc tăng tần số lấy mẫu dẫn đến kết quả trong dạng sĩng biến điệu delta phải khổ băng rộng hơn. Tăng cỡ bước sẽ lăm tăng sai số lượng tử hô.
Hình 7.26 trình băy hậu quả của cở bước sai. Nếu câc bậc quâ nhỏ, ta sẽ gặp một điều kiện quâ tải dốc (slope overload) mă ở đĩ câc bậc thang khơng thể lần ra dấu vết của những sự thay đổi quâ nhanh trong tín hiệu analog. Vì thế, độ dốc lớn nhất mă bậc thang cĩ thể nhận ra lă ∆/Ts. Ngược lại, nếu câc bậc năy quâ lớn, xảy ra sự quâ đă đâng kể trong suốt chu kỳ khi tín hiệu khơng thay đổi nhanh. Trong trường hợp đĩ, ta cĩ nhiễu lượng tử
hĩa vă được gọi lă nhiễu hạt (Granular Noise).
Hình 7.26 Sự lựa chọn khơng đúng của kích thươc trong DM
Biến điệu delta sử dụng tiến trình mê hô nguồn tin, vă nĩ sử dụng bộ nhớ để giảm
khoảng động. Trong mộtvăi bối cảnh, chúng cĩ thể lưu trữ câc mức giống nhau như PCM với một văi bit được truyền trong mỗi giđy. Tuy nhiín, vì hệ thống cĩ bộ nhớ nín câc lỗi
s(t) Lượng tử hô Bước quâ nhỏ Lượng tử hô s(t) t t
Cơ Sở Viễn Thơng Phạm Văn Tấn
xếp lại cấu trúc giâ trị mẫu cĩ liín quan. Lỗi chỉ ảnh hưởng lín mẫu được sắp xếp lại. Nếu một lỗi bit xảy ra trong biến điệu delta, bộ biến đổi A/D trong hệ thống thu sẽ bước lín thay vì bước xuống (hoặc ngược lại) vă tất cả câc giâ trị sau đĩ chứa một lỗi offset
gấp đơi cở bước. Nếu một lỗi bit xảy ra theo hướng ngược lại, lỗi offset bị triệt. Vă nếu lỗi offset cĩ vấn đề, hệ thống cần thiết khởi động lại từ mức tham chiếu (thường lă zero).