Mudanças entre as edições de "Modulação Delta (DM)"
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Na modulação delta (DM – do inglês, delta modulation), um sinal de mensagem de entrada é superamostrado (isto é, em uma taxa muito superior à taxa de Nyquist) para aumentar, propositadamente, a correlação entre amostras adjacentes do sinal. O aumento da correlação é feito de forma a permitir a utilização de uma estratégia de quantização simples para a construção do sinal codificado. Nesta forma básica, a DM fornece uma aproximação em degrau para a versão superamostrada do sinal de mensagem. Ao contrário do PCM, a diferença entre o sinal de entrada e sua aproximação é quantizada em apenas dois níveis. A principal vantagem da modulação delta é sua simplicidade, entretanto, esta vantagem é paga com o aumento da taxa de transmissão de dados.. Ela pode ser implementada aplicando a versão amostrada do sinal de mensagem de entrada a um transmissor constituído por um comparador, um quantizador e um acumulador. | Na modulação delta (DM – do inglês, delta modulation), um sinal de mensagem de entrada é superamostrado (isto é, em uma taxa muito superior à taxa de Nyquist) para aumentar, propositadamente, a correlação entre amostras adjacentes do sinal. O aumento da correlação é feito de forma a permitir a utilização de uma estratégia de quantização simples para a construção do sinal codificado. Nesta forma básica, a DM fornece uma aproximação em degrau para a versão superamostrada do sinal de mensagem. Ao contrário do PCM, a diferença entre o sinal de entrada e sua aproximação é quantizada em apenas dois níveis. A principal vantagem da modulação delta é sua simplicidade, entretanto, esta vantagem é paga com o aumento da taxa de transmissão de dados.. Ela pode ser implementada aplicando a versão amostrada do sinal de mensagem de entrada a um transmissor constituído por um comparador, um quantizador e um acumulador. | ||
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| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/zeroorderhold.html Zero-Order Hold]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/pulsegenerator.html Pulse Generator]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/sum.html Sum, Add Subtract]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/quantizer.html Quantizer]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/gain.html Gain]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/simulink/slref/unitdelay.html Unit Delay]. | ||
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| + | * [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/analogfilterdesign.html Analog Filter Design]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/sampleandhold.html Sample and Hold]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/frommultimediafile.html From Multimedia File]; | ||
| + | * [http://www.mathworks.com/help/dsp/ref/tomultimediafile.html To Multimedia File]. | ||
Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar '''[Tools>[http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/the-model-explorer-overview.html Model Explorer]]''' | Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar '''[Tools>[http://www.mathworks.com/help/simulink/ug/the-model-explorer-overview.html Model Explorer]]''' | ||
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O modelo simula o processo de modulação delta (DM) de um sinal senoidal e um sinal de áudio. no transmissor, após o processo de sobreamostragem, o comparador calcula a diferença entre duas entradas. Em seguida o quantizador constituído por um limitador. Portanto, se a aproximação está abaixo do | O modelo simula o processo de modulação delta (DM) de um sinal senoidal e um sinal de áudio. no transmissor, após o processo de sobreamostragem, o comparador calcula a diferença entre duas entradas. Em seguida o quantizador constituído por um limitador. Portanto, se a aproximação está abaixo do | ||
sinal de entrada em qualquer instante amostrado, ela é aumentada no valor do passo de quantização. Por outro lado, | sinal de entrada em qualquer instante amostrado, ela é aumentada no valor do passo de quantização. Por outro lado, | ||
| − | se a aproximação está abaixo do sinal, ela é diminuída pelo mesmo valor do passo. Por fim o acumulador opera com a saída do quantizador para produzir uma aproximação do sinal de mensagem. Na recepção, a aproximação em degrau é reconstruída passando a seqüência de pulsos positivos ou negativos, produzidas através de um acumulador, de forma similar à utilizada no transmissor. O sinal é reconstruído passando por um filtro passa-baixa com largura de faixa igual à largura de faixa da mensagem original. Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são: | + | se a aproximação está abaixo do sinal, ela é diminuída pelo mesmo valor do passo. Por fim o acumulador opera com a saída do quantizador para produzir uma aproximação do sinal de mensagem. Na recepção, a aproximação em degrau é reconstruída passando a seqüência de pulsos positivos ou negativos, produzidas através de um acumulador, de forma similar à utilizada no transmissor. O sinal é reconstruído passando por um filtro passa-baixa com largura de faixa igual à largura de faixa da mensagem original. |
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| + | Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são: | ||
| + | ;Simulink | ||
| + | * amp -> Amplitude do sinal de informação; | ||
| + | * fm -> Frequência do sinal de informação (Hz); | ||
| + | * fs -> Frequência de amostragem (Hz); | ||
| + | ; Outras configurações | ||
| + | * Configuração dos parâmetros dos filtros pelo próprio bloco do mesmo; | ||
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| − | + | Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo. | |
| − | + | * Visualizar o processo de conversão de um sinal analógico em digital; | |
| + | * Alteração da taxa de amostragem para eventuais testes; | ||
| + | * Analisar a aproximação em escada realizada pela modulação delta; | ||
| + | * Analisar a distorção por sobrecarga de inclinação e ruído granular; | ||
| + | * Alteração de outros parâmetros para fins de comparação de resultados. | ||
Edição atual tal como às 13h52min de 30 de novembro de 2015
Introdução
Na modulação delta (DM – do inglês, delta modulation), um sinal de mensagem de entrada é superamostrado (isto é, em uma taxa muito superior à taxa de Nyquist) para aumentar, propositadamente, a correlação entre amostras adjacentes do sinal. O aumento da correlação é feito de forma a permitir a utilização de uma estratégia de quantização simples para a construção do sinal codificado. Nesta forma básica, a DM fornece uma aproximação em degrau para a versão superamostrada do sinal de mensagem. Ao contrário do PCM, a diferença entre o sinal de entrada e sua aproximação é quantizada em apenas dois níveis. A principal vantagem da modulação delta é sua simplicidade, entretanto, esta vantagem é paga com o aumento da taxa de transmissão de dados.. Ela pode ser implementada aplicando a versão amostrada do sinal de mensagem de entrada a um transmissor constituído por um comparador, um quantizador e um acumulador.
Modelo em Simulink
Primeiramente baixe o arquivo a seguir Sistema.zip. Descompacte e certifique-se que no Matlab você esteja no diretório onde descompactou o arquivo. Digite no terminal do Matlab:
open_system('dm')
ou
dm
Toolbox e blocos necessários
Para realização da simulação, é necessário o DSP System Toolbox™ html, pdf fornecido pelo próprio Simulink. A seguir temos os blocos utilizados no modelo de simulação:
- Simulink
- Sine Wave;
- Scope;
- Goto;
- From;
- Zero-Order Hold;
- Pulse Generator;
- Sum, Add Subtract;
- Quantizer;
- Gain;
- Unit Delay.
- DSP System Toolbox
Para uma melhor visualização dos blocos e subsistemas usar [Tools>Model Explorer]
Descrição do Modelo
O modelo simula o processo de modulação delta (DM) de um sinal senoidal e um sinal de áudio. no transmissor, após o processo de sobreamostragem, o comparador calcula a diferença entre duas entradas. Em seguida o quantizador constituído por um limitador. Portanto, se a aproximação está abaixo do sinal de entrada em qualquer instante amostrado, ela é aumentada no valor do passo de quantização. Por outro lado, se a aproximação está abaixo do sinal, ela é diminuída pelo mesmo valor do passo. Por fim o acumulador opera com a saída do quantizador para produzir uma aproximação do sinal de mensagem. Na recepção, a aproximação em degrau é reconstruída passando a seqüência de pulsos positivos ou negativos, produzidas através de um acumulador, de forma similar à utilizada no transmissor. O sinal é reconstruído passando por um filtro passa-baixa com largura de faixa igual à largura de faixa da mensagem original.
Parâmetros e Seleção das Configurações do Modelo
Neste modelo é possível controlar através das variáveis do bloco "Parâmetros do modelo", os parâmetros para realização do mesmo bem como eventual testes. Os parâmetros fornecidos por este bloco são:
- Simulink
- amp -> Amplitude do sinal de informação;
- fm -> Frequência do sinal de informação (Hz);
- fs -> Frequência de amostragem (Hz);
- Outras configurações
- Configuração dos parâmetros dos filtros pelo próprio bloco do mesmo;
Possibilidades de Testes
Os testes foram realizados nas versões 2014a e 2015a do software Matlab, funcionando perfeitamente nas mesmas. A seguir alguns testes que podem ser feitos com este modelo.
- Visualizar o processo de conversão de um sinal analógico em digital;
- Alteração da taxa de amostragem para eventuais testes;
- Analisar a aproximação em escada realizada pela modulação delta;
- Analisar a distorção por sobrecarga de inclinação e ruído granular;
- Alteração de outros parâmetros para fins de comparação de resultados.