3.2.Троичная дельта-модуляция.

При троичной ДМ сигнал на входе модулятора представлен последовательностью, состоящей из положительных импульсов, отрицательных импульсов и пробелов (Рис. 8). Структурная схема кодера в этом случае аналогична используемой для двоичной ДМ /ДДМ/ (Рис.5), однако алгоритм при этом несколько изменен:

(3.4)

Рис. 6

Принцип формирования координат при дельта- представлении.

Рис. 7

Отношение сигнал/шум для дельта-модуляторов как функция нормированного шага.

вместо соответствующей функции (2.3), где величина называется шагом квантования модулятора по входу. Очевидно, что максимальный уровень сигнала, при котором начинается режим перегрузки (2.6) в этом случае тот же, что и при использовании ЛДМ.

Оптимальное значение , минимизирующее средний квадрат ошибки квантования (6), несколько меньше. В случае, если , то:

(3.5)

что в 4 раза меньше, чем при линейной ДМ (9). Аналогичное утверждение справедливо и для отношения сигнал/шум, что соответствует более пологой траектории на (Рис. 7) слева.

Ясно, что за такое повышение помехоустойчивости кодирования приходится расплачиваться снижением коэффициента сжатия - объем сообщения увеличивается в /раз/

по сравнению с ЛДМ. Простое повышение в 1.59 раза для линейной ДМ позволяет уменьшить шаг квантования (2.9) и ведет к примерно такому же повышению защищенности, как при переходе к троичной им.

3.5. Алгоритм Синклера.

Признаком возникающей перегрузки служит образование последовательности кодовых посылок одинаковой полярности (Рис.6), поэтому известен большой класс методов ДМ, перестраивающих шаг квантования по выходной последовательности кодовых слов. Они носят общее название ДМ с переменным шагом и общая структура такой системы приведена на (Рис. 9).

Исторически первой появилась ДМПШ, предложенная Синклером в 1963 году и названная им "ДМ с повышенной информативностью".

Синклер предложил следующий алгоритм работы. Если кодовая посылка на выходе модулятора однотипна с предыдущей, то шаг квантования кодера увеличивается вдвое по сравнению с шагом в предыдущем тактовом интервале. Если посылка отличается от предыдущей (обратна ей по знаку), то шаг квантования уменьшается вдвое. Сказанное пояснено диаграммой (Рис. 10).

согласно (2.1,2.3) данный алгоритм нормализуется в виде:

(3.6)

Рис. 8.

Временные диаграммы модулятора троичной ДМ.

Рис. 9

Структурная схема ДМПШ.

Рис. 10

Временные диаграммы работы модулятора ДМПШ, работающего по алгоритму Уинклера.

где шаг квантования описывается как:

(3.7)

Оценка достигаемого выигрыша защищенности при использовании ДМ по Уинклеру в литературе отсутствует (9). Оценки, касающиеся других алгоритмов ДМПШ можно найти в (7,8,12).

3.4. Дельта-модуляция с компрессированием.

Аналогично ДМПШ можно изменять шаг квантования, но основываться на анализе по входу квантователя. Согласно (Рис. 7), чем ниже уровень сигнала, тем меньше должен быть шаг квантования. Чем выше уровень, тем больше шаг.

Если величина шага на некотором интервале его изменения будет пропорциональна уровню сигнала, то защищенность сигналов на выходе системы на этом участке будет постоянной (8).

Базовый алгоритм для ДМК аналогичен (3.6) при условии, что шаг квантования задается соотношением вида:

(3.7)