تعديل دلتا التكييفي - Adaptive Delta Modulation

يتم استخدام مُعدِّل ومزيل التشكيل دلتا التكيفي (Adaptive Delta Modulation) كمرحلتين أولى وأخيرة في نظام لتشفير وفك تشفير إشارات الهاتف إلى (μ = 255) وتعديل شفرة النبضة المدمجة (PCM)، تتمثل أهداف النظام في ابتكار مبرمج وفك ترميز اقتصادي موثوق به وخالٍ من تعديلات مقياس الجهد ومناسب للتصنيع الآلي لإنتاج كميات كبيرة، تتمثل الإستراتيجية في تحويل تركيز الدائرة من التناظرية إلى الرقمية من أجل الاستفادة الكاملة من تكنولوجيا المعالجة الرقمية منخفضة التكلفة ومنخفضة السرعة مثل (MOS / LSI) لتحقيق الأهداف المرجوة.

ما هو تعديل دلتا التكيفي – Adaptive Delta Modulation؟

تعديل دلتا التكيفي: هو الشكل المكرر لتعديل دلتا، تم تقديم هذه الطريقة لحل الضوضاء الحبيبية وخطأ التحميل الزائد للمنحدرات أثناء تعديل دلتا، وتشبه طريقة تعديل دلتا التكيفي (Adaptive Delta Modulation) طريقة تعديل دلتا ما عدا أنّ حجم الخطوة متغير وفقاً لإشارة الإدخال في تعديل دلتا التكيفي بينما هي قيمة ثابتة في تعديل دلتا.

في إشارة الإدخال إذا لم يتم إصلاح حجم الخطوة، يصبح حجم الخطوة أكبر بشكل تدريجي عند حدوث الحمل الزائد المنحدر، وعندما يتزايد خطأ التكميم مع ارتفاع التكلفة يتم أيضاً تقليل خطأ المنحدر بواسطة (ADM) باستخدام مرشح تمرير منخفض.

في التعديل الرقمي، ووجهة مشكلة معينة في تحديد حجم الخطوة ممّا يؤثر على جودة موجة الإخراج، حيث كان هناك حاجة إلى حجم خطوة أكبر في المنحدر الحاد لإشارة التعديل وهناك حاجة إلى حجم خطوة أصغر حيث يكون للرسالة منحدر صغير، يتم تفويت التفاصيل الدقيقة في هذه العملية لذلك سيكون من الأفضل إذا كان بإمكاننا التحكم في ضبط حجم الخطوة وفقاً لمتطلبات التعديل في الإشارة من أجل الحصول على أخذ العينات بالطريقة المرغوبة وهذا هو مفهوم تعديل دلتا التكيفي.

نظرية تعديل دلتا التكيفي – Adaptive Delta Modulation:

في تعديل دلتا التكيفي لا يتم إصلاح حجم خطوة إشارة الدرج ويتغير اعتماداً على إشارة الإدخال، أولاً يتم حساب الفرق بين قيمة العينة الحالية والتقريب السابق ثم يتم تحديد هذا الخطأ كمياً أي إذا كانت العينة الحالية أصغر من التقدير السابق كانت القيمة الكمية عالية أو منخفضة، ويُعطى ناتج مُكمِّم بت واحد إلى دائرة التحكم في حجم الخطوة المنطقية حيث يتم تحديد حجم الخطوة.

في دائرة التحكم في حجم الخطوة المنطقية، يتم تحديد الإخراج بناءً على ناتج جهاز القياس فإذا كان ناتج المُكمِّم مرتفعاً فسيتم مضاعفة حجم الخطوة للعينة التالية، وإذا كان ناتج المُكمِّم منخفضاً فسيتم تقليل حجم الخطوة بخطوة واحدة للعينة التالية.

مزايا تعديل دلتا التكيفية – Adaptive Delta Modulation:

• يقلل تعديل دلتا التكيفي (Adaptive Delta Modulation) من خطأ المنحدر الموجود في تشكيل دلتا.
  
• أثناء إزالة التشكيل، فإنه يستخدم مرشح تمرير منخفض يزيل ضوضاء الكمية.
  
• يتم حل خطأ التحميل الزائد في المنحدر والخطأ الحُبيبي الموجود في تعديل دلتا باستخدام هذا التعديل، وبسبب هذا فإنّ نسبة الإشارة إلى الضوضاء لهذا التعديل أفضل من تعديل دلتا.
  
• في ظل وجود أخطاء بتات يوفر هذا التعديل أداءً قويًا وهذا يقلل من الحاجة إلى اكتشاف الأخطاء ودوائر التصحيح في تصميم الراديو.
  
• النطاق الديناميكي لتعديل دلتا التكيفي (Adaptive Delta Modulation) كبير حيث يغطي حجم الخطوة المتغير نطاقاً كبيراً من القيم.
  

الاختلافات بين تعديل دلتا وتعديل دلتا التكيفي:

• في دلتا تعديل حجم الخطوة ثابت للإشارة بأكملها، بينما في تعديل دلتا التكيفي (Adaptive Delta Modulation) يختلف حجم الخطوة اعتماداً على إشارة الإدخال.
  
• لا يُرى في هذا التعديل أخطاء المنحدر الزائد والضوضاء الحُبيبية الموجودة في تشكيل دلتا.
  
• النطاق الديناميكي لتعديل دلتا التكيف أوسع من تعديل دلتا.
  
• يستخدم هذا التعديل عرض النطاق الترددي بشكل أكثر فعالية من تعديل دلتا.
  

التطبيقات على تعديل دلتا التكيفية – Adaptive Delta Modulation:

• يستخدم هذا التعديل لنظام يتطلب جودة صوت لاسلكية محسنة بالإضافة إلى سرعة نقل البتات.
  
• في إرسال الإشارات التلفزيونية، يتم استخدام عملية التعديل هذه.
  
• تُستخدم طريقة التشكيل هذه في تشفير الصوت.
  
• يُستخدم هذا التعديل كمعيار من قبل وكالة ناسا لجميع الاتصالات بين التحكم في المهمة والمركبة الفضائية.
  
• (Motorola SECURENET) يستخدم خط منتجات الراديو الرقمي من (12 كيلو بت / ثانية) تعديل دلتا التكيفي.
  
• لتوفير جودة صوت للكشف عن الصوت في المناطق المنتشرة ، يستخدم الجيش نظام تعديل من (16 إلى 32 كيلوبت / ثانية) في الهواتف الرقمية (TRI – TAC).
  
• تستخدم قوات الجيش الأمريكي معدلات (16 كيلو بت / ثانية) للحفاظ على عرض النطاق الترددي عبر الروابط التكتيكية.
  
• لتحسين جودة الصوت، تستخدم القوات الجوية الأمريكية معدلات (32 كيلوبت / ثانية).
  
• في خدمات (Bluetooth) لتشفير الإشارات الصوتية، يتم استخدام هذا التعديل بمعدلات (32 بت / ثانية).
  
• يتم استخدام وحدة فك الشفرة (HC55516) في العديد من ألعاب الأركيد مثل (sinister وsmash tv) وماكينات الكرة والدبابيس مثل (gorger) أو مكوك الفضاء، لتشغيل الأصوات المسجلة مسبقاً.
  
• يُعرف تعديل دلتا التكيفي أيضاً باسم تعديل دلتا المنحدر المتغير باستمرار.