تعديل دلتا

في تعديل دلتا، لا يوجد حد لعدد النبضات من نفس الإشارة التي يمكن أن تحدث، لذا فهو قادر على تتبع الإشارات ذات أي سعة دون تشويه شريطة ألا تتغير الإشارة بسرعة كبيرة. ^{[ 5 ]} ومع ذلك، إذا كانت إشارة الإدخال${\displaystyle m(t)}$له مشتق${\displaystyle {\dot {m}}(t)}$أكبر من

${\displaystyle |{\dot {m}}(t)|_{max}=\sigma f_{s}}$،

أين${\displaystyle f_{s}}$يمثل تردد أخذ العينات و${\displaystyle \sigma }$إذا كانت قيمة حجم خطوة التكميم غير دقيقة، فإن الإشارة تتغير بسرعة كبيرة، مما يؤدي إلى زيادة تحميل الميل. على سبيل المثال، إذا كانت إشارة الإدخال عبارة عن موجة جيبية بتردد${\displaystyle \omega }$والسعة${\displaystyle A}$،

${\displaystyle m(t)={A\cos(\omega t)}}$،

ثم مشتقاته،

${\displaystyle {\dot {m}}(t)=-\omega A\sin(\omega t)}$،

يمكن أن تكون كبيرة مثل

${\displaystyle |{\dot {m}}(t)|_{max}=\omega A}$.

وبالتالي، لن يحدث تحميل زائد للميل عند إدخال إشارة جيبية إذا

${\displaystyle \omega A<\sigma f_{s}}$.

وبالتالي، يمكن إرسال إشارة جيبية دون تحميل زائد للميل إذا لم تكن سعتها أكبر من

${\displaystyle A_{max}={\sigma f_{s} \over \omega }}$.

قد تكون إشارة الإدخال الحقيقية أكثر تعقيدًا من موجة جيبية واحدة، لكن هذا المثال يوضح كيف يمكن أن يتم تخفيف الإشارة المرسلة اعتمادًا على تردد أخذ العينات وحجم الخطوة وتردد إشارة الإدخال.

على الرغم من إمكانية تجنب التحميل الزائد للميل (المعروف أيضًا باسم قص الميل) عن طريق زيادة حجم الخطوة الكمومية أو معدل أخذ العينات، إلا أن معدلات أخذ العينات العالية جدًا، والتي عادةً ما تكون 20 ضعف أعلى تردد مطلوب، مطلوبة لتحقيق نفس جودة تعديل رمز النبضة (PCM). ^{[ 5 ]}

لأن الإشارة المُعدَّلة لا تحتوي إلا على مشتق الإشارة المُدخلة، فإن أي محتوى للتيار المستمر والترددات المنخفضة في الإشارة يُفقد (وهو أمر قد يكون مقبولًا في تطبيقات الصوت وغيرها من التطبيقات التي لا تحتوي على ترددات منخفضة)، وتتراكم أخطاء الإرسال، ويتضخم التشويش عالي التردد. يتجنب تحسينٌ لتقنية تعديل الإشارة (DM) يُسمى تعديل دلتا-سيجما هذه العيوب عن طريق إعادة ترتيب موضع المُكامل بحيث تُمثل الإشارة المُعدَّلة سعة الإشارة المُدخلة بدلًا من مشتقها فقط. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تتضمن وحدة معالجة الصوت في نظام نينتندو الترفيهي ( شريحة Ricoh 2A03 ) قناة تعديل دلتا (DMC) لفك تشفير الإيقاعات والمؤثرات الصوتية. تقرأ قناة DMC بيانات الصوت المشفرة دلتا عبر الوصول المباشر إلى الذاكرة في مسجل إزاحة ، والذي يُنقل تسلسليًا إلى عداد تصاعدي/تنازلي يعمل كمكامل لفك التشفير. نظرًا لأن مسجل الإزاحة يعمل بتردد مؤقت قابل للضبط، يمكن تغيير تردد الصوت عن طريق ضبط سرعة التشغيل. تُخرج قيمة العداد عبر محول رقمي تناظري (DAC) ذي 7 بتات. بدلاً من ذلك، يمكن تجاوز فك تشفير DM بكتابة عينات PCM مباشرةً إلى العداد، مما يوفر بدلاً من ذلك خرج PCM منخفض البتات. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

استخدمت شركة أنظمة الأعمال عبر الأقمار الصناعية (SBS) تقنية تعديل دلتا لمنافذ الصوت الخاصة بها لتوفير خدمة الهاتف لمسافات طويلة للشركات المحلية الكبيرة ذات الاحتياجات الكبيرة للاتصالات بين الشركات (مثل شركة IBM ). بلغت  سرعة نقل البيانات لكل قناة 32 كيلوبت/ثانية. ^{[ 16 ]} وظل هذا النظام قيد التشغيل طوال ثمانينيات القرن الماضي. استخدمت منافذ الصوت  تعديل دلتا رقميًا بسرعة 24 كيلوبت/ثانية مع ضغط نشاط الصوت (VAC) ومثبطات الصدى للتحكم في مسار الصدى الذي يستغرق نصف ثانية عبر القمر الصناعي. أُجريت اختبارات استماع رسمية للتحقق من أن  مُعدِّل دلتا بسرعة 24 كيلوبت/ثانية حقق جودة صوت كاملة دون أي تدهور ملحوظ مقارنةً بخط هاتف عالي الجودة أو نظام PCM المضغوط القياسي بسرعة  64 كيلوبت/ثانية . أدى ذلك إلى تحسين سعة قناة القمر الصناعي بنسبة ثمانية إلى ثلاثة. طورت شركة IBM وحدة التحكم في اتصالات الأقمار الصناعية ووظائف منفذ الصوت.

استخدم الاقتراح الأصلي عام 1974 مُعدِّل  دلتا متطورًا بسرعة 24 كيلوبت/ثانية مع مُكامل واحد وجهاز شيندلر كومباندر مُعدَّل لاستعادة أخطاء الكسب. وقد تبيّن أن جودة الصوت فيه أقل من جودة خط الهاتف الكامل. في عام 1977، كُلِّف مهندس واحد مع اثنين من مساعديه في مختبر آي بي إم ريسيرش تراينجل بارك بولاية كارولاينا الشمالية بتحسين الجودة.

استُبدل المُكامل في النسخة النهائية بمُتنبئ مُنفذ باستخدام مُرشِّح تمرير منخفض ثنائي القطب مُركب، مُصمم لتقريب متوسط ​​طيف الكلام على المدى الطويل. وكانت النظرية تقوم على أن المُكامل الأمثل يجب أن يكون مُتنبئًا مُصممًا لمطابقة طيف الإشارة. واستُبدلت النسخة المُعدلة بمُضاغط شيندلر شبه مثالي. وتبين أن المُضاغط المُعدل ينتج عنه حجم خطوة غير مثالي عند مُعظم مُستويات الإشارة، وأن استعادة خطأ الكسب السريع تُزيد من الضوضاء، كما تم تحديده من خلال اختبارات الاستماع الفعلية مُقارنةً بقياسات نسبة الإشارة إلى الضوضاء البسيطة. وحقق المُضاغط النهائي استعادة طفيفة جدًا لخطأ الكسب بسبب خطأ التقريب الطبيعي الناتج عن الاقتطاع بسبب العمليات الحسابية ذات الاثني عشر بتًا.

تم تنفيذ وظائف تعديل دلتا، والتحكم في الجهد المتردد، والتحكم في الصدى لستة منافذ في شريحة دارة متكاملة رقمية واحدة ذات دقة حسابية 12 بت. وتم استخدام محول رقمي تناظري واحد (DAC) مشترك بين جميع المنافذ الستة، حيث يوفر وظائف مقارنة الجهد للمعدِّلات، ويغذي دوائر أخذ العينات والاحتفاظ بها لمخرجات وحدة فك التعديل. وتحتوي بطاقة واحدة على الشريحة، والمحول الرقمي التناظري، وجميع الدوائر التناظرية لواجهة خط الهاتف، بما في ذلك المحولات.