डेल्टा मॉड्यूलेशन का परिचय

डेल्टा मॉड्यूलेशन (DM) एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण (ADC) का एक सरल रूप है जो मौजूदा और पिछले नमूनों के बीच अंतर को दर्शाने के लिए एक-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग करता है। DM एक लॉसी संपीड़न तकनीक है, जिसका अर्थ है कि रूपांतरण प्रक्रिया के दौरान मूल जानकारी का कुछ भाग खो जाता है। हालाँकि, DM एक अत्यंत कुशल तकनीक भी है, और इसका उपयोग अपेक्षाकृत कम गणनात्मक जटिलता के साथ उच्च संपीड़न अनुपात प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन का मूलभूत सिद्धांत

डेल्टा मॉड्यूलेशन का मूलभूत सिद्धांत यह है कि एनालॉग सिग्नल के मौजूदा और पिछले नमूनों के बीच अंतर को दर्शाने के लिए एक-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग किया जाए। क्वांटाइज़र का आउटपुट एक बाइनरी सिग्नल होता है जो दर्शाता है कि मौजूदा नमूना पिछले नमूने से बड़ा है या छोटा। यह बाइनरी सिग्नल फिर रिसीवर तक भेजा जाता है, जो इसका उपयोग करके मूल एनालॉग सिग्नल को पुनः बनाता है।

डेल्टा मॉड्यूलेटर

एक डेल्टा मॉडुलेटर एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो डेल्टा मॉड्यूलेशन प्रक्रिया को लागू करता है। डेल्टा मॉडुलेटर में एक तुलनाकर्ता, एक-बिट क्वांटाइज़र और एक फीडबैक लूप होता है। तुलनाकर्ता एनालॉग सिग्नल के वर्तमान सैंपल की तुलना पिछले सैंपल से करता है, और क्वांटाइज़र एक बाइनरी सिग्नल आउटपुट करता है जो दर्शाता है कि वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से बड़ा है या छोटा। फीडबैक लूप क्वांटाइज़र के आउटपुट को वापस तुलनाकर्ता को फीड करता है, ताकि अगली तुलना वर्तमान सैंपल और पिछले क्वांटाइज़्ड सैंपल के बीच की जा सके।

डेल्टा डीमॉडुलेटर

एक डेल्टा डीमॉडुलेटर एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट है जो डेल्टा-मॉड्यूलेटेड बाइनरी सिग्नल से मूल एनालॉग सिग्नल को पुनः निर्मित करता है। डेल्टा डीमॉडुलेटर में एक इंटीग्रेटर और एक लो-पास फिल्टर होता है। इंटीग्रेटर डेल्टा-मॉड्यूलेटेड बाइनरी सिग्नल को इंटीग्रेट करता है, और लो-पास फिल्टर उच्च-आवृत्ति का शोर हटाता है जो डेल्टा मॉड्यूलेशन प्रक्रिया के दौरान पेश आता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन का सिद्धांत

डेल्टा मॉड्यूलेशन एक तकनीक है जिसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है। यह एक सरल और कुशल विधि है जिसे अक्सर उन अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहाँ बैंडविड्थ सीमित होती है, जैसे कि टेलीफोन लाइनों पर आवाज़ संचरण।

डेल्टा मॉड्यूलेशन कैसे काम करता है

डेल्टा मॉड्यूलेशन इस प्रकार काम करता है कि यह एनालॉग सिग्नल के वर्तमान सैंपल की तुलना पिछले सैंपल से करता है। दोनों सैंपलों के बीच का अंतर क्वांटाइज़ किया जाता है और डिजिटल सिग्नल के रूप में ट्रांसमिट किया जाता है। क्वांटाइज़ किया गया अंतर को डेल्टा कहा जाता है।

डेल्टा को आमतौर पर एक single bit से दर्शाया जाता है। यदि वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से अधिक है, तो डेल्टा को 1 सेट किया जाता है। यदि वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से कम है, तो डेल्टा को 0 सेट किया जाता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन की प्रक्रिया एनालॉग सिग्नल के प्रत्येक सैंपल के लिए दोहराई जाती है। परिणामस्वरूप डिजिटल सिग्नल 1 और 0 की एक श्रृंखला होती है जो मूल एनालॉग सिग्नल को दर्शाती है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन का ब्लॉक आरेख

डेल्टा मॉड्यूलेशन एक तकनीक है जिसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है। यह एनालॉग सिग्नल के वर्तमान सैंपल की तुलना पिछले सैंपल से करता है और फिर केवल दोनों सैंपलों के बीच के अंतर को ट्रांसमिट करता है। यह प्रक्रिया एनालॉग सिग्नल के प्रत्येक सैंपल के लिए दोहराई जाती है, जिससे एक डिजिटल सिग्नल प्राप्त होता है जो मूल एनालॉग सिग्नल को दर्शाता है।

एक डेल्टा मॉड्यूलेटर के मुख्य घटक हैं:

• एनालॉग इनपुट: यह डेल्टा मॉड्यूलेटर का इनपुट है, जो एनालॉग सिग्नल है जिसे डिजिटल सिग्नल में बदला जाना है।
• कंपैरेटर: कंपैरेटर एनालॉग इनपुट के वर्तमान सैंपल को पिछले सैंपल से तुलना करता है और एक बाइनरी मान आउटपुट करता है जो दर्शाता है कि वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से बड़ा है या छोटा।
• इंटीग्रेटर: इंटीग्रेटर कंपैरेटर के आउटपुट को संचित करता है और एक सतत-समय सिग्नल आउटपुट करता है जो वर्तमान सैंपल और पिछले सैंपल के बीच के अंतर को दर्शाता है।
• क्वांटाइज़र: क्वांटाइज़र इंटीग्रेटर से आए सतत-समय सिग्नल को डिस्क्रीट-समय सिग्नल में बदलता है, इसे सीमित संख्या में स्तरों में विभाजित करके।
• डिजिटल आउटपुट: यह डेल्टा मॉड्यूलेटर का आउटपुट है, जो डिजिटल सिग्नल है जो मूल एनालॉग सिग्नल को दर्शाता है।

डेल्टा मॉड्यूलेटर का संचालन

डेल्टा मॉड्यूलेटर का संचालन इस प्रकार वर्णित किया जा सकता है:

1. एनालॉग इनपुट सिग्नल को नियमित अंतराल पर सैंपल किया जाता है।
2. एनालॉग इनपुट सिग्नल का वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से तुलना किया जाता है।
3. कॉम्पैरेटर एक बाइनरी मान आउटपुट करता है जो दर्शाता है कि वर्तमान सैंपल पिछले सैंपल से बड़ा है या छोटा।
4. इंटीग्रेटर कॉम्पैरेटर के आउटपुट को संचित करता है और एक सतत-समय सिग्नल आउटपुट करता है जो वर्तमान सैंपल और पिछले सैंपल के बीच के अंतर को दर्शाता है।
5. क्वांटाइज़र इंटीग्रेटर से आए सतत-समय सिग्नल को सीमित संख्या में स्तरों में विभाजित करके डिस्क्रीट-समय सिग्नल में बदलता है।
6. डेल्टा मॉड्यूलेटर का डिजिटल आउटपुट क्वांटाइज़र से आया डिस्क्रीट-समय सिग्नल होता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन के फायदे और नुकसान

डेल्टा मॉड्यूलेशन में एनालॉग सिग्नलों को डिजिटल सिग्नलों में बदलने की अन्य तकनीकों की तुलना में कई फायदे होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• सरलता: डेल्टा मॉड्यूलेटर को डिज़ाइन और लागू करना अपेक्षाकृत आसान होता है।
• कम लागत: डेल्टा मॉड्यूलेटर बनाने में अपेक्षाकृत कम खर्च आता है।
• मजबूती: डेल्टा मॉड्यूलेटर शोर और अन्य विकृतियों के प्रति मजबूत होते हैं।

हालांकि, डेल्टा मॉड्यूलेशन में कुछ नुकसान भी होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• क्वान्टाइज़ेशन शोर: डेल्टा मॉड्युलेटर डिजिटल सिग्नल में क्वान्टाइज़ेशन शोर पैदा करते हैं।
• स्लोप ओवरलोड: डेल्टा मॉड्युलेटर में स्लोप ओवरलोड हो सकता है जब एनालॉग इनपुट सिग्नल बहुत तेज़ी से बदलता है।
• सीमित डायनामिक रेंज: डेल्टा मॉड्युलेटर की डायनामिक रेंज सीमित होती है, जिसका अर्थ है कि वे केवल सीमित रेंज के एनालॉग इनपुट सिग्नल को ही दर्शा सकते हैं।

डेल्टा मॉड्युलेशन के अनुप्रयोग

डेल्टा मॉड्युलेशन का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• वॉयस कोडिंग: डेल्टा मॉड्युलेशन का उपयोग टेलीफोन लाइनों पर ट्रांसमिशन के लिए वॉयस सिग्नल को एनकोड करने में किया जाता है।
• इमेज कोडिंग: डेल्टा मॉड्युलेशन का उपयोग संचार चैनलों पर ट्रांसमिशन के लिए इमेज को एनकोड करने में किया जाता है।
• वीडियो कोडिंग: डेल्टा मॉड्युलेशन का उपयोग संचार चैनलों पर ट्रांसमिशन के लिए वीडियो सिग्नल को एनकोड करने में किया जाता है।
• डेटा ट्रांसमिशन: डेल्टा मॉड्युलेशन का उपयोग संचार चैनलों पर डेटा ट्रांसमिट करने में किया जाता है।

वेवफॉर्म रिप्रेज़ेंटेशन ऑफ डेल्टा मॉड्युलेशन

डेल्टा मॉड्युलेशन एक तकनीक है जिसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को बाइनरी डिजिट्स की एक श्रृंखला के रूप में दर्शाने के लिए किया जाता है। यह वर्तमान एनालॉग सिग्नल के मान की पिछले मान से तुलना करके काम करता है और फिर 1 ट्रांसमिट करता है यदि वर्तमान मान पिछले मान से अधिक है, या 0 ट्रांसमिट करता है यदि वर्तमान मान पिछले मान से कम है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन की तरंगरूप प्रस्तुति पल्सों की एक श्रृंखला होती है, जहाँ प्रत्येक पल्स एनालॉग सिग्नल के मान में परिवर्तन को दर्शाता है। प्रत्येक पल्स की चौड़ाई एनालॉग सिग्नल में परिवर्तन की परिमाण के समानुपातिक होती है।

डेल्टा मॉड्युलेटेड सिग्नल का पता लगाना

डेल्टा मॉड्यूलेशन एक तकनीक है जिसका उपयोग एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में बदलने के लिए किया जाता है। यह एक सरल और प्रभावी विधि है जिसका उपयोग आवाज़ और अन्य ऑडियो सिग्नलों को डिजिटल चैनल के माध्यम से संचारित करने के लिए किया जा सकता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन का मूलभूत सिद्धांत यह है कि एनालॉग सिग्नल को नियमित अंतराल पर सैंपल किया जाता है और फिर वर्तमान सैंपल तथा पिछले सैंपल के बीच के अंतर को संचारित किया जाता है। इस अंतर को डेल्टा मान कहा जाता है। डेल्टा मानों को क्वांटाइज़ किया जाता है और फिर उन्हें डिजिटल सिग्नल के रूप में संचारित किया जाता है।

रिसीवर पर, डेल्टा मानों का उपयोग मूल एनालॉग सिग्नल को पुनर्निर्मित करने के लिए किया जाता है। यह वर्तमान डेल्टा मान को पिछले सैंपल में जोड़कर वर्तमान सैंपल प्राप्त करके किया जाता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक डेल्टा मान के लिए दोहराई जाती है और पुनर्निर्मित एनालॉग सिग्नल प्राप्त होता है।

डेल्टा मॉड्युलेटेड सिग्नल की डीमॉड्यूलेशन

डेल्टा मॉड्युलेटेड सिग्नल की डीमॉड्यूलेशन में निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

1. समकालन (Synchronization): रिसीवर को ट्रांसमिटर के साथ समकालित होना चाहिए ताकि वह सिग्नल को उसी दर पर सैंपल कर सके। यह आमतौर पर ट्रांसमिशन की शुरुआत में एक समकालन सिग्नल भेजकर किया जाता है।
2. डिकोडिंग (Decoding): डेल्टा मानों को डिकोड किया जाता है ताकि मूल डिजिटल सिग्नल प्राप्त हो सके। यह एक लुक-अप टेबल का उपयोग करके किया जाता है जो डेल्टा मानों को संगत डिजिटल मानों से मैप करता है।
3. पुनर्निर्माण (Reconstruction): मूल एनालॉग सिग्नल को वर्तमान डेल्टा मान को पिछले सैंपल में जोड़कर पुनर्निर्मित किया जाता है। यह प्रक्रिया प्रत्येक डेल्टा मान के लिए दोहराई जाती है, और पुनर्निर्मित एनालॉग सिग्नल प्राप्त होता है।

डिजिटल संचार में अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन (Adaptive Delta Modulation in Digital Communications)

अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन (ADM) डिजिटल संचार में प्रयुक्त एक तकनीक है जो ट्रांसमिट किए गए सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार करती है। यह डेल्टा मॉड्यूलेशन (DM) का एक रूपांतर है, जो एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण का एक सरल और कुशल तरीका है।

संचालन का सिद्धांत (Principle of Operation)

ADM इनपुट सिग्नल की विशेषताओं के आधार पर DM क्वांटाइज़र के स्टेप साइज़ को अनुकूलित करके काम करता है। जब इनपुट सिग्नल तेजी से बदल रहा होता है तो स्टेप साइज़ बढ़ा दिया जाता है, और जब वह धीरे-धीरे बदल रहा होता है तो स्टेप साइज़ घटा दिया जाता है। यह ADM को इनपुट सिग्नल को अधिक सटीक रूप से दर्शाने की अनुमति देता है, जिससे सिग्नल की गुणवत्ता में सुधार होता है।

ADM के लाभ (Advantages of ADM)

DM की तुलना में ADM कई लाभ प्रदान करता है, जिनमें शामिल हैं:

• बेहतर सिग्नल गुणवत्ता: ADM, DM द्वारा पेश किए गए विरूपण को कम करता है, जिससे इनपुट सिग्नल की अधिक सटीक प्रतिनिधित्व मिलती है।
• कम मात्रात्मक शोर: ADM, DM द्वारा पेश किए गए मात्रात्मक शोर की मात्रा को कम करता है, जिससे सिग्नल स्वच्छ होता है।
• बढ़ा हुआ गतिशील सीमा: DM की तुलना में ADM अधिक विस्तृत स्तर के इनपुट सिग्नल को संभाल सकता है, जिससे यह अधिक बहुपयोगी होता है।
• अनुकूली प्रकृति: ADM इनपुट सिग्नल के आधार पर अपने चरण आकार को स्वचालित रूप से समायोजित करता है, जिससे यह अधिक कुशल और प्रभावी होता है।

ADM के अनुप्रयोग

ADM का उपयोग विभिन्न डिजिटल संचार अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• भाषा कोडिंग: डिजिटल नेटवर्क पर संचरण के लिए भाषा सिग्नलों को एन्कोड करने के लिए ADM का उपयोग किया जाता है।
• छवि कोडिंग: डिजिटल नेटवर्क पर संचरण के लिए छवियों को एन्कोड करने के लिए ADM का उपयोग किया जाता है।
• वीडियो कोडिंग: डिजिटल नेटवर्क पर संचरण के लिए वीडियो सिग्नलों को एन्कोड करने के लिए ADM का उपयोग किया जाता है।
• डेटा संचरण: डिजिटल नेटवर्क पर डेटा संचारित करने के लिए ADM का उपयोग किया जाता है।

अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन (ADM) डिजिटल संचार में संचरित सिग्नलों की गुणवत्ता में सुधार के लिए उपयोग की जाने वाली एक शक्तिशाली तकनीक है। यह डेल्टा मॉड्यूलेशन (DM) की तुलना में कई लाभ प्रदान करता है, जिनमें बेहतर सिग्नल गुणवत्ता, कम मात्रात्मक शोर, बढ़ी हुई गतिशील सीमा और अनुकूली प्रकृति शामिल हैं। ADM का उपयोग भाषा कोडिंग, छवि कोडिंग, वीडियो कोडिंग और डेटा संचरण सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन के बीच अंतर

डेल्टा मॉड्यूलेशन (DM) और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन (ADM) डिजिटल संचार प्रणालियों में उपयोग होने वाली दो मॉड्यूलेशन तकनीकें हैं जो एनालॉग संकेतों को संचारित करने के लिए प्रयोग की जाती हैं। दोनों तकनीकें एनालॉग संकेत को दर्शाने के लिए एक सरल एक-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग करती हैं, लेकिन ADM संकेत की बदलती विशेषताओं के अनुरूप ढलने के लिए परिवर्तनीय स्टेप साइज़ का उपयोग करती है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन की तुलना

निम्न तालिका डेल्टा मॉड्यूलेशन और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन के बीच प्रमुख अंतरों को संक्षेप में प्रस्तुत करती है:

डेल्टा मॉड्यूलेशन और अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन डिजिटल संचार प्रणालियों में उपयोग होने वाली दो महत्वपूर्ण मॉड्यूलेशन तकनीकें हैं। डेल्टा मॉड्यूलेशन एक सरल तकनीक है जिसे कार्यान्वित करना आसान है, लेकिन इसे स्लोप ओवरलोड की समस्या हो सकती है। अनुकूली डेल्टा मॉड्यूलेशन एक अधिक जटिल तकनीक है, लेकिन यह संकेत गुणवत्ता और शोर-व्यतिकरण के प्रति मजबूती के मामले में बेहतर प्रदर्शन देती है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन FAQs

डेल्टा मॉड्यूलेशन क्या है?

डेल्टा मॉड्यूलेशन एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण का एक सरल रूप है जो वर्तमान सैंपल और पिछले सैंपल के बीच के अंतर को दर्शाने के लिए 1-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग करता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन कैसे काम करता है?

डेल्टा मॉड्यूलेशन वर्तमान नमूने की तुलना पिछले नमूने से करता है और 1-बिट आउटपुट उत्पन्न करता है जो दर्शाता है कि वर्तमान नमूना पिछले नमूने से बड़ा है या छोटा। यह आउटपुट फिर रिसीवर पर मूल सिग्नल को पुनः निर्मित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन के क्या लाभ हैं?

डेल्टा मॉड्यूलेशन एक सरल और सस्ता एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण है जिसे उच्च-रेज़ोल्यूशन क्वांटाइज़र की आवश्यकता नहीं होती। यह शोर और हस्तक्षेप के प्रति अपेक्षाकृत प्रतिरोधी भी है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन के क्या नुकसान हैं?

डेल्टा मॉड्यूलेशन स्लोप ओवरलोड से पीड़ित हो सकता है, जो तब होता है जब वर्तमान नमूने और पिछले नमूने के बीच अंतर इतना बड़ा हो कि एकल बिट द्वारा प्रस्तुत नहीं किया जा सके। इससे पुनः निर्मित सिग्नल में विरूपण हो सकता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन के कुछ अनुप्रयोग क्या हैं?

डेल्टा मॉड्यूलेशन विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• वॉयस कोडिंग
• इमेज कोडिंग
• डेटा ट्रांसमिशन
• इंस्ट्रुमेंटेशन

डेल्टा मॉड्यूलेशन के कुछ विकल्प क्या हैं?

डेल्टा मॉड्यूलेशन के कई विकल्प हैं, जिनमें शामिल हैं:

• पल्स कोड मॉड्यूलेशन (PCM)
• डिफरेंशियल पल्स कोड मॉड्यूलेशन (DPCM)
• एडेप्टिव डिफरेंशियल पल्स कोड मॉड्यूलेशन (ADPCM)
• सिग्मा-डेल्टा मॉड्यूलेशन

कौन-सी डेल्टा मॉड्यूलेशन तकनीक बेहतर है, प्राकृतिक या अनुकूली?

एडेप्टिव डेल्टा मॉड्यूलेशन (ADM) को आमतौर पर नेचुरल डेल्टा मॉड्यूलेशन (NDM) से बेहतर माना जाता है क्योंकि यह बदलती सिग्नल स्थितियों के अनुकूल हो सकता है। ADM एक परिवर्तनीय स्टेप साइज़ का उपयोग करता है जिसे इनपुट सिग्नल की विशेषताओं के आधार पर समायोजित किया जाता है। यह ADM को NDM की तुलना में उच्चतर सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात (SNR) प्राप्त करने की अनुमति देता है।

डेल्टा मॉड्यूलेशन और पल्स कोड मॉड्यूलेशन के बीच क्या अंतर है?

डेल्टा मॉड्यूलेशन और पल्स कोड मॉड्यूलेशन (PCM) दोनों एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण तकनीकें हैं। हालांकि, डेल्टा मॉड्यूलेशन वर्तमान सैंपल और पिछले सैंपल के बीच के अंतर को दर्शाने के लिए 1-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग करता है, जबकि PCM वर्तमान सैंपल के वास्तविक मान को दर्शाने के लिए मल्टी-बिट क्वांटाइज़र का उपयोग करता है। यह डेल्टा मॉड्यूलेशन को PCM की तुलना में सरल और कम खर्चीला बनाता है, लेकिन इससे सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात भी कम हो जाता है।