коммуникация. FMBroadcastDemodulator

Демодулируйте широковещательно передает сигнал FM

Описание

Система comm.FMBroadcastDemodulator object™ демодулирует комплексный основополосный сигнал FM и фильтрует сигнал с фильтром de-акцента, чтобы произвести звуковой сигнал. Если свойство Stereo установлено в true, объект выполняет декодирование стерео. Если свойство RBDS установлено в true, объект также демодулирует форму волны RDS/RBDS. Для получения дополнительной информации см. Алгоритмы.

Демодулировать комплексный основополосный сигнал FM:

Задайте и настройте объект comm.FMBroadcastDemodulator. Смотрите Конструкцию.
Вызовите step, чтобы демодулировать комплексный основополосный сигнал FM согласно свойствам comm.FMBroadcastDemodulator.

Примечание

При запуске в R2016b, вместо того, чтобы использовать метод step, чтобы выполнить операцию, заданную Системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как будто это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Конструкция

fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator создает Системный объект демодулятора, fmbDemod, та частота демодулирует входной сигнал.

fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator(Name,Value) создает объект демодулятора FM, fmbDemod, с каждым заданным набором свойства Name к заданному Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator(MOD) создает объект демодулятора FM, fmbDemod, свойства которого определяются соответствующим объектом модулятора FM, MOD.

Свойства

`SampleRate`	Частота дискретизации (Гц) входного сигнала Задайте частоту дискретизации входного сигнала в Гц как положительный действительный скаляр. Значением по умолчанию является `240e3`. Это свойство является ненастраиваемым.
`FrequencyDeviation`	Пиковое отклонение частоты выходного сигнала (Гц) Задайте отклонение частоты демодулятора FM в Гц как положительный действительный скаляр. Значением по умолчанию является `75e3`. Системная пропускная способность равна дважды сумме отклонения частоты и пропускной способности сообщения. Стандарты телерадиовещания FM задают значение 75 кГц в Соединенных Штатах и 50 кГц в Европе. Это свойство является ненастраиваемым.
`FilterTimeConstant`	Временная константа фильтра (фильтров) de-акцента Укажите, что de-акцент lowpass фильтрует временную константу как положительный действительный скаляр. Значением по умолчанию является `7.5e-05`. Стандарты телерадиовещания FM задают значение 75 μs в Соединенных Штатах и 50 μs в Европе. Это свойство является ненастраиваемым.
`AudioSampleRate`	Частота дискретизации звука выходного сигнала (Гц) Задайте выходную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр. Значением по умолчанию является `48000`. Это свойство является ненастраиваемым.
`PlaySound`	Отметьте, чтобы включить или отключить воспроизведение звука Чтобы воспроизвести выходной сигнал на аудио устройстве по умолчанию, установите это свойство на `true`. Значением по умолчанию является `false`. Это свойство является ненастраиваемым.
`BufferSize`	Buffer size аудио устройства Задайте размер буфера (в выборках) что объектное использование, чтобы связаться с аудио устройством как положительное скалярное целое число. Значением по умолчанию является `4096`. Это свойство доступно только, когда `PlaySound` является `true`. Это свойство является ненастраиваемым.
`Stereo`	Отметьте, чтобы включить или отключить аудио стерео Установите это свойство на `true` демодулировать стереофонический звуковой сигнал. Установите на `false`, если входной сигнал является монофоническим. Значением по умолчанию является `false`. Это свойство является ненастраиваемым.
`RBDS`	Отметьте, чтобы демодулировать форму волны RDS/RBDS Если `RBDS` установлен в `true`, второй вывод метода `step` является основополосной формой волны RDS/RBDS. Значением по умолчанию является `false`. Это свойство является ненастраиваемым.
`RBDSSamplesPerSymbol`	Сверхдискретизация фактора RDS/RBDS вывод Задайте количество выборок RDS/RBDS вывод как положительное целое число. Частота дискретизации RDS/RBDS дана `RBDSSamplesPerSymbol` × Гц `1187.5`. Согласно стандарту RDS/RBDS, частота дискретизации каждого бита составляет 1 187,5 Гц. Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете `RBDS` на `true`. Значение по умолчанию равняется 10.
`RBDSCostasLoop`	Опция, чтобы восстановить фазу сигнала RDS/RBDS Задайте, используется ли Схема Костаса, чтобы восстановить фазу сигнала RDS/RBDS. Установите эту опцию на `true` для радиостанций, которые не блокируют `57` kHz RDS/RBDS сигнал в фазе с третьей гармоникой `19` kHz экспериментальный тон. Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете `RBDS` на `true`. Значением по умолчанию является `false`.

Методы

информация	Отфильтруйте информацию о широковещательном демодуляторе FM
сброс	Сбросьте состояния широковещательного объекта демодулятора FM
шаг	Примените широковещательную демодуляцию FM

Характерный для всех системных объектов
`release`	Позвольте изменения значения свойства Системного объекта

Примеры

развернуть все

FM широковещательно передал сигнал передачи потокового аудио

Скрипт Open Live Script

Модулируйте и демодулируйте сигнал передачи потокового аудио с широковещательным модулятором FM и объектами демодулятора. Проигрывайте звуковой сигнал с помощью аудио устройства по умолчанию.

Примечание: Этот пример запускается только в R2016b или позже. Если вы используете более ранний релиз, заменяете каждый вызов функции с эквивалентным синтаксисом step. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).

Создайте Систему читателя звукового файла object™ и считайте файл guitartune.wav.

audio = dsp.AudioFileReader('guitartune.wav','SamplesPerFrame',4410);

Создайте широковещательный модулятор FM и объекты демодулятора. Установите свойство AudioSampleRate совпадать с частотой дискретизации входного сигнала. Установите свойство SampleRate демодулятора совпадать с заданной частотой дискретизации модулятора. Установите свойство PlaySound демодулятора к true включать воспроизведение звука.

fmbMod = comm.FMBroadcastModulator('AudioSampleRate',audio.SampleRate, ...
    'SampleRate',240e3);
fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator( ...
    'AudioSampleRate',audio.SampleRate, ...
    'SampleRate',240e3,'PlaySound',true);

Считайте аудиоданные в кадрах длины 4410, примените широковещательную модуляцию FM, демодулируйте FM, сигнализируют и воспроизводят аудиовход.

while ~isDone(audio)
    audioData = audio();
    modData = fmbMod(audioData);
    demodData = fmbDemod(modData);
end

FM модулирует и демодулирует форму волны RBDS

Открыть скрипт

Сгенерируйте основную форму волны RBDS, FM модулируют его со звуковым сигналом, и затем демодулируют его.

Примечание: Этот пример запускается только в R2017a или позже.

Создайте форму волны RBDS с 19 группами на кадр и 10 выборками на символ. Частота дискретизации формы волны RBDS дана 1187.5 x 10. Установите частоту дискретизации звука на 1187.5 x 40.

groupLen = 104;
sps = 10;
groupsPerFrame = 19;
rbdsFrameLen = groupLen*sps*groupsPerFrame;
afrRate = 40*1187.5;
rbdsRate = 1187.5*sps;
outRate = 4*57000;

afr = dsp.AudioFileReader('rbds_capture_47500.wav','SamplesPerFrame',rbdsFrameLen*afrRate/rbdsRate);
rbds = comm.RBDSWaveformGenerator('GroupsPerFrame',groupsPerFrame,'SamplesPerSymbol',sps);

fmMod = comm.FMBroadcastModulator('AudioSampleRate',afr.SampleRate,'SampleRate',outRate,...
    'Stereo',true,'RBDS',true,'RBDSSamplesPerSymbol',sps);
fmDemod = comm.FMBroadcastDemodulator('SampleRate',outRate,...
    'Stereo',true,'RBDS',true,'PlaySound',true);
scope = dsp.TimeScope('SampleRate',outRate,'YLimits',10^-2*[-1 1]);

Получите текущий аудиовход. Сгенерируйте информацию RBDS на том же сконфигурированном уровне как аудио. FM модулирует аудио стерео с информацией RBDS. Добавьте аддитивный белый Гауссов шум. FM демодулирует аудио и формы волны RBDS. Просмотрите формы волны в осциллографе времени.

for idx = 1:7
    input = afr();
    rbdsWave = rbds();
    yFM = fmMod([input input], rbdsWave);
    rcv = awgn(yFM, 40);
    [audioRcv, rbdsRcv] = fmDemod(rcv);
    scope(rbdsRcv);
end

Алгоритмы

Широковещательный демодулятор FM включает функциональность основополосного демодулятора FM, фильтрации de-акцента и способности получить стереофонические сигналы. Алгоритмы, которые управляют основной модуляцией FM и демодуляцией, покрыты comm.FMDemodulator.

Фильтрация

FM усиливает высокочастотный шум и ухудшает полное отношение сигнал-шум. Чтобы компенсировать, вещательные компании FM вставляют фильтр перед акцентом до модуляции FM, чтобы усилить высокочастотное содержимое. Получатель FM имеет взаимный фильтр de-акцента после демодулятора FM, чтобы ослабить высокочастотный шум и восстановить плоский спектр сигнала.

Фильтр перед акцентом имеет highpass характеристическую передаточную функцию, данную

$H_{p} (f) = 1 + j 2 π f τ_{s},$

где _τs является временной константой фильтра. Временная константа является 50 μs в Европе и 75 μs в Соединенных Штатах. Точно так же передаточной функцией для lowpass фильтра de-акцента дают

$H_{d} (f) = \frac{1}{1 + j 2 π f τ_{s}} .$

Для частоты дискретизации звука 44,1 кГц фильтр de-акцента имеет следующий ответ.

Стерео и FM RDS/RBDS — Мультиплексный Сигнал

FM широковещательно передал поддержки демодулятора стереофонические и монофонические операции. Поддерживать передачу стерео, левое (L) и право (R) информация о канале (L+R) присвоено моно фрагменту спектра (от 0 до 15 кГц). Информацией (L-R) является амплитуда, модулируемая на область на 23 - 53 кГц основополосного спектра с помощью сигнала поднесущей на 38 кГц. Экспериментальный тон на уровне 19 кГц в мультиплексированном сигнале позволяет получателю FM когерентно демодулировать сигналы RDS/RBDS и стерео.

Вот спектр мультиплексного основополосного сигнала, m(t).

m(t) дают

$m (t) = C_{0} [L (t) + R (t)] + C_{1} потому что (2 π \times 19 k H z \times t) + C_{0} [L (t) - R (t)] потому что (2 π \times 38 k H z \times t) + C_{2} R B D S (t) потому что (2 π \times 57 k H z \times t),$

где _C0, _C1 и _C2 являются усилениями. Чтобы сгенерировать соответствующий уровень модуляции, эти усиления масштабируют амплитуды (L(t) ±R(t)) сигналы, экспериментальный тон на 19 кГц и поднесущая RDS/RBDS, соответственно.

Демодулятор применяет m(t) к трем полосовым фильтрам с центральными частотами в 19, 38, и 57 кГц, и к фильтру lowpass с частотой среза на 3 дБ 15 кГц. Полосовой фильтр на 19 кГц извлекает экспериментальный тон от модулируемого сигнала. Восстановленный экспериментальный тон удвоен и утроен в частоте, чтобы произвести сигналы на 57 кГц и на 38 кГц, которые демодулируют (L – R) и сигналы RDS/RBDS, соответственно. Чтобы сгенерировать масштабированную версию левых и правых каналов, которые производят звук стерео, (L + R) и (L – R), сигналы добавлены и вычтены. Сигнал RDS/RBDS восстанавливается путем смешивания с сигналом на 57 кГц.

Вот блок-схема широковещательного демодулятора FM.

Ограничения

Входная длина должна быть целочисленным кратным свойство AudioDecimationFactor. Если RBDS установлен в true, входная длина, кроме того, должна быть целочисленным кратным RBDSDecimationFactor. Для получения дополнительной информации об этих двух свойствах см. метод info.

Ссылки

[1] Chakrabarti, я. H. и Hatai, я. “Новый Высокоэффективный Цифровой Модулятор FM и Демодулятор для Программно определяемого Радио и Его Реализации FPGA”. Международный журнал Реконфигурируемого Вычисления. Издание 2011, № 10.1155/2011, 2011, p. 10.

[2] Taub, Герберт и Дональд Л. Шиллинг. Принципы Систем связи. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1971, стр 142–155.

[3] Der, Лоуренс. “Пример по Модуляции частоты (FM)”. Пример FM. Silicon Laboratories Inc., стр 4–8.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Смотрите также

Системные объекты

comm.FMBroadcastModulator | comm.FMDemodulator | comm.FMModulator | comm.RBDSWaveformGenerator

Блоки

Широковещательная основная полоса демодулятора FM | Широковещательная основная полоса модулятора FM

Документация

коммуникация. FMBroadcastDemodulator

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

FM широковещательно передал сигнал передачи потокового аудио

FM модулирует и демодулирует форму волны RBDS

Алгоритмы

Фильтрация

Стерео и FM RDS/RBDS — Мультиплексный Сигнал

Ограничения

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Системные объекты

Блоки

Представленный в R2015a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

коммуникация. FMBroadcastDemodulator

Описание

Примечание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

FM широковещательно передал сигнал передачи потокового аудио

FM модулирует и демодулирует форму волны RBDS

Алгоритмы

Фильтрация

Стерео и FM RDS/RBDS — Мультиплексный Сигнал

Ограничения

Ссылки

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Системные объекты

Блоки

Представленный в R2015a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.