коммуникация. FMBroadcastModulator

Модуляция широковещательного ЧМ-сигнала

Описание

comm.FMBroadcastModulator Система object™ предварительно выделяет аудиосигнал и модулирует его на ЧМ-сигнал основной полосы частот. Если Stereo свойство имеет значение trueобъект модулирует вход звука (L-R) в диапазоне 38 кГц в дополнение к его модуляции в основной полосе (L + R). Если RBDS свойство имеет значение trueобъект модулирует сигнал RDS/RBDS основной полосы частот на частоте 57 кГц. Дополнительные сведения см. в разделе Алгоритмы.

Для FM-модуляции звукового сигнала:

Определение и настройка comm.FMBroadcastModulator объект. См. раздел Строительство.
Звонить step для применения широковещательной ЧМ модуляции к звуковому сигналу в соответствии со свойствами comm.FMBroadcastModulator.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной объектом System, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.

Строительство

fmbMod = comm.FMBroadcastModulator создает объект системы модулятора, fmbModэта частота модулирует входной сигнал.

fmbMod = comm.FMBroadcastModulator(demod) создает объект широковещательного ЧМ-модулятора, свойства которого определяются соответствующим объектом широковещательного ЧМ-демодулятора, demod.

fmbMod = comm.FMBroadcastModulator(Name,Value) создает широковещательный объект FM-модулятора с каждым заданным свойством Name установить в указанное значение Value. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).

Свойства

`SampleRate`	Частота дискретизации выходного сигнала (Гц) Укажите частоту дискретизации выходного сигнала в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию: `240e3`. Это свойство не настраивается.
`FrequencyDeviation`	Пиковое отклонение частоты выходного сигнала (Гц) Задайте отклонение частоты ЧМ-модулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию: `75e3`. Пропускная способность системы равна удвоенной сумме отклонения частоты и пропускной способности сообщения. Стандарты ЧМ-вещания определяют значение 75 кГц в США и 50 кГц в Европе. Это свойство не настраивается.
`FilterTimeConstant`	Фильтрация констант времени В качестве положительного вещественного скаляра укажите константу времени фильтра верхних частот перед ударением. Стандарты ЧМ-вещания определяют значение 75 мкс в США и 50 мкс в Европе. Значение по умолчанию: `7.5e-05`. Свойство не настраивается.
`AudioSampleRate`	Частота дискретизации входного аудиосигнала (Гц) Укажите частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию: `48000`. Это свойство не настраивается.
`Stereo`	Флаг для установки стереоопераций Установить для этого свойства значение `true` если вход является стереофоническим звуковым сигналом. Установить в значение `false` если входной сигнал монофонический. Значение по умолчанию: `false`. Это свойство не настраивается.
`RBDS`	Флаг для модуляции формы сигнала RDS/RBDS Если `RBDS` имеет значение true, `step` способ принимает сигнал RDS/RBDS основной полосы частот в качестве своего второго входа, и объект модулирует сигнал на частоте 57 кГц. Значение по умолчанию: `false`. Это свойство не настраивается.
`RBDSSamplesPerSymbol`	Коэффициент избыточной дискретизации входа RDS/RBDS Укажите число выборок на символ RDS/RBDS как положительное целое число. Частота выборки RDS/RBDS определяется `RBDSSamplesPerSymbol` × `1187.5` Гц. Согласно стандарту RDS/RBDS частота дискретизации каждого бита составляет 1187,5 Гц. Это свойство применяется только при установке `RBDS` кому `true`. Значение по умолчанию - 10.

Методы

информация	Фильтрация информации о модуляторе ЧМ-вещания
шаг	Применение модуляции ЧМ-вещания

Общие для всех системных объектов
`release`	Разрешить изменение значения свойства объекта системы
`reset`	Сброс внутренних состояний объекта System

При использовании resetэтот способ сбрасывает подоконный суффикс с последнего символа в ранее обработанном кадре.

Примеры

свернуть все

FM-трансляция потокового аудиосигнала

Открыть сценарий в реальном времени

Модулировать и демодулировать потоковый аудиосигнал с помощью модулятора ЧМ-вещания и объектов демодулятора. Воспроизведение звукового сигнала с помощью аудиоустройства по умолчанию.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздних версиях. При использовании более ранней версии замените каждый вызов функции эквивалентным step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).

Создание системного object™ для чтения аудиофайлов и чтение файла guitartune.wav.

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

Создание модулятора ЧМ-вещания и объектов демодулятора. Установите AudioSampleRate для соответствия частоте дискретизации входного сигнала. Установите SampleRate свойство демодулятора соответствовать заданной частоте дискретизации модулятора. Установите PlaySound свойство демодулятора true для включения воспроизведения звука.

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

Считывайте аудиоданные в кадрах длиной 4410, применяйте модуляцию ЧМ-вещания, демодулируйте ЧМ-сигнал и воспроизводите входной аудиосигнал.

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

Модуляция FM и демодуляция сигнала RBDS

Открыть сценарий

Генерируют основную форму сигнала RBDS, FM модулируют его звуковым сигналом, а затем демодулируют.

Примечание.Этот пример выполняется только в R2017a или более поздних версиях.

Создайте форму сигнала RBDS с 19 группами на кадр и 10 выборками на символ. Частота дискретизации формы сигнала RBDS равна 1187,5 x 10. Установите частоту дискретизации звука 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 = timescope('SampleRate',outRate,'YLimits',10^-2*[-1 1]);

Получение текущего входного звукового сигнала. Создание информации RBDS с той же настроенной скоростью, что и аудио. FM модулирует стереозвук с помощью информации RBDS. Добавить добавочный белый гауссов шум. ЧМ демодулируют звуковые сигналы и сигналы RBDS. Просмотрите формы сигналов во временном диапазоне.

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

Модулятор ЧМ-вещания включает в себя функциональные возможности модулятора ЧМ основной полосы частот, фильтрацию с предварительным ударением и возможность передачи стереофонических сигналов. Алгоритмы, которые управляют базовой ЧМ модуляцией и демодуляцией, описаны в comm.FMModulator.

Фильтрация

ЧМ усиливает высокочастотный шум и ухудшает общее отношение сигнал/шум. Для компенсации, ЧМ вещатели вставляют фильтр предварительного подчеркивания перед ЧМ модуляцией для усиления высокочастотного содержимого. ЧМ-приемник имеет фильтр обратного снятия акцента после ЧМ-демодулятора для ослабления высокочастотного шума и восстановления плоского спектра сигнала.

Фильтр предварительного подчеркивания имеет функцию передачи характеристик верхних частот, заданную

$_{Hp} (f) = 1 +_{}$ j2.dfü s,

где _{λ s} - постоянная времени фильтра. Постоянная времени составляет 50 мкс в Европе и 75 мкс в США. Аналогично, передаточная функция для фильтра снятия акцента нижних частот задается

$_{Hd} (f) \frac{}{= 11 +_{}}$ j2āfü s.

Независимо от частоты дискретизации звука сигнал преобразуется в выходную частоту дискретизации 152 кГц. Для частоты дискретизации звука 44,1 кГц фильтр предварительного подчеркивания имеет следующий отклик.

Стерео и RDS/RBDS FM - мультиплексный сигнал

Модулятор ЧМ-вещания поддерживает стереофонические и монофонические операции. Для поддержки стереопередачи информация левого (L) и правого (R) каналов (L + R) назначается моночастям спектра (от 0 до 15 кГц). Информация (L-R) модулируется по амплитуде в области от 23 до 53 кГц спектра основной полосы частот с использованием сигнала поднесущей 38 кГц. Тон пилот-сигнала на частоте 19 кГц в мультиплексированном сигнале позволяет ЧМ-приемнику когерентно демодулировать стереосигналы и сигналы RDS/RBDS. Вот спектр мультиплексного сигнала основной полосы частот.

Здесь представлена блок-схема модулятора ЧМ-вещания, который используется для генерации мультиплексного сигнала основной полосы частот. L (t) и R (t) обозначают сигналы временной области из левого и правого каналов. RBDS (t) обозначает форму сигнала во временной области сигнала RDS/RBDS.

Мультиплексный сигнал сообщения, m (t) задается

$m (t)_{=} C0 [L (t) +_{R} (t)] + C1cos ({2δ}_{} \times 19kHz \times t) + C0 [L (t) - R_{} (t)] cos (2λ \times 38kHz \times t$ ) + C2RBDS (t) cos (2λ × 57kHz × t),

где _C0, _C1 и _C2 - это выигрыш. Для генерации соответствующего уровня модуляции эти коэффициенты усиления масштабируют амплитуды сигналов (L (t) ± R (t)), пилот-тона 19 кГц и поднесущей RDS/RBDS соответственно.

Ограничения

Если RBDS является true, входы аудио и RDS/RBDS должны удовлетворять следующему уравнению:

$\frac{}{audioLgthaudioSampleRate} \frac{=}{}$ RBDSLengthRBDSSampleRate
Входная длина звукового сигнала должна быть кратна целому числу AudioDecimationFactor собственность. Длина входного сигнала RDS/RBDS должна быть кратна целому числу RBDSDecimationFactor собственность. Дополнительные сведения об этих двух свойствах см. в разделе info способ.

Ссылки

[1] Чакрабарти, И. Х., и Хатай, И. «Новый высокопроизводительный цифровой ЧМ-модулятор и демодулятор для программно-определяемого радио и его реализации FPGA». Международный журнал реконфигурируемых вычислений. т. 2011, № 10.1155/2011, 2011, с. 10.

[2] Тауб, Герберт и Дональд Л. Шиллинг. Принципы работы систем связи. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1971, стр. 142-155.

[3] Дер, Лоуренс. «Учебное пособие по частотной модуляции (FM)». Учебное пособие по FM. Silicon Laboratories Inc., стр. 4-8.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

Примечания и ограничения по использованию:

См. Системные объекты в создании кода MATLAB (кодер MATLAB).

См. также

Объекты

comm.FMBroadcastDemodulator | comm.FMDemodulator | comm.FMModulator | comm.RBDSWaveformGenerator

Блоки

FM широковещательный демодулятор основной полосы частот | Модулятор вещания FM, основная полоса частот

Представлен в R2015a

Документация

коммуникация. FMBroadcastModulator

Описание

Строительство

Свойства

Методы

Примеры

FM-трансляция потокового аудиосигнала

Модуляция FM и демодуляция сигнала RBDS

Алгоритмы

Фильтрация

Стерео и RDS/RBDS FM - мультиплексный сигнал

Ограничения

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Объекты

Блоки

Документация по инструментам связи

Поддержка

Документация

коммуникация. FMBroadcastModulator

Описание

Строительство

Свойства

Методы

Примеры

FM-трансляция потокового аудиосигнала

Модуляция FM и демодуляция сигнала RBDS

Алгоритмы

Фильтрация

Стерео и RDS/RBDS FM - мультиплексный сигнал

Ограничения

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Объекты

Блоки

Документация по инструментам связи

Поддержка

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™