Демодуляция методом FM
FMDemodulator Система object™ демодулирует ЧМ-модулированный сигнал.
Для демодуляции сигнала ЧМ:
Определение и настройка FMDemodulator объект. См. раздел Строительство.
Звонить step для демодуляции ЧМ сигнала в соответствии со свойствами comm.FMDemodulator. Поведение step относится к каждому объекту на панели инструментов.
Примечание
Начиная с R2016b, вместо использования step для выполнения операции, определенной системным object™, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.
H = comm.FMDemodulator создает объект системы демодулятора, Hэта частота демодулирует входной сигнал.
H = comm.FMDemodulator(mod) создает объект демодулятора ЧМ, свойства которого определяются соответствующим объектом модулятора ЧМ, mod.
H = comm.FMDemodulator( создает объект демодулятора FM с каждым заданным свойством Name,Value)Name установить в указанное значение Value. Name должен отображаться внутри отдельных кавычек. Можно указать дополнительные аргументы пары имя-значение в любом порядке как (Name1,Value1,...,NameN,ValueN).
|
Пиковое отклонение частоты выходного сигнала (Гц) Задайте отклонение частоты ЧМ-демодулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию: |
|
Частота дискретизации входного сигнала (Гц) Укажите частоту дискретизации в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию: |
| шаг | Применяет демодуляцию основной полосы частот FM |
| 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.
Модулировать и демодулировать синусоидальный сигнал. Постройте график демодулированного сигнала и сравните его с исходным сигналом.
Задайте параметры примера.
fs = 100; % Sample rate (Hz) ts = 1/fs; % Sample period (s) fd = 25; % Frequency deviation (Hz)
Создайте синусоидальный входной сигнал длительностью 0,5 с и частотой 4 Гц.
t = (0:ts:0.5-ts)'; x = sin(2*pi*4*t);
Создание объектов системы FM-модулятора и демодулятора.
fmmod = comm.FMModulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd); fmdemod = comm.FMDemodulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);
ЧМ модулирует входной сигнал и строит график его реальной части. Видно, что частота модулированного сигнала изменяется с амплитудой входного сигнала.
y = fmmod(x); plot(t,[x real(y)])
Демодулируйте ЧМ-модулированный сигнал.
z = fmdemod(y);
Постройте график входных и демодулированных сигналов. Выходной сигнал демодулятора точно совпадает с входным сигналом.
plot(t,x,'r',t,z,'ks') legend('Input Signal','Demod Signal') xlabel('Time (s)') ylabel('Amplitude')
Создайте object™ системы демодулятора ЧМ из объекта модулятора ЧМ. Модулировать и демодулировать аудиоданные, загруженные из файла, и сравнивать спектр для демодулированных данных и входных данных.
Задайте параметры примера.
fd = 50e3; % Frequency deviation (Hz) fs = 300e3; % Sample rate (Hz)
Создайте объект системы модулятора FM.
mod = comm.FMModulator('FrequencyDeviation',fd,'SampleRate',fs);
Создайте сопутствующий объект демодулятора, используя объект модулятора для его конфигурирования.
demod = comm.FMDemodulator(mod);
Убедитесь, что свойства двух системных объектов идентичны.
mod
mod =
comm.FMModulator with properties:
SampleRate: 300000
FrequencyDeviation: 50000
demod
demod =
comm.FMDemodulator with properties:
SampleRate: 300000
FrequencyDeviation: 50000
Загрузка аудиоданных в структурную переменную, S.
S = load('handel.mat');
data = S.y;
fsamp = S.Fs;Создайте объект System анализатора спектра.
specanalyzer = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',fsamp,'ShowLegend',true);
ЧМ модулируют и демодулируют аудиоданные.
modData = mod(data); demodData = demod(modData);
Убедитесь, что график спектра входных данных (канал 1) выровнен с графиком спектра демодулированных данных (канал 2).
specanalyzer([data demodData])
Воспроизведение аудиофайла после применения ЧМ модуляции и демодуляции. В примере используются характеристики System objects™ для обработки данных в потоковом режиме.
Загрузите аудиофайл, guitartune.wav, используя объект чтения аудиофайлов.
AUDIO = dsp.AudioFileReader... ('guitartune.wav','SamplesPerFrame',4410);
Создание объекта устройства записи звука для воспроизведения звука.
AUDIOPLAYER = audioDeviceWriter;
Создайте объекты модулятора и демодулятора, имеющие свойства по умолчанию.
MOD = comm.FMModulator; DEMOD = comm.FMDemodulator;
Считывание аудиоданных, модуляция ЧМ, демодуляция ЧМ и воспроизведение демодулированного сигнала. z.
while ~isDone(AUDIO) x = step(AUDIO); % Read audio data y = step(MOD,x); % FM modulate z = step(DEMOD,y); % FM demodulate step(AUDIOPLAYER,z); % Playback the demodulated signal end
Модулировать и демодулировать синусоидальный сигнал. Постройте график демодулированного сигнала и сравните его с исходным сигналом.
Задайте параметры примера.
fs = 100; % Sample rate (Hz) ts = 1/fs; % Sample period (s) fd = 25; % Frequency deviation (Hz)
Создайте синусоидальный входной сигнал длительностью 0,5 с и частотой 4 Гц.
t = (0:ts:0.5-ts)'; x = sin(2*pi*4*t);
Создание объектов системы FM-модулятора и демодулятора.
fmmod = comm.FMModulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd); fmdemod = comm.FMDemodulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);
ЧМ модулирует входной сигнал и строит график его реальной части. Видно, что частота модулированного сигнала изменяется с амплитудой входного сигнала.
y = fmmod(x); plot(t,[x real(y)])
Демодулируйте ЧМ-модулированный сигнал.
z = fmdemod(y);
Постройте график входных и демодулированных сигналов. Выходной сигнал демодулятора точно совпадает с входным сигналом.
plot(t,x,'r',t,z,'ks') legend('Input Signal','Demod Signal') xlabel('Time (s)') ylabel('Amplitude')
[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.
Представляют частотно-модулированный сигнал полосы пропускания Y (t), как
(
где A - амплитуда несущей, fc - частота несущей, x (start) - входной сигнал основной полосы частот, а fΔ - отклонение частоты в Гц. Отклонение частоты представляет собой максимальный сдвиг от fc в одном направлении, предполагая | x (t) | ≤ 1.
ЧМ-сигнал основной полосы может быть получен из представления полосы пропускания путем его преобразования с понижением частоты на fc, так что
e−j4πfct−j2πfΔ 0tx (τ) dτ].
Удаление компонента при -2fc из ys (t) оставляет представление сигнала основной полосы y (t), которое выражается как
(
Выражение для y (t) переписывается как
t),
где (τ) dτ, который подразумевает, что входной сигнал - чешуйчатая версия производной фазы, ϕ (t).
Демодулятор задержки основной полосы используется для восстановления входного сигнала от y (t).
Задержанная и сопряженная копия принятого сигнала вычитается из самого сигнала,
[
где T - период выборки. В дискретных терминах wn = w (nT) и
Сигнал vn является аппроксимированной производной, такой, что vn ≈ xn.