Демодуляция с использованием широковещательного ЧМ-метода
Модуляция > Модуляция аналоговой основной полосы
Блок основной полосы частот широковещательного демодулятора ЧМ демодулирует комплексный ЧМ-сигнал основной полосы частот с использованием способа сопряженной задержки и фильтрует сигнал с использованием фильтра снятия акцента. Для демодуляции стереозвука с использованием частоты 38 кГц включите стереодетодуляцию. Для демодуляции сигналов RBDS из диапазона 57 кГц включите демодуляцию RBDS.
Укажите частоту дискретизации входного сигнала как положительный действительный скаляр.
Задайте отклонение частоты модулятора в Гц как положительный действительный скаляр. 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.
В качестве положительного вещественного скаляра укажите константу времени фильтра нижних частот в секундах. Стандарты ЧМ-вещания определяют значение 75 мкс в США и 50 мкс в Европе.
Укажите выходную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр.
Установите этот флажок для воспроизведения звука с аудиоустройства по умолчанию.
Укажите размер буфера, используемого блоком для связи с аудиоустройством, в качестве положительного целого скаляра. Этот параметр доступен, только если установлен флажок Воспроизведение аудиоустройства.
Установите этот флажок, чтобы включить демодуляцию стереофонического звукового сигнала. Если не выбран, предполагается, что звуковой сигнал является монофоническим.
Установите этот флажок для демодуляции сигнала RBDS из входного комплексного сигнала FM основной полосы. По умолчанию этот флажок не установлен.
Укажите число выборок вывода RBDS как положительное целое число. Частота выборок RBDS задается числом выборок на символ RBDS × 1187.5 Гц. Согласно стандарту RBDS частота дискретизации каждого бита составляет 1187,5 Гц.
Этот параметр появляется при установке флажка демодуляции RBDS.
Значение по умолчанию - 10.
Укажите, используется ли цикл Costas для восстановления фазы сигнала RBDS. Установите этот флажок для радиостанций, которые не блокируют 57 Сигнал кГц RBDS по фазе с третьей гармоникой 19 Пилотный тональный сигнал кГц.
Этот параметр появляется при установке флажка демодуляции RBDS.
По умолчанию этот флажок не установлен.
Выберите тип выполняемого моделирования.
Code generation. Моделирование модели с помощью генерации кода C. При первом запуске моделирования Simulink генерирует код C для блока. Код C используется повторно для последующего моделирования, если модель не изменяется. Этот параметр требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более высокую скорость моделирования, чем Interpreted execution.
Interpreted execution. Моделирование модели с помощью интерпретатора MATLAB. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость моделирования, чем Code generation.
Демодулятор ЧМ-вещания включает в себя функциональные возможности демодулятора ЧМ основной полосы частот, фильтрацию снятия акцента и возможность приема стереофонических сигналов. Алгоритмы, которые управляют базовой ЧМ модуляцией и демодуляцией, описаны в comm.FMDemodulator.
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
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
j2āfü s.
Для частоты дискретизации звука 44,1 кГц фильтр снятия акцента имеет следующий отклик.
Демодулятор 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 m (t).
m (t) задается
) + 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.
Демодулятор применяет m (t) к трем полосовым фильтрам с центральными частотами на 19, 38 и 57 кГц и к фильтру нижних частот с частотой отсечки 3-dB 15 кГц. Полосовой фильтр 19 кГц выделяет тон пилот-сигнала из модулированного сигнала. Восстановленный тон пилот-сигнала удваивается и утрояется по частоте для получения сигналов 38 кГц и 57 кГц, которые демодулируют сигналы (L-R) и RDS/RBDS соответственно. Для формирования масштабированной версии левого и правого каналов, которые производят стереозвук, добавляются и вычитаются сигналы (L + R) и (L-R). Сигнал RDS/RBDS восстанавливается смешением с сигналом 57 кГц.
Ниже приведена блок-схема демодулятора ЧМ-вещания.
Загрузка входного аудиофайла, модуляция и демодуляция с использованием блоков ЧМ-вещания. Сравните спектр входного сигнала со спектром демодулированного сигнала.
Откройте окно doc_fmbroadcast модель.
Запустите модель. Спектр ЧМ-сигнала основной полосы ослабляется на более высоких частотах относительно исходной формы сигнала.
Поэкспериментируйте с моделью путем изменения параметров частотного отклонения (Гц) и временной константы (констант) фильтра предварительного акцентирования на модуляторе и демодуляторе и наблюдайте за воздействием на спектр ЧМ-сигнала.
Длина входа должна быть кратна целому числу коэффициента прореживания звука. Если установлен флажок демодуляции RBDS, длина входа дополнительно должна быть кратной целому числу коэффициента прореживания RBDS.
| Порт | Поддерживаемые типы данных |
|---|---|
| Вход сигнала |
|
| Выход сигнала |
|
[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.