comm.FMBroadcastDemodulator
Демодулируйте сигнал FM радиовещания
Описание
The comm.FMBroadcastDemodulator Система object™ демодулирует комплексный сигнал FM основной полосы частот и фильтрует сигнал с помощью фильтра деления акцента, чтобы получить аудиосигнал. Если на Stereo для свойства задано значение trueобъект выполняет стереодекодирование. Если на RBDS для свойства задано значение trueобъект также демодулирует RDS/RBDS сигнал. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритмы».
Для демодуляции комплексного сигнала FM основной полосы частот:
Определите и настройте
comm.FMBroadcastDemodulatorобъект. См. «Конструкция».Функции
stepдемодулирует комплексный сигнал FM полосы частот в соответствии со свойствамиcomm.FMBroadcastDemodulator.
Примечание
Начиная с R2016b, вместо использования step метод для выполнения операции, заданной системным объектом, можно вызвать объект с аргументами, как если бы это была функция. Для примера, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполнять эквивалентные операции.
Конструкция
fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator создает демодулятор Системного объекта, fmbDemod, эта частота демодулирует входной сигнал.
fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator( создает объект FM демодулятора, Name,Value)fmbDemod, с каждым заданным свойством Name установить на заданную Value. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).
fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator(MOD) создает объект FM демодулятора, fmbDemod, свойства которого определяются соответствующим объектом FM-модулятора, MOD.
Свойства
|
Выборка входного сигнала (Гц) Задайте частоту дискретизации входного сигнала в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию |
|
Пиковое отклонение частоты выхода сигнала (Гц) Задайте отклонение частоты FM-демодулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию |
|
Временная константа фильтра (ов) снятия акцента Задайте lowpass фильтра деудаления как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию |
|
Частота дискретизации звука сигнала выхода (Гц) Задайте выходную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию |
|
Флаг для включения или отключения воспроизведения звука Чтобы воспроизвести сигнал выхода на аудио устройство по умолчанию, установите это свойство равным |
|
Buffer size из аудио устройства Укажите размер буфера (в выборках), который объект использует для связи со аудио устройством в качестве положительного скалярного целого числа. Значение по умолчанию является |
|
Флаг для включения или отключения стерео аудио Установите это свойство на |
|
Флаг для демодуляции RDS/RBDS сигнала Если |
|
Коэффициент избыточной дискретизации на выходе RDS/RBDS Задайте количество выборок RDS/RBDS на выходе в виде положительного целого числа. Частота дискретизации RDS/RBDS определяется Это свойство применяется только при установке Значение по умолчанию является 10. |
|
Опция восстановления фазы сигнала RDS/RBDS Укажите, используется ли схема Костаса для восстановления фазы сигнала RDS/RBDS. Установите эту опцию равной Это свойство применяется только при установке Значение по умолчанию |
Методы
| информация | Фильтрация информации о FM-широковещательном демодуляторе |
| шаг | Применить FM широковещательную демодуляцию |
| Общий для всех системных объектов | |
|---|---|
release | Разрешить изменение значения свойства системного объекта |
reset | Сброс внутренних состояний Системного объекта |
При использовании resetэтот метод сбрасывает оконный суффикс из последнего символа в ранее обработанном системе координат.
Примеры
FM-широковещательная передача потокового аудиосигнала
Модулируйте и демодулируйте передачу потокового аудио с объектами FM-широковещательного модулятора и демодулятора. Воспроизведение аудиосигнала с помощью аудио устройства по умолчанию.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2016b или более поздней версии. Если вы используете более ранний релиз, замените каждый вызов функции на эквивалентный step синтаксис. Например, myObject (x) становится шагом (myObject, x).
Создайте средство чтения аудиофайлов System object™ и прочтите файл guitartune.wav.
audio = dsp.AudioFileReader('guitartune.wav','SamplesPerFrame',4410);
Создайте объекты FM-широковещательного модулятора и демодулятора. Установите AudioSampleRate свойство для соответствия скорости дискретизации входного сигнала. Установите SampleRate свойство демодулятора совпадать с заданной частотой дискретизации модулятора. Установите PlaySound свойство демодулятора для true для включения воспроизведения звука.
fmbMod = comm.FMBroadcastModulator('AudioSampleRate',audio.SampleRate, ... 'SampleRate',240e3); fmbDemod = comm.FMBroadcastDemodulator( ... 'AudioSampleRate',audio.SampleRate, ... 'SampleRate',240e3,'PlaySound',true);
Считывайте аудио данных в системы координат длины 4410, применяйте FM широковещательную модуляцию, демодулируйте FM сигнал и воспроизводите аудио входа.
while ~isDone(audio) audioData = audio(); modData = fmbMod(audioData); demodData = fmbDemod(modData); end
Сгенерируйте базовую форму сигнала RBDS, FM модулируйте его аудиосигналом, а затем демодулируйте.
Примечание.Этот пример выполняется только в R2017a или более поздней версии.
Создайте сигнал RBDS с 19 группами на систему координат и 10 выборками на символ. Скорость дискретизации сигнала RBDS задается 1187,5 x 10. Установите частоту дискретизации аудио равную 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]);
Получите текущий аудио вход. Сгенерируйте информацию RBDS с той же сконфигурированной скоростью, что и аудио. FM модулирует стерео аудио с информацией RBDS. Добавьте добавку белого Гауссова шума. FM демодулирует звуковой сигнал и сигнал RBDS. Просмотрите формы волны в временных возможностях.
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
Демодулятор FM Broadcast включает в себя функциональность демодулятора FM основной полосы частот, фильтрацию без акцента и способность принимать стереофонические сигналы. Алгоритмы, которые управляют основной FM-модуляцией и демодуляцией, описаны в comm.FMDemodulator.
Фильтрация
FM усиливает высокочастотный шум и ухудшает общее отношение сигнал/шум. Чтобы компенсировать, FM-вещатели вставляют фильтр предварительного акцента перед FM-модуляцией, чтобы усилить высокочастотное содержимое. FM- приемника имеет обратный фильтр снятия акцента после FM-демодулятора, чтобы ослабить высокочастотный шум и восстановить плоский спектр сигнала.
Фильтр предварительного акцента имеет передаточную функцию с высокой характеристикой, заданную как
где τs - временная константа фильтра. Константа времени составляет 50 мкс в Европе и 75 мкс в Соединенных Штатах. Точно так же передаточная функция для lowpass деудаления задается как
Для частоты дискретизации аудио 44,1 кГц, фильтр исключения акцента имеет следующий ответ.
Стерео и RDS/RBDS FM - мультиплексный сигнал
FM-широковещательный демодулятор поддерживает стереофонические и монофонические операции. Для поддержки передачи стерео информация левого (L) и правого (R) каналов (L + R) присваивается моно-части спектра (от 0 до 15 кГц). Информация (L-R) модулируется амплитудой в области от 23 до 53 кГц спектра основной полосы частот с использованием сигнала поднесущей 38 кГц. Пилот-тон на 19 кГц в мультиплексированном сигнале позволяет FM- приемника когерентно демодулировать стерео и сигналы RDS/RBDS .
Вот спектр мультиплексного сигнала сгенерированного модулированного сигнала, m(t).
m(t) задается как
где C0, C1 и C2 - усиления. Чтобы сгенерировать соответствующий уровень модуляции, эти усиления масштабируют амплитуды (L(t) ± R(t)) сигналов, 19 кГц пилот-тонального сигнала и RDS/RBDS поднесущей, соответственно.
Демодулятор применяет m(t) к трем полосно-пропускающим фильтрам с центральными частотами на 19, 38 и 57 кГц, и к lowpass фильтру с 3-dB частотой отключения 15 кГц. Полосовой фильтр 19 кГц извлекает тональный сигнал пилот-сигнала из модулированного сигнала. Восстановленный тон пилот-сигнала удваивается и утрояется по частоте, чтобы получить сигналы 38 кГц и 57 кГц, которые демодулируют сигналы (L - R) и RDS/RBDS, соответственно. Чтобы сгенерировать масштабированную версию левого и правого каналов, которые производят стерео-звук, сигналы (L + R) и (L - R) складываются и вычитаются. Сигнал RDS/RBDS восстанавливается путем смешивания с сигналом 57 кГц.
Вот блок схема FM-широковещательного демодулятора.
Ограничения
Входная длина должна быть целым числом, кратным AudioDecimationFactor свойство. Если RBDS установлено в true, входная длина в сложение должна быть целым числом, кратным RBDSDecimationFactor. Для получения дополнительной информации об этих двух свойствах смотрите info способ.
Ссылки
[1] Chakrabarti, I. H. and Hatai, I. «A New High-Performance Digital FM Modulator and Demodulator for Программно Определяемое Радио and Its FPGA Implementation». International Journal of Reconfigurable Computing. Том 2011, № 10.1155/2011, 2011, стр. 10.
[2] Тауб, Герберт и Дональд Л. Шиллинг. Принципы систем связи. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1971, pp. 142-155.
[3] Дер, Лоуренс. «Учебное руководство по частотной модуляции (FM)». FM Tutorial. Silicon Laboratories Inc., стр. 4-8.