comm.FMDemodulator

Демодулируйте с использованием FM метода

Описание

The FMDemodulator Система object™ демодулирует FM модулированный сигнал.

Для FM-демодуляции сигнала:

Определите и настройте FMDemodulator объект. См. «Конструкция».
Функции step FM демодулирует сигнал согласно свойствам comm.FMDemodulator. Поведение step характерен для каждого объекта в тулбоксе.

Примечание

Начиная с R2016b, вместо использования step метод для выполнения операции, заданной Системной object™, 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

H = comm.FMDemodulator создает демодулятор Системного объекта, H, эта частота демодулирует входной сигнал.

H = comm.FMDemodulator(mod) создает объект FM-демодулятора, свойства которого определяются соответствующим объектом FM-модулятора, mod.

H = comm.FMDemodulator(Name,Value) создает объект FM-демодулятора с каждым заданным свойством Name установить на заданную Value. Name должен находиться внутри одинарных кавычек. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

FrequencyDeviation

Пиковое отклонение частоты выхода сигнала (Гц)

Задайте отклонение частоты FM-демодулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию 75e3. Шумовая полоса системы равна удвоенной сумме отклонения частоты и ширины полосы пропускания сообщения. Это свойство неразрывно.

SampleRate

Частота дискретизации входного сигнала (Гц)

Задайте частоту дискретизации в Гц как положительный действительный скаляр. Значение по умолчанию 240e3. Скорость выхода выборки равна входу скорости выборки. Это свойство неразрывно.

Методы

шаг	Применяет демодуляцию полосы частот FM

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

свернуть все

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Открыть Live Script

Модулируйте и демодулируйте синусоидальный сигнал. Постройте график демодулированного сигнала и сравните его с исходным сигналом.

Установите параметры примера.

fs = 100; % Sample rate (Hz)
ts = 1/fs; % Sample period (s)
fd = 25; % Frequency deviation (Hz)

Создайте синусоидальный входной сигнал с длительностью 0,5 с и частотой 4 Гц.

t = (0:ts:0.5-ts)';
x = sin(2*pi*4*t);

Создайте FM-модулятор и демодулятор Системных объектов.

fmmod = comm.FMModulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);
fmdemod = comm.FMDemodulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);

FM модулирует входной сигнал и строит график его действительной части. Можно увидеть, что частота модулируемого сигнала изменяется с амплитудой входного сигнала.

y = fmmod(x);
plot(t,[x real(y)])

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line.

Демодулируйте FM модулированный сигнал.

z = fmdemod(y);

Постройте график входа и демодулированных сигналов. Выходной сигнал демодулятора точно выравнивается с входным сигналом.

plot(t,x,'r',t,z,'ks')
legend('Input Signal','Demod Signal')
xlabel('Time (s)')
ylabel('Amplitude')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Input Signal, Demod Signal.

Создайте FM-демодулятор из FM-модулятора

Открыть Live Script

Создайте FM-демодулятор System object™ из объекта FM-модулятора. Модулируйте и демодулируйте аудиоданные, загруженные из файла, и сравните спектр для демодулированных данных и входных данных.

Установите параметры примера.

fd = 50e3;  % Frequency deviation (Hz)
fs = 300e3; % Sample rate (Hz)

Создайте FM- Системного объекта модулятора.

mod = comm.FMModulator('FrequencyDeviation',fd,'SampleRate',fs);

Создайте объект демодулятора-компаньона при помощи объекта модулятора, чтобы сконфигурировать его.

demod = comm.FMDemodulator(mod);

Проверьте, что свойства идентичны в двух системных объектах.

mod

mod = 
  comm.FMModulator with properties:

            SampleRate: 300000
    FrequencyDeviation: 50000

demod

demod = 
  comm.FMDemodulator with properties:

            SampleRate: 300000
    FrequencyDeviation: 50000

Загрузите аудио данных в структурную переменную, S.

S = load('handel.mat');
data = S.y;
fsamp = S.Fs;

Создайте Системный объект анализатора спектра.

specanalyzer = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',fsamp,'ShowLegend',true);

FM модулирует и демодулирует аудио данных.

modData = mod(data);
demodData = demod(modData);

Проверьте, что график спектра входных данных (Канал 1) совмещен с графиком спектра демодулированных данных (Канал 2).

specanalyzer([data demodData])

Figure Spectrum Analyzer contains an axes and other objects of type uiflowcontainer, uimenu, uitoolbar. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Channel 1, Channel 2.

Модуляция и демодуляция FM- Файла

Открыть Live Script

Воспроизведение аудио файла после применения FM-модуляции и демодуляции. Пример использует преимущества характеристик System objects™, чтобы обработать данные в потоковом режиме.

Загрузите аудио файла, guitartune.wav, с использованием объекта audio файла reader.

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

Создайте объект аудио устройства средства записи для воспроизведения звука.

AUDIOPLAYER = audioDeviceWriter;

Создайте объекты модулятора и демодулятора, имеющие свойства по умолчанию.

MOD = comm.FMModulator;
DEMOD = comm.FMDemodulator;

Считывайте аудио данных, FM-модулируйте, FM-демодулируйте и воспроизводите демодулированный сигнал, 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

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Открыть Live Script

Установите параметры примера.

fs = 100; % Sample rate (Hz)
ts = 1/fs; % Sample period (s)
fd = 25; % Frequency deviation (Hz)

Создайте синусоидальный входной сигнал с длительностью 0,5 с и частотой 4 Гц.

t = (0:ts:0.5-ts)';
x = sin(2*pi*4*t);

Создайте FM-модулятор и демодулятор Системных объектов.

fmmod = comm.FMModulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);
fmdemod = comm.FMDemodulator('SampleRate',fs,'FrequencyDeviation',fd);

y = fmmod(x);
plot(t,[x real(y)])

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line.

Демодулируйте FM модулированный сигнал.

z = fmdemod(y);

plot(t,x,'r',t,z,'ks')
legend('Input Signal','Demod Signal')
xlabel('Time (s)')
ylabel('Amplitude')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Input Signal, Demod Signal.

Избранная библиография

[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.

Алгоритмы

Представление частотно-модулированного сигнала полосы пропускания, Y(t) как

$Y (t) = A \cos (2 π f_{c} t + 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ),$

где A - амплитуда несущей, _fc - частота несущей, x(τ) - входной сигнал основной полосы частот и _fΔ - отклонение частоты в Гц. Отклонение частоты является максимальным сдвигом от _fc в одном направлении, принимая |<reservedrangesplaceholder0>| ≤ 1.

Сигнал FM основной полосы может быть выведен из представления полосы пропускания путем преобразования его вниз путем _fc таким образом, что

$\begin{matrix} y_{s} (t) = Y (t) e^{- j 2 π f_{c} t} = \frac{A}{2} [e^{j (2 π f_{c} t + 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ)} + e^{- j (2 π f_{c} t + 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ)}] e^{- j 2 π f_{c} t} \\ = \frac{A}{2} [e^{j 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ} + e^{- j 4 π f_{c} t - j 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ}] . \end{matrix}$

Удаление компонента в -2 _fc из _ys(t) оставляет представление сгенерированного модулированного сигнала, y(t), которое выражается как

$y (t) = \frac{A}{2} e^{j 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ} .$

Выражение для y(t) переписывается как

$y (t) = \frac{A}{2} e^{j ϕ (t)},$

где $ϕ (t) = 2 π f_{Δ} \int_{0}^{t} x (τ) d τ$ , что подразумевает, что входной сигнал является масштабированной версией производной фазы, ϕ(t).

Демодулятор задержки основной полосы используется, чтобы восстановить входной сигнал от y(t).

Задержанная и сопряженная копия принятого сигнала вычитается из самого сигнала,

$w (t) = \frac{A^{2}}{4} e^{j ϕ (t)} e^{- j ϕ (t - T)} = \frac{A^{2}}{4} e^{j [ϕ (t) - ϕ (t - T)]},$

где T - период дискретизации. В дискретных терминах _wn = w(nT), и

$\begin{array}{l} w_{n} = \frac{A^{2}}{4} e^{j [ϕ_{n} - ϕ_{n - 1}]}, \\ v_{n} = ϕ_{n} - ϕ_{n - 1} . \end{array}$

_{Сигнал <reservedrangesplaceholder3>} - _{приблизительная} _{производная} ϕn, такого что <reservedrangesplaceholder1> ≈ <reservedrangesplaceholder0>.

Расширенные возможности

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

Указания и ограничения по применению:

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

См. также

comm.FMBroadcastDemodulator | comm.FMBroadcastModulator | comm.FMModulator

Введенный в R2015a

Документация

comm.FMDemodulator

Описание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Создайте FM-демодулятор из FM-модулятора

Модуляция и демодуляция FM- Файла

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Избранная библиография

Алгоритмы

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Документация

comm.FMDemodulator

Описание

Конструкция

Свойства

Методы

Примеры

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Создайте FM-демодулятор из FM-модулятора

Модуляция и демодуляция FM- Файла

FM модулирует и демодулирует синусоидальный сигнал

Избранная библиография

Алгоритмы

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Communications Toolbox

Поддержка

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