FM Broadcast Demodulator Baseband

Демодулируйте с использованием широковещательного FM метода

Библиотека

Модуляция > Аналоговая Полосовая модуляция

Описание

Блок FM Broadcast Demodulator Baseband демодулирует комплексный сигнал FM основной полосы частот с помощью сопряженного метода задержки и фильтрует сигнал с помощью фильтра деудаления. Чтобы демодулировать стерео аудио с использованием 38 кГц, включите стерео демодуляцию. Чтобы демодулировать сигналы RBDS из полосы 57 кГц, включите демодуляцию RBDS.

Параметры

Sample rate (Hz)

Задайте скорость выборки входного сигнала как положительный действительный скаляр.

Frequency deviation (Hz)

Задайте отклонение частоты модулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Шумовая полоса системы равна удвоенной сумме отклонения частоты и ширины полосы пропускания сообщения. Стандарты FM-вещания определяют значение 75 кГц в Соединенных Штатах и 50 кГц в Европе.

De-emphasis filter time constant (s)

Задайте lowpass без акцента постоянной времени в секундах как положительный действительный скаляр. Стандарты FM-вещания определяют значение 75 мкс в Соединенных Штатах и 50 мкс в Европе.

Output audio sample rate (Hz)

Задайте выходную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр.

Play audio device

Установите этот флажок, чтобы воспроизвести звук из аудио устройства по умолчанию.

Buffer size (samples)

Задайте buffer size, которую блок использует для связи с аудио устройством как положительный целочисленный скаляр. Этот параметр доступен, только если установлен флажок Play audio device.

Stereo audio

Установите этот флажок, чтобы включить демодуляцию стерео аудиосигнала. Если не выбран, аудиосигнал принимается монофоническим.

RBDS demodulation

Установите этот флажок, чтобы демодулировать сигнал RBDS из входного комплексного сигнала FM основной полосы частот. По умолчанию этот флажок не установлен.

Number of samples per RBDS symbol

Задайте количество выборок RBDS на выходе в виде положительного целого числа. Частота дискретизации RBDS определяется Number of samples per RBDS symbol × 1187.5 Гц. Согласно стандарту RBDS, частота дискретизации каждого бита составляет 1187,5 Гц.

Этот параметр появляется при установке флажка RBDS demodulation.

Значение по умолчанию является 10.

RBDS Costas loop

Укажите, используется ли схема Костаса для восстановления фазы сигнала RBDS. Установите этот флажок для радиостанций, которые не блокируют 57 кГц сигнал RBDS в фазе с третьей гармоникой 19 пилот-тональный сигнал кГц.

Этот параметр появляется при установке флажка RBDS demodulation.

По умолчанию этот флажок не установлен.

Simulate using

Выберите тип симуляции для выполнения.

Code generation. Симулируйте модель с помощью генерации кода С. При первом запуске симуляции Simulink генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более высокую скорость симуляции, чем Interpreted execution.
Interpreted execution. Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более низкую скорость симуляции, чем Code generation.

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

$H_{p} (f) = 1 + j 2 π f τ_{s},$

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

$H_{d} (f) = \frac{1}{1 + j 2 π f τ_{s}} .$

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

$m (t) = C_{0} [L (t) + R (t)] + C_{1} \cos (2 π \times 19 k H z \times t) + C_{0} [L (t) - R (t)] \cos (2 π \times 38 k H z \times t) + C_{2} R B D S (t) \cos (2 π \times 57 k H z \times t),$

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.

Примеры

расширить все

Модулируйте и демодулируйте аудиосигнал

Загрузите вход аудио файла, модулируйте и демодулируйте, используя широковещательные блоки FM. Сравните спектр входного сигнала с демодулированным спектром сигнала.

Откройте doc_fmbroadcast модель.

Запустите модель. Спектр сигнала FM полосы модулирующих сигналов ослабляется на более высоких частотах относительно исходной формы волны.

Экспериментируйте с моделью и демодулятором путем изменения параметров Frequency deviation (Hz) и Pre-emphasis filter time constant (s) и наблюдайте влияние на спектр FM сигнала.

Ограничения

Входная длина должна быть целым числом, кратным коэффициенту десятикратного уменьшения звука. Если установлен флажок RBDS demodulation, входная длина в сложение должна быть целым числом, кратным коэффициенту десятикратного уменьшения RBDS.

Поддерживаемые типы данных

Порт	Поддерживаемые типы данных
Вход сигнала	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одной точностью
Выходные данные сигнала	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одной точностью

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.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки

FM Broadcast Modulator Baseband

Объекты

comm.FMBroadcastDemodulator | comm.FMDemodulator | comm.RBDSWaveformGenerator

Введенный в R2015a

Документация

FM Broadcast Demodulator Baseband

Библиотека

Описание

Параметры