FM Broadcast Modulator Baseband

Модулируйте с использованием широковещательного FM метода

развернуть все на странице

Библиотека

Модуляция > Аналоговая Полосовая модуляция

  • FM Broadcast Modulator Baseband block

Описание

Блок FM Broadcast Modulator Baseband предварительно подчеркивает аудиосигнал и модулирует его на FM-сигнал основной полосы частот. Если вы устанавливаете флажок Stereo audio, блок модулирует стерео аудио (L - R) в диапазоне 38 кГц, в сложение к основной полосе (L + R). Если установлен флажок RBDS modulation, блок также модулирует сигнал RBDS основной полосы частот на 57 кГц. Для получения дополнительной информации см. «Алгоритмы».

Параметры

Sample rate (Hz)

Задайте частоту дискретизации выходного 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.

Pre-emphasis filter time constant (s)

Задайте временную константу фильтра верхнего уровня перед акцентом как положительный действительный скаляр. Стандарты FM-вещания определяют значение 75 мкс в Соединенных Штатах и 50 мкс в Европе.

Sample rate of audio input signal (Hz)

Задайте входную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр.

Stereo audio

Установите этот флажок, если входной сигнал является стереофоническим аудиосигналом.

RBDS modulation

Установите этот флажок, чтобы модулировать сигнал RBDS основной полосы частот на 57 кГц. По умолчанию этот флажок не установлен.

Oversampling factor of RBDS input

Задайте количество выборок на символ RBDS в виде положительного целого числа. Частота дискретизации RBDS определяется Oversampling factor of RBDS input × 1187.5 Гц. Согласно стандарту RBDS, частота дискретизации каждого бита составляет 1187,5 Гц.

Этот параметр появляется при установке флажка RBDS modulation.

Значение по умолчанию является 10.

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

Модулятор FM Broadcast включает в себя функциональность модулятора FM основной полосы частот, фильтрацию перед акцентом и способность передавать стереофонические сигналы. Алгоритмы, которые управляют основной FM-модуляцией и демодуляцией, описаны в comm.FMModulator.

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

Hp(f)=1+j2πfτs ,

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

Hd(f)=11+j2πfτs .

Независимо от скорости дискретизации звука, сигнал преобразуется в выходную частоту дискретизации 152 кГц. Для частоты дискретизации звука 44,1 кГц фильтр предварительного акцента имеет следующий ответ.

Стерео и RDS/RBDS FM - мультиплексный сигнал

Модулятор FM-вещания 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.

Вот блок схема модулятора FM-вещания, который используется для генерации мультиплексных сгенерированных модулированных сигналов. L(t) и R(t) обозначают формы волны во временной области из левого и правого каналов. RBDS(t) обозначает форму волны во временной области сигнала RDS/RBDS.

Сигнал сообщения мультиплексора, m(t) задается как

m(t)=C0[L(t)+R(t)]+C1cos(2π×19kHz×t)+C0[L(t)−R(t)]cos(2π×38kHz×t)+C2RBDS(t)cos(2π×57kHz×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.

Ограничения

  • Если установлен флажок RBDS modulation, входы audio и RBDS должны удовлетворять следующему уравнению:

    audioLengthaudioSampleRate=RBDSLengthRBDSSampleRate

  • Входная длина аудиосигнала должна быть целым числом, кратным коэффициенту десятикратного уменьшения звука. Входная длина сигнала RBDS должна быть целым числом, кратным коэффициенту десятикратного уменьшения RBDS.

Примеры

расширить все

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.

Поддерживаемые типы данных

ПортПоддерживаемые 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

Объекты

Введенный в R2015a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте