FM Broadcast Demodulator Baseband

Демодулируйте широковещательную передачу модулируемый FM сигнал

Библиотека

Модуляция> Аналоговая Полосовая модуляция

Описание

Блок FM Broadcast Demodulator Baseband демодулирует комплексный основополосный сигнал FM при помощи сопряженного метода задержки и фильтрует сигнал при помощи фильтра de-акцента. Чтобы демодулировать аудио стерео с помощью 38 кГц, включите демодуляцию стерео. Чтобы демодулировать сигналы RBDS от полосы на 57 кГц, включите демодуляцию RBDS.

Параметры

Sample rate (Hz)

Задайте частоту дискретизации входного сигнала как положительный действительный скаляр.

Frequency deviation (Hz)

Задайте отклонение частоты модулятора в Гц как положительный действительный скаляр. Системная полоса пропускания равна дважды сумме отклонения частоты и полосы пропускания сообщения. Стандарты телерадиовещания FM задают значение 75 кГц в Соединенных Штатах и 50 кГц в Европе.

De-emphasis filter time constant (s)

Задайте de-акцент постоянная времени фильтра lowpass в секундах как положительный действительный скаляр. Стандарты телерадиовещания FM задают значение 75 μs в Соединенных Штатах и 50 μs в Европе.

Output audio sample rate (Hz)

Задайте выходную частоту дискретизации звука как положительный действительный скаляр.

Play audio device

Установите этот флажок, чтобы проигрывать звук от аудио устройства по умолчанию.

Buffer size (samples)

Задайте buffer size использование блока, чтобы связаться с аудио устройством как положительный целочисленный скаляр. Этот параметр доступен только, когда флажок Play audio device устанавливается.

Stereo audio

Установите этот флажок, чтобы включить демодуляцию звукового сигнала стерео. Если не выбранный, звуковой сигнал принят, чтобы быть монофоническим.

RBDS demodulation

Установите этот флажок, чтобы демодулировать сигнал RBDS от комплексного основополосного сигнала FM входа. По умолчанию этот флажок не устанавливается.

Number of samples per RBDS symbol

Задайте количество отсчетов RBDS выход как положительное целое число. Частота дискретизации RBDS дана Number of samples per RBDS symbol × 1187.5 Гц. Согласно стандарту RBDS, частота дискретизации каждого бита составляет 1 187,5 Гц.

Этот параметр появляется, когда вы устанавливаете флажок RBDS demodulation.

Значение по умолчанию равняется 10.

RBDS Costas loop

Задайте, используется ли Схема Костаса, чтобы восстановить фазу сигнала RBDS. Установите этот флажок для радиостанций, которые не блокируют 57 kHz RBDS сигнализируют в фазе с третьей гармоникой 19 пилот kHz тон.

Этот параметр появляется, когда вы устанавливаете флажок RBDS demodulation.

По умолчанию этот флажок не устанавливается.

Simulate using

Выберите тип симуляции, чтобы запуститься.

Code generation. Симулируйте использование модели, генерируют код С. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но обеспечивает более быструю скорость симуляции, чем Interpreted execution.
Interpreted execution. Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB. Эта опция сокращает время запуска, но имеет более медленную скорость симуляции, чем Code generation.

Примеры

развернуть все

Модулируйте и демодулируйте звуковой сигнал

Загрузите файл аудиовхода, модулируйте и демодулируйте использование широковещательных блоков FM. Сравните спектр входного сигнала с демодулируемым спектром сигнала.

Откройте doc_fmbroadcast модель.

Запустите модель. Спектр основополосного сигнала FM ослабляется на более высоких частотах относительно исходной формы волны.

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

Ограничения

Входная длина должна быть целочисленным кратным аудио фактор децимации. Если флажок RBDS demodulation устанавливается, входная длина, кроме того, должна быть целочисленным кратным фактор децимации RBDS.

Поддерживаемые типы данных

Порт	Поддерживаемые типы данных
Вход сигнала	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью
Выход сигнала	Плавающая точка двойной точности Плавающая точка с одинарной точностью

Алгоритмы

развернуть все

Широковещательный демодулятор FM включает функциональность основополосного демодулятора FM, фильтрации de-акцента и способности получить стереофонические сигналы. Для получения дополнительной информации об алгоритмах, используемых для основной модуляции FM и демодуляции, смотрите comm.FMDemodulator Система object™.

Фильтрация

FM усиливает высокочастотный шум и ухудшает полное отношение сигнал-шум. Чтобы компенсировать, вещательные компании FM вставляют фильтр перед акцентом до модуляции FM, чтобы усилить высокочастотное содержимое. Приемник FM имеет взаимный фильтр de-акцента после демодулятора FM, чтобы ослабить высокочастотный шум и восстановить плоский спектр сигнала. Этот рисунок показывает порядок операций по обработке.

Фильтр перед акцентом имеет highpass характеристическую передаточную функцию, данную

$H_{p} (f) = 1 + j 2 π f τ_{s},$

где _τs является постоянной времени фильтра. Постоянная времени является 75 μs в Соединенных Штатах и 50 μs в Европе. Точно так же передаточной функцией для фильтра de-акцента lowpass дают

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

Для частоты дискретизации звука 44,1 кГц фильтру de-акцента показали ответ в этом рисунке.

Мультиплексированный стерео и RDS (или RBDS) сигнал FM

FM широковещательно передал поддержки демодулятора стереофонические и монофонические операции. Поддерживать передачу стерео,

Информация о канале Left+Right присвоена моно фрагменту спектра (от 0 до 15 кГц).
Лево-Правильной информацией о канале является амплитуда, модулируемая на область на 23 - 53 кГц основополосного спектра с помощью сигнала поднесущей на 38 кГц.

Экспериментальный тон на уровне 19 кГц в мультиплексированном сигнале позволяет приемнику FM когерентно демодулировать стерео и RDS (или RBDS) сигналы.

Этот рисунок показывает спектр мультиплексного сгенерированного модулированного сигнала.

Мультиплексный сигнал сообщения, m (t) дают

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

где C ₀, C ₁, и C ₂ является усилениями. Чтобы сгенерировать соответствующий уровень модуляции, эти усиления масштабируют амплитуды L (t) ±R (t) сигналы, экспериментальный тон на 19 кГц и RDS (или RBDS) поднесущая, соответственно.

Демодулятор применяет m (t) к трем полосовым фильтрам с центральными частотами в 19, 38, и 57 кГц и к фильтру lowpass с частотой среза на 3 дБ 15 кГц. Полосовой фильтр на 19 кГц извлекает экспериментальный тон из модулируемого сигнала. Восстановленный экспериментальный тон удвоен и утроен в частоте, чтобы произвести сигналы на 57 кГц и на 38 кГц, которые демодулируют (L – R) и RDS (или RBDS) сигналы, соответственно. Чтобы сгенерировать масштабированную версию левых и правых каналов, которая производит звук стерео, объект добавляет и вычитает (L + R) и (L – R) сигналы. Чтобы восстановить RDS (или RBDS) сигнализируют, что объект смешивает m (t) с сигналом на 57 кГц.

Этот рисунок показывает Мультиплексирование (MPX) блок-схема декодера широковещательного демодулятора FM. L (t) и R (t) является левыми и правыми компонентами звукового сигнала форм волны временного интервала. RBDS (t) является формой волны временного интервала RDS (или RBDS) сигнал.

Ссылки

[1] Hatai, я., и я. Chakrabarti. “Новый Высокоэффективный Цифровой Модулятор FM и Демодулятор для Программно определяемого Радио и Его Реализации FPGA”. Международный журнал Реконфигурируемого Вычисления (25 декабря 2011): 1-10. https://doi.org/10.1155/2011/342532.

[2] Taub, H. и D. Шиллинг. Принципы Систем связи. Ряд McGraw-Hill в Электротехнике. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1971, стр 142–155.

[3] Der, Лоуренс. "Пример по Частотной модуляции (FM)". Silicon Laboratories Inc., стр 4–8.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

FM Broadcast Modulator Baseband

Объекты

comm.RBDSWaveformGenerator | comm.FMBroadcastDemodulator | comm.FMDemodulator

Представленный в R2015a

Документация