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FM ブロードキャスト受信機

この例では、Simulink® および Communications Toolbox™ を使用して FM モノラルまたはステレオ受信機を作成する方法について説明します。取得した信号か、RTL-SDR または ADALM-PLUTO を使用してリアルタイムに受信した信号のいずれかを使用できます。

必要なソフトウェアとハードウェア

取得した信号を使用してこの例を実行するには、次のソフトウェアが必要です。

信号をリアルタイムに受信するには、次のいずれかのハードウェアも必要になります。

Communications Toolbox でサポートされる SDR プラットフォームのすべてのリストについては、ソフトウェア無線機 (SDR) のサポートされているハードウェアの節を参照してください。

はじめに

FM ブロードキャスト技術とそれらの信号の復調の概要については、MATLAB を使用した FM ブロードキャスト受信機の例を参照してください。

例の実行

取得した信号を使用してこの例を実行するには、Signal Source Selector ブロックを使用して、FM Broadcast Captured Signal ブロックをソースとして選択します。次に実行ボタンをクリックします。

RTL-SDR 無線機または ADALM-PLUTO 無線機をソースとして使用してこの例を実行するには、Signal Source Selector ブロックを使用して、対応する RTL-SDR Receiver または ADALM-PLUTO Radio Receiver ブロックをソースとして選択します。Center Frequency (MHz) ブロックをダブルクリックし、お近くの FM ラジオ放送局の中心周波数値を選択します。

音の途切れや遅延がある場合は、アクセラレータ モードでモデルを実行します。モデルのメニューから、[シミュレーション]、[アクセラレータ] を選択し、次に実行ボタンをクリックします。アクセラレータ モードでも依然として音の途切れや遅延が発生する場合は、ラピッド アクセラレータ モードでモデルを実行してみてください。ラピッド アクセラレータ モードでのシミュレーションの詳細については、Model Performance Optimization のページを参照してください。

受信機の構造

次のブロック線図は、受信機の構造をまとめています。処理には、信号ソース、FM ブロードキャスト復調、および音声出力の 3 つの主要な部分があります。

信号ソース

この例では、3 つの信号ソースを使用できます。

  1. "取得した信号": ファイルに書き込まれ、228e3 サンプル/秒でBaseband File Readerブロックを使用して取得される無線信号。

  2. ''RTL-SDR 無線機'': 228e3 サンプル/秒で実行する RTL-SDR 無線機。お近くの FM ラジオ放送局の中心周波数値を設定します。

  3. ''ADALM-PLUTO 無線受信機'': 228e3 サンプル/秒で実行する ADALM-PLUTO 無線機。お近くの FM ラジオ放送局の中心周波数値を設定します。

FM ブロードキャスト復調

信号ソースから受信されたベースバンド サンプルは FM Broadcast Demodulation Baseband ブロックによって処理されます。このブロックは、228 kHz の入力サンプリング レートを 45.6 kHz に変換します。これは、ホスト コンピューターのオーディオ デバイスのサンプリング レートです。米国の FM 放送の規格に従って、ディエンファシス ローパス フィルターの時定数が 75 マイクロ秒に設定されています。この例では、受信したモノラル信号を処理します。復調器は、ステレオ信号も処理できます。

ステレオ復号化を実行するために、FM Broadcast Demodulator Baseband オブジェクトではピーク フィルターを使用して 19 kHz パイロット トーンを選択します。これは、38 kHz の搬送波を作成する基になります。得られた搬送波信号を使用して、FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックは、中心が 38 kHz の L-R 信号をベースバンドにダウンコンバートします。その後に、L-R および L+R 信号が 75 マイクロ秒ディエンファシス フィルターを通過します。FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックが L と R 信号を分離し、それらを 45.6 kHz 音声信号に変換します。

Audio Device Writer

Audio Device Writer ブロックを使用し、コンピューターのスピーカーを通して復調された音声信号を再生します。

その他の調査

例をさらに調べる場合は、RTL-SDR 無線機または ADALM-PLUTO 無線機の中心周波数を変えて、Center Frequency (MHz) ブロックを使用して他のラジオ局を聴取することもできます。

FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックの Stereo プロパティを true に設定することで、信号がステレオ形式で処理され、音質を比較できます。

参考文献

http://en.wikipedia.org/wiki/FM_broadcasting