このページの内容は最新ではありません。最新版の英語を参照するには、ここをクリックします。
FM Broadcast Demodulator Baseband
R2026aブロードキャスト FM 変調信号の復調
FM Broadcast Demodulator Baseband block
To add a block to a model, double-click the canvas and start typing the block name. Then, select the block from the list.
ライブラリ:
Communications Toolbox /
Modulation /
Analog Baseband Modulation
説明
FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックは、ブロードキャスト FM 信号をステレオまたはモノラルのオーディオ信号に復調し、さらにオプションで RDS (または RBDS) 信号に復調します。詳細については、アルゴリズムを参照してください。
このアイコンには、利用可能なすべての端子を使用したブロックが表示されています。
例
オーディオ入力ファイルを読み込み、FM Broadcast Modulator Baseband ブロックと FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックを使用してオーディオ信号の変調と復調を行います。入力信号のスペクトルを復調された信号のスペクトルと比較します。
doc_fmbroadcast モデルは、guitar.wav 信号を読み込み、その信号を FM ブロードキャスト用に変調し、FM ブロードキャスト信号を復調し、復元した信号と元のオーディオ信号をスペクトル アナライザーで比較します。
制限
入力長はオーディオ間引き係数の整数倍でなければなりません。[RDS/RBDS demodulation] チェック ボックスがオンになっている場合、入力長はさらに RBDS 間引き係数の整数倍でなければなりません。
端子
入力
出力
パラメーター
ブロックの特性
データ型 |
|
多次元信号 |
|
可変サイズの信号 |
|
アルゴリズム
FM Broadcast Demodulator Baseband ブロックには、FM Demodulator Baseband ブロックの機能に加えて、ディエンファシス フィルター処理とステレオ信号受信機能が含まれます。
FM は高周波ノイズを増幅し、全体的な S/N 比を低下させます。これを補正するため、FM ブロードキャスターは FM 変調の前にプリエンファシス フィルターを挿入して高周波数成分を増幅させます。FM 受信機は、FM 復調器の後に逆数ディエンファシス フィルターを使用して高周波ノイズを減衰させ、フラットな信号スペクトルを復元します。次の図は、処理演算の順序を示しています。
プリエンファシス フィルターには、次で与えられるハイパス特性伝達関数があります。
ここで、τs はフィルター時定数です。時定数は、米国では 75 μs、ヨーロッパでは 50 μs です。同様に、ローパス ディエンファシス フィルターの伝達関数は次で与えられます。
44.1 kHz のオーディオ サンプル レートに対して、ディエンファシス フィルターは次の図に示すように応答します。
FM ブロードキャストでは、ステレオおよびモノラルの動作がサポートされます。ステレオ送信をサポートするため、次のようになります。
Left + Right チャネル情報は、スペクトルのモノラル部分 (0 ～ 15 kHz) に割り当てられます。
Left – Right チャネル情報は、38 kHz のサブキャリア信号を使用して、ベースバンド スペクトルの 23 ～ 53 kHz 領域に振幅変調されます。
多重化された信号内の 19 kHz のパイロット トーンにより、FM 受信機はステレオ信号と RDS (または RBDS) 信号をコヒーレントに復調できます。
この図は、多重化ベースバンド信号のスペクトルを示します。
多重化メッセージ信号 m(t) は次式で与えられます。
ここで、C0、C1、および C2 はゲインです。適切な変調レベルを生成するために、これらのゲインは、L(t)±R(t) 信号、19 kHz のパイロット トーン、RDS (または RBDS) サブキャリアの振幅をそれぞれスケーリングします。
復調器は、中心周波数 19 kHz、38 kHz、57 kHz の 3 つのバンドパス フィルターと、カットオフ周波数 3 dB の 15 kHz のローパス フィルターに m(t) を適用します。19 kHz のバンドパス フィルターは、パイロット トーンを変調信号から抽出します。復元されたパイロット トーンの周波数は 2 倍および 3 倍になり、38 kHz と 57 kHz の信号を生成します。これは (L – R) 信号と RDS (または RBDS) 信号をそれぞれ復調します。ステレオ音声を生成する左右のチャネルをスケーリングしたものを生成するため、オブジェクトにより (L + R) 信号と (L – R) 信号が加算および減算されます。RDS (または RBDS) 信号を復元するため、m(t) と 57 kHz 信号がミキシングされます。
次の図は、FM ブロードキャスト復調器の多重化 (MPX) 復号化器のブロック線図を示します。L(t) と R(t) は、時間領域の波形の左右のオーディオ信号成分です。RBDS(t) は、RDS (または RBDS) 信号の時間領域の波形です。
参照
[1] Hatai, I., and I. Chakrabarti. “A New High-Performance Digital FM Modulator and Demodulator for Software-Defined Radio and Its FPGA Implementation.” International Journal of Reconfigurable Computing (December 25, 2011): 1–10. https://doi.org/10.1155/2011/342532.
[2] Taub, H., and D. Schilling. Principles of Communication Systems. McGraw-Hill Series in Electrical Engineering, 142–55. New York: McGraw-Hill, 1971.
[3] Der, Lawrence. "Frequency Modulation (FM) Tutorial." Silicon Laboratories Inc.: 4–8.
拡張機能
バージョン履歴
R2015a で導入
