SSB AM Modulator Passband

側波帯振幅変調を使った変調

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ライブラリ:
Communications Toolbox / Modulation / Analog Passband Modulation

説明

SSB AM Modulator Passband ブロックは、ヒルベルト変換フィルターのある単側波帯振幅変調を使用して信号を変調します。入力信号と出力信号は両方とも実数のスカラー信号です。

例

Simulink での通過帯域信号の SSB 変調および復調

100 Hz の入力信号を 8000 サンプル/秒でサンプリングします。次数が 100 のヒルベルト変換フィルターで単側波帯振幅変調方式を使用して入力信号を変調します。信号を復調します。入力信号、変調信号、および復調信号をプロットします。

ssb_response モデルは、ヒルベルト変換フィルターと 2000 Hz の搬送波周波数で単側波帯振幅変調を使用して信号を変調し、その後信号を復調します。モデルが実行されると、信号がプロットされます。モデルは、ターゲット周波数を 400 Hz とした 100 Hz の線形周波数スイープ チャープを 8000 サンプル/秒でサンプリングします。この構成により、振幅応答の平坦なセクションでヒルベルト変換フィルターが確実に作用し、変調信号が必ず目的の振幅と形式をもつようになります。

上側波帯を変調するように構成されたSSB AM Modulator Passbandブロックを使用してモデルを実行します。スペクトル アナライザーを使用して、入力信号、変調上側波帯、および復調信号をプロットします。

SSB AM Modulator Passband ブロックを再構成して下側波帯を変調し、信号を再度プロットします。

制限

• このブロックは、Triggered Subsystem 内では機能しません。

端子

入力

In — 入力信号

スカラー

入力信号。スカラーとして指定します。

この端子はブロックで名前なしになります。

データ型: double

出力

Out — 出力信号

スカラー

出力信号。スカラーとして返されます。出力は変調された信号のパスバンド表現です。

この端子はブロックで名前なしになります。

データ型: double

パラメーター

ブロック パラメーターを対話的に編集するには、プロパティ インスペクターを使用します。Simulink^® ツールストリップの [シミュレーション] タブの [準備] ギャラリーで [プロパティ インスペクター] を選択します。

Carrier frequency (Hz) — 搬送波周波数 (Hz 単位)

300 (既定値) | 正のスカラー

搬送波周波数 (Hz 単位)。正のスカラーとして指定します。

フィルターによってヒルベルト変換を実装するため、最良の結果を得るには、入力信号のサンプル レートを少なくとも 10% 超える搬送波周波数 f_c を選択してください。詳細については、ヒルベルト変換フィルターを参照してください。

通常、適切な搬送波周波数は、入力信号の最高周波数よりもはるかに高くなります。ナイキスト サンプリング理論では、1 / T_s > (2 × f_c) です。ここで、T_s は入力信号のサンプル時間を表します。詳細については、ベースバンドと通過帯域のシミュレーションを参照してください。

初期位相 (rad) — 初期位相オフセット (ラジアン単位)

0 (既定値) | スカラー

変調信号の初期位相オフセット (ラジアン単位)。スカラーとして指定します。

Sideband to modulate — 変調する側波帯

上 (既定値) | 下

変調する側波帯。[上] または [下] として指定します。

Hilbert Transform filter order (must be even) — ヒルベルト変換フィルターの次数

100 (既定値) | 正のスカラー

ヒルベルト変換フィルターの次数。2 より大きい値をもつ偶数の正のスカラーとして指定します。このパラメーター値は、ヒルベルト変換の計算に使用する FIR フィルターの長さを定義します。

ブロックの特性

データ型	double
多次元信号	いいえ
可変サイズの信号	いいえ

アルゴリズム

SSB AM Modulator Passband ブロックは、下側波帯信号または上側波帯信号のいずれかを送信しますが、両方を送信することはありません。送信する側波帯を制御するには、[Sideband to modulate] パラメーターを使用します。

時間 t の関数としての入力信号 u(t) に対して、出力は次のようになります。

$$u(t)\cos (f_{c}t+\theta )\mp \widehat{u}(t)\sin (f_{c}t+\theta )$$

ここで、

• f_c は [搬送波周波数 (Hz)] パラメーターを表します。

• θ は [初期位相 (rad)] パラメーターを表します。

• û(t) は入力 u(t) のヒルベルト変換です。

• マイナス記号は上側波帯を、プラス記号は下側波帯を示しています。

ヒルベルト変換フィルター

ヒルベルト変換フィルターを設計するために、このブロックは、M 行 N 列の実数入力 u の各チャネルに対応する複素数解析信号を計算する Analytic Signal ブロックを使用します。

$$y=u+j{\rm H}\left\{u\right\}$$

ここで、$$j=\sqrt{-1}$$ と $${\rm H}\left\{\right\}$$ はヒルベルト変換を示します。各チャネルにおける出力の実数部はそのチャネルの実数入力の複製です。虚数部は入力のヒルベルト変換です。周波数領域において解析信号は元の信号の正の周波数成分を維持し、負の周波数はゼロに設定され、DC 成分は 2 倍になります。

ブロックは、[Hilbert Transform filter order (must be even)] パラメーター n で指定された次数の等リップル FIR フィルターを使用するヒルベルト変換を計算します。この線形位相フィルターは、Remez 交換アルゴリズムを使用し、入力サンプルに n/2 の遅延を課します。

ブロックはこのフィルターを使用するため、入力信号のサンプル レートを少なくとも 10% 超える搬送波周波数が必要です。

たとえば、次のプロットは、10 Hz の入力信号を 8000 サンプル/秒で、次数 100 のヒルベルト変換フィルターを通過させたときの応答を示しています。

搬送波周波数が入力信号のサンプル レートより 10% ～ 90% 高いため、振幅応答の平坦なセクション (青で表示) でヒルベルト変換フィルターが確実に作用し、変調信号が必ず目的の振幅と形式をもつようになります。

参照

[1] Peebles, Peyton Z, Jr. Communication System Principles. Reading, MA: Addison-Wesley, 1976.

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

ブロック

• SSB AM Demodulator Passband | DSB AM Modulator Passband | DSBSC AM Modulator Passband

関数

• ssbmod

トピック

• アナログ通過帯域変調