Simulink での FM ブロードキャスト受信機
この例では、FM のモノラル受信機またはステレオ受信機を構築する方法について説明します。以前に取得した信号を使用することも、RTL-SDR 無線機、ADALM-PLUTO 無線機、または USRP™ 無線機を使用してリアルタイムに信号を受信することもできます。
必要なソフトウェアとハードウェア
既定では、この例は以前に取得されたデータを使用して実行します。オプションとして、無線経由で信号を受信できます。このためには、次のいずれかも必要になります。
RTL-SDR 無線機とRTL-SDR 無線機サポート パッケージ。
Pluto 無線機とADALM-Pluto 無線機サポート パッケージ。
USRP N2xx または B2xx シリーズ無線機と Communications Toolbox Support Package for USRP Radio。サポートされている無線機の詳細については、サポートされているハードウェアと必要なソフトウェアを参照してください。
USRP E3xx、N3xx、または X3xx シリーズ無線機と Wireless Testbench Support Package for NI USRP Radios。サポートされている無線機の詳細については、Supported Radio Devices (Wireless Testbench)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、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、ADALM-PLUTO 無線機、または USRP 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 ブロック、ADALM-PLUTO Radio Receiver ブロック、または USRP 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、近くのブロードキャスト FM ラジオ ステーションの中心周波数の値を選択します。
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。
受信機の構造
次のブロック線図の受信機構造は、この例で使用される FMReceiverSimulinkExample.slx モデルを表しています。処理には、信号ソース、FM ブロードキャスト復調、およびオーディオ出力からなる 3 つの主要な部分があります。
Warning: Sample rate setting is ignored. This block uses master clock rate and decimation/interpolation factor to calculate sample rate. Warning: Sample time setting is ignored. This block uses master clock rate and decimation/interpolation factor to calculate sample time.
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。
"取得した信号": ファイルに書き込まれ、毎秒 228e3 サンプルでBaseband File Readerブロックを使用して取得される無線信号。
''RTL-SDR 無線機'': 毎秒 200e3 サンプルで動作する RTL-SDR 無線機。中心周波数を近くのブロードキャスト FM ラジオ ステーションに設定します。
''ADALM-PLUTO 無線受信機'': 毎秒 200e3 サンプルで動作する ADALM-PLUTO 無線機。中心周波数を近くのブロードキャスト FM ラジオ ステーションに設定します。
''USRP 無線受信機'': 毎秒 200e3 サンプルで動作する USRP 無線機。中心周波数を近くのブロードキャスト FM ラジオ ステーションに設定します。
FM ブロードキャスト復調
信号ソースから受信したベースバンド 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 の入力サンプル レートを、ホスト コンピューターのオーディオ デバイスのサンプル レートである 45.6 kHz に変換します。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、受信され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。
オーディオ デバイス ライター
Audio Device Writer ブロックを使用して、復調されたオーディオ信号をコンピューターのスピーカーから再生します。
その他の調査
例をさらに調べるために、Center Frequency (MHz) ブロックを使用して、RTL-SDR 無線機、ADALM-PLUTO 無線機、または USRP 無線機の中心周波数を変え、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。
