Симуляция ЧМ сигнала содержащего музыку, Вопрос спецам Опции

[ACiDUser]

Всем привет!

Есть DAQ плата для приёма ЧМ радио сигналов, но она еще не готова. Поэтому работаю над алгоритмами демодуляции ЧМ сигналов. И чтобы проверить их работу пытаюсь симулировать ЧМ сигнал. Работаю в среде LabView. Мне нужно симулировать ЧМ сигнал который содержит

информацию подобно музыке.

Прочитал множество статей на тему ЧМ модуляция, но везде описан самый простейший

пример ЧМ модуляции с использованием только одной синусоидальной гармоники.

Основное математическое выражение:

FM = A*Cos(2*pi*Fc*t + M*Sin(2*pi*Fm*t))

где: A - амплитуда, Fc - несущая частота, M - индекс модуляции, Fm - модулирующий

сигнал (сигнал несущий информацию)

A = 1, Fc = 60, M = 5, Fm = 5.

Пытался добавить еще одну гармонику путем сложения как: FM = A*Cos(2*pi*Fc*t +

M*(Sin(2*pi*Fm*t)+Sin(2*pi*3*Fm*t)) - добавил еще одну синусоиду с частотой в 3

раза больше чем у первой.

Но, кажется, это неверный подход к решению этой задачи, потому что я могу

восстановиться модулирующий сигнал если он только с одной гармоникой. А когда

добавляю еще одну - после демодуляции получаю неверный сигнал. Значит где-то я

ошибаюсь в самой модуляции ЧМ, т.е. это сложнее чем просто прибавить синус.

Когда мы слушаем музыку - мы слышим звуки на разных частотах одновременно начиная

с басов 60Гц и заканчивая высокочастотными звуками до 15КГц.

Может кто-нибудь объяснить как отличается ЧМ модуляция с одной гармоникой и

модуляция с несколькими гармониками?
Или хотя-бы указать на соответствующую литературу.

Заранее благодарен.

[ACiDUser]

Если нужно могу завтра скинуть матлабовский скрипт ЧМ модулятора-демодулятора по которому я делал реальный проект демодулятора ЧМ на FPGA.

А какой метод демодуляции использовал?

Я как-бы уже реализовал два метода остался 3-й - PLL.

[_Anatoliy]

А какой метод демодуляции использовал?

Я как-бы уже реализовал два метода остался 3-й - PLL.

А такой пробовал?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ACiDUser]

А такой пробовал?

Хмм что-то знакомое. А как он по научному называется?

Дело в том что я ни в одном своем методе не использовал I,Q данные.

Вот один способ, называется Детектор Кривизны или Детектор Огибающей

Эскизы прикрепленных изображений

 

[DRUID3]

Хмм что-то знакомое. А как он по научному называется?

Дело в том что я ни в одном своем методе не использовал I,Q данные.

Вот один способ, называется Детектор Кривизны или Детектор Огибающей

Толи лыжи не едут, толи я чего-то недопонял...

[ACiDUser]

Толи лыжи не едут, толи я чего-то недопонял...

Имеется плата с антенной и FPGA, которая принимает FM сигнал. Далее на компьютер через PCI-express идет огромный массив данных - дискретные отсчеты FM сигнала. Здесь нету никаких I и Q данных. Моя задача уже обрабатывать этот массив данных и проводить демодуляцию FM программными алгоритмами.

Что еще непонятно?

[DRUID3]

Имеется плата с антенной и FPGA, которая принимает FM сигнал. Далее на компьютер через PCI-express идет огромный массив данных - дискретные отсчеты FM сигнала. Здесь нету никаких I и Q данных. Моя задача уже обрабатывать этот массив данных и проводить демодуляцию FM программными алгоритмами.

Что еще непонятно?

непонятно зачем Вы упомянули АМ детектор при детектировании ЧМ. Далее непонятно почему не имея соответствующей подготовки Вы взялись за такую задачу - так много платят?
Далее об IQ-каналах. Так их нигде нет. Это выдумка, козни математиков отбирающих хлеб у истинных радиотехников... Историю с Ли де Форестом помните? Но вот статейКО где Вам покажут как можно получить из действительного сигнала комплексный. А модулятор есть книжке Лайонса(и еще многих других) - это универсальный FM демодулятор для любых значений девиации...

[ACiDUser]

непонятно зачем Вы упомянули АМ детектор при детектировании ЧМ.
Далее непонятно почему не имея соответствующей подготовки Вы взялись за такую задачу - так много платят?

По первому вопросу товарищ leksa всё очень грамотно объяснил.

А по второму - это исследование для бакалаврской работы а так же часть проекта Software Radio с нерегулярной дискретизацией, над которой я работаю. И у нас просто нет таких специалистов которые сразу знают что делать и задания дают, которые требуют исследований тк. в институте работаю. Могут дать любое задание - а дальше сиди в гугле и разбирайся

Нужно реализовать несколько методов демодуляции ЧМ а потом их сравнить. Сигнал представляет собой огромный массив данных полученный с DAQ платы.

Еще делал такую схему с Детектированием нулей (Zero-Crossing Detector).

Сначала нашел все нули где сигнал ось X пересекает. Имея два нуля можно посчитать мгновенную частоту. А т.к. мгновенная частота ЧМ пропорциональна мгновенному значению модулирущего сигнала - можно восстановить модулирующий сигнал. Сигнал получается идентичным оригинальному и совпадает с ним по фазе. Проблема в том что если я наложу искусственный шум, то уже не получается так красиво. Алгоритм воспринимает шум - как пересечения с осью Х и добавляет в массив лишние нули. Подскажите как можно можно с этим бороться?

Похоже, что сигнал вы оцифровываете на поднесущей(ПЧ и т.п.), то есть Digital Down Converter не используете.

Дело в том что пытаемся захватить весь спектр радио-частот сразу. Затем фильтруем нужную полосу и работаем с тем что отфильтровали.

Минусом такой схемы можно назвать прямую зависимость уровня выходного сигнала от уровня мощности принимаемого сигнала.
И помехоустойчивость хуже чем у ФАПЧ, раньше проявляется пороговый эффект, когда при падении до определенного уровня отношения сигнал/шум демодулятор "ломается", то есть резко ухудшается качество сигнала на выходе вплоть до полной неразборчивости.

А если этот алгоритм проводить не электронной схемой а программным кодом?

[petrov]

Самое главное не заниматься изобретением плохого велосипеда, наверняка про аналоговую ЧМ уже исследовано всё давным-давно. Вообще непонятен интерес к аналоговой модуляции когда разработаны практически совершенные цифровые модуляции.

Самые чувствительные приёмники делались без всякой цифровой обработки, смысл в том что амплитуда модулирующего сигнала не меняется мгновенно и соответственно можно отслеживая сигнал на выходе частотного детектора по обратной связи управлять центральной частотой полосового фильтра стоящего перед детектором гораздо более узкополосного чем ширина спектра ЧМ сигнала.