Цель: изучить принцип стерео приёма FM радиосигнала.
Краткое содержание: В данной работе я познакомлюсь с частотной модуляцией, a так же разработаю модуль стереоприёма FM радиосигнала, и рассмотрюработу его основных элементов.
Частотная модуляция(FM
)
Частотная
модуляция (ЧМ) — вид аналоговой модуляции, при котором информационный сигнал
управляет частотой несущего колебания. По сравнению с амплитудной модуляцией
здесь амплитуда остаётся постоянной. Частотная модуляция была предложена
Эдвином Армстронгом и запатентована им 26 декабря 1933 года
.
Применение:
Частотная
модуляция применяется для высококачественной передачи звукового
(низкочастотного) сигнала в радиовещании (в диапазоне УКВ), для звукового
сопровождения телевизионных программ, передачи сигналов цветности в
телевизионном стандарте SECAM, видеозаписи на магнитную ленту, музыкальных
синтезаторах.
Высокое
качество кодирования аудиосигнала обусловлено тем, что при ЧМ применяется
большая (по сравнению с шириной спектра сигнала АМ) девиация несущего сигнала,
а в приёмной аппаратуре используют ограничитель амплитуды радиосигнала для
ликвидации импульсных помех.
Структурная схема цифрового FM приёмника
ОбщаяцифроваясхемаприемникаFM показана на рисуне 1:

Рисунок 1. Общая цифровая схема приёмника FM
С помощью
математических уравнений мы можем объяснить работу схемы. Входной
модулированный частотный сигнал in(t) описывается формулой:

ADPLL
-
фазовая автоподстройка частоты. Фазовую автоподстройку частоты осуществляет
обратная связь(ОС) которая контролируется числовым генератором. После
генератора выходит сигнал:

Фазовый детектор
перемножает сигналы in(t) и ref(t)

первое слагаемое
разность фаз сигналов in(t)
и ref(t). Во втором слагаемом складываются
высокочастотные компоненты. Петлевой фильтр отбрасывает частотные компоненты

Поскольку вся система
описывается языком VHDL(VeryHigh Description Lang Language) мы разбиваем всю систему на
3 части: Фазовый детектор, Петлевой фильтр Управляемый генератор, ФНЧ который
находится на выходе.
Фазовый
детектор
Он
обнаруживает ошибки фазы между входным сигналом и сигналом НКО. Эта операция
осуществляется модулем множителя и регистров. Структурная схема показана на рисунке 2:

Рисунок 2. Структурная схема фазового детектора
Петлевой фильтр.
Структурная схема петлевого фильтра показана на рисунке 3:

Рисунок 3. Структурная схема петлевого фильтра
Он состоит
из небольшой ветви цикла. Здесь суммируются сигналы выходного сигнала из
фазового детектора и выход триггера умножается на коэффициент(1-1/16)=15/16=0,9375
Выходной
сигнал фильтра может быть выражен:

Фильтр удаляет
компоненты высоких частот сигнала поступающего из детектора.
Генератор управляемый напряжением (ГУН)
Структурная схема ГУна показана на рисунке 4:

Рисунок 4. структурная схема ГУНа
У него
выходная частота зависит от входного напряжения.
Фильтр низких частот
Структурная схема ФНЧ показана на рисунке 5:

Рисунок 5. Структурная схема ФНЧ
Скользящее
среднее- разновидность цифрового фильтра с КИХ. Здесь 16 отводов, необходимых
для вычисления шеснадцати коэффициентов. Мы предпологаем что все коэффициенты
равны 1/16 идёт сдвиг в право на 4 бита, поэтому аппаратный
умножитель не
требуется.
Выводы: выполнив данную работу я более глубоко закрепил теоретический материал по теме стереовещания с использованием FM радиосигнала и изучил принцип построения стереоприёмника FM радиосигнала. Считаю что поставленная мною цель достигнута
Список использованной литературы:
2.Design of a digital FM demodulator based
on a 2nd-orderall-digital phase-locked loop
Juan Pablo Martinez Brito and Sergio Bampi