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如何设计数字调频收音机

赛普拉斯半导体公司Gautam Das和Udayan Umapathi?? 2013年08月12日 ?? 收藏0
我们正在目睹个人计算领域的快速发展。手机和平板电脑等移动设备即将取代传统的电脑。调频收音机(FM Radio)是在发展中国家深受欢迎的一种娱乐方式,但这个事实往往被人们所忽略,外加因特网收音机的出现,可能会导致调频收音机难以继续存在下去。OEM厂商通常不会考虑在平板电脑或移动设备上配备调频收音机。然而,许多大城市现在仍然有FM广播电台,而且近期也不会被淘汰掉。

一款微型插件在连接到手机或平板电脑后,能为这些移动设备带来调频收音机功能。这种即插即用的FM接收器可用带微控制器或SOC(片上系统)的FM接收器芯片构建。微控制器与平板电脑/移动设备上的USB主机进行通信时相当于一个USB器件,能够接收频道扫描、更换频道或设置输出功率等操作的指令。这种由总线供电的即插即用型FM接收器配件可接收本地FM频道,而其耗电量远远低于移动宽带收音机(因特网收音机)。

调频收音机的接收器

调频收音机的接收器芯片工作在70MHz到108MHz之间,能满足全球频段要求,包括欧美的87.5-108MHz,日本的76-90MHz和中国的76-108MHz。一般说来,调频收音机接收器能以50kHz、100kHz或200kHz步进的方式调谐频率。另外,调频收音机还能支持无限的数据系统(RDS)/无线电广播数据系统(RBDS)功能,完全能由主机进行编程。

除了发送音频之外,RDS还用来接收文本信息。这些文本可能包括歌曲名称、广播节目名称以及flash新闻等可供显示的内容。如果发生紧急情况,RDS还可用来发送危急信息。

频道扫描是指调频收音机芯片扫描整个FM频段并寻找可用的无线电频道的过程。收音机将最强的频道频率存储在其内部存储器中,可供主机控制器或SOC读取。

存储频道后,可通过三种方法调谐到特定频道:

预设调谐:这种方法是将FM接收器的调谐频率设为主机定义的特定频道。

搜索调谐:这种方法是指接收器通过频率增加(上搜)或降低(下搜)的方法自动搜索下一个可用的有效频道。

步进调谐:这种方法是指接收器通过频率序号的增加(渐进)或降低(渐降)选择下一个频道。

目前可用的大多数收音机接收器芯片都用I2C和SPI等标准协议与主机进行通信。此外,收音机接收器芯片还会通过生成关键事件中断的方式提醒主机注意,这些事件包括:

● 当接收信号强度指示器(RSSI)的值降到阈值水平以下时,信号质量低

● 单声道转为立体声(反之亦然)

● 需要RDS同步

● RDS同步丢失

● RDS缓冲区已满

由于这种嵌入式系统运行在电池供电的设备上,因此高效电源管理至关重要。收音机接收器芯片支持多种不同电源模式,由SOC控制,以延长电池使用寿命。因此,接收器芯片支持以下电源模式:

关机:在此模式下,电源关闭,所有内部稳压器被禁用。断电:电源打开,但内部稳压器仍被禁用。

待机:稳压器发挥作用,收音机模式保持。

上电:这是正常工作模式,所有稳压器被启用且收音机全面工作。

第一阶段是模拟信号处理阶段,负责将RF天线信号转换为一个较低的中频(IF)数字信号。自动增益控制(AGC)单元将低噪声放大器(LNA)保持在其线性工作范围内。混频器用于将接收到的RF信号下变频为较低的IF信号。ADC将信号转换为数字格式。在数字域内完成FM解调。此外,数字信号处理器也用于处理RDS数据。

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第1页:调频收音机的接收器

第2页:调频收音机配件的实施

第3页:主机应用


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数字调频收音机? 移动设备? FM接收器? 移动宽带收音机?

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