如何设计数字调频收音机

1、如何设计数字调频收音机随着现代可编程soc的浮现，除了一些无源器件之外，实施完整的设计不再需要额外的外部元件。soc可以发送指令并通过i2c端口从调fm radio芯片接收状态信息。soc通过已有的 usb接口与平板电脑相连。平板电脑上的前端应用可以拜访fm radio信息，用于举行频道扫描和挑选。一旦fm radio接收到锁定特定频率的指令，它会在特定引脚上输出模拟音频。fm radio接收器的模拟输出由soc进一步处理，得到的数字音频会通过usb传输给平板电脑。fm radio芯片的工作电源由usb总线提供。大多数fm radio芯片需要的普通惟独几毫安，甚至不到1.8v，usb总线彻低能

2、够满足这一需求，而且这种功耗对于便携式设备来说彻低可以接受。在soc中实施收音机配件需要以下资源：放大器模数转换器(adc)通信协议(i2c/spi)usb接口模块通常来说，调频收音机芯片输出音频信号的强度约为100mv的水平。放大器用来放大fm接收器的模拟音频信号，随后将信号提供应soc中的adc。如方框图所示，模拟音频输出的强度在通过可编程增益放大器(pga)之后得到了加强。这就能确保囫囵adc的输入范围得到了利用，从而在fm radio芯片输出端真切地复制音频。此外，我们也可以采纳输入范围较窄的 adc对信号举行数字化。但是，信号强度越低，就越简单受到系统噪声的影响。模数转换器(adc)

3、以44.1 khz的频率采样放大器的模拟输出，并将其转换为16位的数字信号。采样率设为44.1 khz是为了满足nyquist原理，该原理要求采样频率必需起码为最大工作频率的2倍。通信协议：如i2c或spi等标准协议，可用于衔接soc和fm接收器。假如用法i2c协议，则soc将作为主机，无线电接收芯片作为从机，数据速率为100/400 khz。转变频道或扫描fm频段的指令可由i2c主机通过i2c 总线发送给fm接收芯片。fm接收芯片能够解码预定义的指令，从而执行各种任务。假如用法rds协议，则接收的数字信息可由控制器通过i2c接口从 fm接收器读取。我们也能读取其它状态信息（如fm radio

4、接收器通过i2c接收到的信号强度指示(rssi)信息），并在平板电脑或pc上显示出来。挺直存储器存取(dma)：在许多微控制器中，dma都是一种强大的特性，有助于减轻存储器不同位置之间的数据传输任务，从而提高性能。dma可用来将经过转换的数字信息从adc传输到存储器或挺直传输到usb，从而使cpu能够处理其它关键任务。usb：usb是主机平板电脑与soc之间的接口。usb中断端点可用来接收主机发送的各种指令，如频道扫描、频道加减等。请注重，假如指令数据比较小，那么usb设备上的控制端点也可用来传输指令。我们可以用控制端点来发送指令。指令可作为厂约定义的指令发送，然而在控制端点上，一个usb数据

5、包最多包含8个字节的数据内容。来自adc的44.1 khz数字数据通过同步usb传输模式发送给主机。同步传输在这里是最抱负的方式，缘由在于它的延迟性能有保障、分配了总线带宽并且没有错误校正和握手过程，因此能保持交付时光的全都性。请注重，crc字段可以检查错误，但并不予以校正。人耳无法听出偶然的数据错误或传输走失，除非是常见的停顿才会引起注重。因为没有错误校正，因此即便数据包有错误也不会中断数据传输。对于同步端点来说，微控制器支持的最大数据包为1023字节。提高音质在移动操作系统中，通常采纳专用的媒体服务器或媒体引擎来播放音频。假如用户需要，该媒体引擎也可用来增加或修改音频特性。在某些移动处理器

6、中，有专用的硬件实现这一目的。用法媒体引擎或dsp会消耗额外的电量，降低性能，也可能对用户体验造成不利影响。还有一种方法是在soc中处理音频，然后通过usb将处理后的音频流发送到主机（host）平板电脑。平板电脑需要做的仅仅是播放音频。利用soc中的资源还能实现低音、高音等控制选项，用法户可以越发精细地控制音质。这一功能是通过赛普拉斯p 3等器件中的数字滤波器模块(dfb)实现的。dfb模块接收数字输入数据，并将处理后的数字数据举行输出。在本应用中，数据流通过dma进入dfb，根据音质要求加以过滤，再通过usb发送至终端举行播放。可通过图形用户界面(gui)控制音质。gui提供了一个类似于音乐

7、播放器均衡器的界面。囫囵音频范围可被分为多个分立频段。我们通过转变gui上的控件位置，可以向 dfb加载新的调整系数，这些系数会转变每个频段的增益，从而转变输出音质。主机应用主机运行一个用于控制音频接收器的前端应用。假如主机运行的是操作系统，则可以用标准的java和android库创建容易的gui。假如是windows平板电脑，则可以用c gui完成同样的工作。用户通过按钮等控制对象能够实现频道挑选、加减频道等操作。windows操作系统中的directsound驱动程序与usb的同步传输模式协作用法，可将音频流传输到扬声器。这项功能在windows 7操作系统中同样适用。专为平板电脑设计的windows 8 操作系统也支持gui和音频驱动器，且无需任何变幻。同步传输目前还无法支持android平板电脑。apple的ipad和少数其它ios设备具有内置的usb主机和同步传输模式，可用于音频播放。前端主机应用或windows form应用可按照用户的如下哀求生成大事：频道扫描哀求频道上调哀求频道下调哀求从接收器哀求接收信号强度指示器 (rssi)对于windows而言，可在visua