CN101459481A - 一种调幅调频及drm的通用型收音机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种调幅调频及DRM的通用型收音机，包括有分别与天线连接的DRM数字广播调谐器电路及模拟调频调幅广播接收器电路，与数字广播调谐器电路连接的二次变频器电路，与该变频器电路连接的ADC模数转换器电路，分别与DRM数字广播调谐器电路、模拟调频调幅广播接收器电路、ADC模数转换器电路、内存贮器、外存贮器、显示器、键盘、接口电路、音频放大器电路连接的CPU微处理器控制电路；在所述外存贮器中设置有对接收到的DRM数字广播信号进行解码的数字广播解码程序。优点是：以CPU为核心器件构造硬件平台，配合灵活的软件体系结构和软件包，克服了多种标准共存的困难，设计出能够接收中长波调幅、调频和DRM合一的手持或台式的世界通用型收音机。

Description

一种调幅调频及DRM的通用型收音机

技术领域

本发明涉及一种能接收现行长波、中波和短波调幅信号、调频信号、DRM数字音频广播信号的实时全球数字广播接收机，尤其涉及一种全制式可扩展的音频广播收音机。

技术背景

长期以来人们依赖于长波、中波、短波调幅收音机，接收即时新闻和音乐节目。但由于该传输信道的固有恶劣性，如电离层的波动，多普勒效应以及瞬间的无线电干扰，致使此类接收机的接收质量较差。由于其传送的覆盖面积较大，因此这种发射接收系统仍被广泛采用。而调频广播接收由于其抗干扰性强，所以广泛地用于本地的音乐广播节目中，但是由于其传播距离和频谱利用率低，所以营运成本较高。

由欧洲广播联盟提出并通过的30MHz以下的数字收音机的标准，正是为了解决以上的问题而提出的。该DRM系统采用先进的音频压缩技术和信道编码技术，正交频分调制技术以及实时的信道特性估算技术，能在现行模拟调幅的频带宽度内，有效的传送包括优质的声音、新闻和图片四路信息，并以较小的发射功率覆盖相同的模拟调幅广播的面积。但是，由于多种标准的共存，为接收机的开发提出了更高的标准并带来了相当的难度。

为了接收并展示此新型的广播制式，需要新型的接收机。但就目前的形势而言，阻碍DRM技术大规模应用的主要难点在于接收机的研制。新型的DRM接收机对包括整机功耗，体积以及是否支持DRM全部数据服务在内的诸多问题提出了更高的要求。

发明内容：

本发明的目的是：提供一种全制式可扩展的音频广播收音机，也就是能够收听调幅、调频和DRM的通用型收音机，用以实时地收听全球数字音频广播节目。

本发明的第二个目的是：提供本发明通用型收音机接收DRM信号的方法。

本发明的目的是通过实施下述技术方案来实现的：

一种调幅调频及DRM的通用型收音机，包括有分别与天线连接的DRM数字广播调谐器电路及模拟调频调幅广播接收器电路，其特征在于：还包括有：与数字广播调谐器电路连接的二次变频器电路，与该变频器电路连接的ADC模数转换器电路，分别与DRM数字广播调谐器电路、模拟调频调幅广播接收器电路、ADC模数转换器电路、内存贮器、外存贮器、显示器、键盘、接口电路、音频放大器电路连接的CPU微处理器控制电路；在所述外存贮器中设置有对接收到的DRM数字广播信号进行解码的数字广播解码程序，该程序包括以下步骤：

a、对经ADC模数转换器得到的数字格式的低中频信号进行重采样，之后被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，将同步的结果反馈到数控振荡器(NCO)，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器(DDC)以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

b、对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块，以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

c、信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到1从而产生精确时域同步的低中频信号；

d、单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

e、MSC等级解调器，依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器，得到数字格式的压缩音频信号；

f、将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号。

附加技术特征是：所述一端连接调谐器电路、另一端连接ADC模数转换器电路的二次变频器电路，由分别与前、后级滤波器连接的混频器，以及与该混频器振荡信号输入端连接的本征振荡器所组成。

在本发明中：

模拟调频调幅广播接收电路：接收来自全球的模拟调频调幅广播信号，并经解调处理后送出音频信号。

DRM数字广播调谐器电路：接收来自全球的DRM数字广播信号，並将信号调谐放大；

二次变频器电路：将调谐器电路输出的高中频电压模拟信号转换为低中频电压模拟信号；

ADC模数转换器电路：将低中频电压模拟信号转换成低中频电压数字信号；

音频放大器电路：将解码后得到的数字音频电压信号，通过DAC数模转换器转换成模拟音频电压信号，再进行功率放大后输出至扬声器进行播放；

显示器：用于显示解码过程中获取的节目信息和其他提示信息；

接口电路：用于连接外部USB设备以及Secure Digital(SD)存储卡；

内存贮器：用于为数字广播解码程序提供必要的运行环境，并存储在运行过程中所产生的临时数据。

外存贮器：用于存储对接收到的DRM数字广播信号进行解码的数字广播解码程序；

CPU微处理器控制电路，用于分别控制模拟调频调幅接收电路、DRM数字广播调谐器电路、ADC模数转换器电路、内存贮器、外存贮器、音频放大器电路、显示器、键盘和接口电路；

所述CPU微处理器控制外存贮器，是指控制设置在外存贮器中DRM数字广播解码程序；

所述CPU微处理器，控制DRM数字广播调谐器，将接收到的DRM数字广播信号经调谐放大、变频、模数转换为数字格式的中低频信号，送入数字广播解码程序进行解码，解码过程中获取到的节目信息和其他提示信息被送至屏幕显示器，解码后得到的数字格式的音频流被送入DAC数模转换器转换成模拟音频电压信号，输送到音频放大器，进行功率放大后输送到扬声器进行播放。

在本发明中：

所述通用型收音机接收DRM信号的方法，包括以下步骤：

第一步，将天线接收到的DRM全球数字广播信号，通过调谐器进行调谐放大；

第二步，将调谐器输出的模拟格式的高中频信号，通过二次变频器转换为模拟格式的低中频信号；

第三步，将模拟格式的低中频信号，通过ADC模数转换器被转换成数字格式的低中频信号；

第四步，数字格式的低中频信号经重采样后，被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，同步的结果被反馈到数控振荡器(NCO)，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器(DDC)以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

第五步，在对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

第六步，信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到时间同步器，从而产生精确时域同步的低中频信号；

第七步，单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，和快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

第八步，MSC等级解调器依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器以得到数字格式的压缩音频信号；

第九步，将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号，通过DAC数模转换器被转换为模拟格式的音频电压信号，送到音频放大器中进行功率放大，再送到扬声器进行播放。

本发明的优点在于：

1、克服了多种标准共存的困难，设计出集长波、中波、短波调幅接收，调频接收和DRM接收为一体的具有世界通用性的收音机。

2、二次变频及低中频处理系统具有良好的接收性能，降低了数字处理的计算复杂度。

3、采用通用的CPU计算平台，便于推广和降低成本。

4、灵活的软件体系结构有效地将调幅解调、调频解调、DRM解调及控制部份有机结合在一起，为今后的系统扩展奠定了基础。

5、全面的实现了DRM的接收标准中所规定的功能。这包括各种语音功能，每个收台中的4套节目或数据的处理功能，显示DRM中传送的图片及新闻节目，能接收多语言广播或立体声广播。本发明同时兼容由模拟到数字广播的过渡期间的需求，具有可扩展性并可在软件升级的基础上接收预定义或新的音频广播制式。

附图说明

图1为本发明通用型收音机电路结构原理图

图2为本发明通用型收音机中二次变频器电路结构原理图

图3为发明通用型收音机接收DRM信号方法的步骤示意图

具体实施方式

实施例：调幅调频及DRM的通用型收音机

本机主要组成如下：分别与天线连接的模拟调频调幅广播接收电路和DRM数字广播调谐器电路，与DRM数字广播调谐器电路连接的二次变频器电路，与该变频器电路连接的ADC模数转换器电路，分别与模拟调频调幅广播接收电路、DRM数字广播调谐器电路、ADC模数转换器电路、内存贮器、外存贮器、显示器、键盘、接口电路、以及与DAC数模转换器电路连接的微处理器CPU控制电路，与DAC数模转换器电路连接的音频放大器电路，以及设置在外存贮器中的DRM数字广播解码程序。其中：

模拟调频调幅广播接收电路，采用SiliconLabs Si4734

DRM数字广播调谐器，采用Atmel T4260BM；

二次变频器，采用分离元件搭建，即由分别与前、后级滤波器连接的混频器，以及与该混频器的振荡信号输入端连接的本振振荡器组成；

ADC模数转换器，采用Wolfson WM8731；

微处理器CPU，采用Inte1 PXA270；

显示器，采用Samsung LTV350；

内存贮器，采用Samsung K4T51163QB

外存贮器，采用Spasion S29GL256N10

DAC数模转换器，采用Wolfson WM8731；

音频放大器，采用TDA2822M

接口电路，采用USB接口和Secure Digital(SD)卡接口

键盘，采用矩阵键盘。

设置在外存贮器中的软件为：DRM数字广播信道解码算法程序，该程包括以下步骤：

a、对经ADC模数转换器得到的数字格式的低中频信号进行重采样，之后被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，将同步的结果反馈到数控振荡器(NCO)，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器(DDC)以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

b、对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块，以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

c、信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到时间同步器，从而产生精确时域同步的低中频信号；

d、单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

e、MSC等级解调器，依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器，得到数字格式的压缩音频信号；

f、将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号。

本发明所述通用型收音机接收DRM信号的方法，包括以下步骤：

第一步，将天线接收到的DRM全球数字广播信号，通过调谐器进行调谐放大；

第二步，将调谐器输出的模拟格式的高中频信号，通过二次变频器转换为模拟格式的低中频信号；

第三步，将模拟格式的低中频信号，通过ADC模数转换器被转换成数字格式的低中频信号；

第四步，数字格式的低中频信号经重采样后，被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，同步的结果被反馈到数控振荡器(NCO)，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器(DDC)以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

第五步，在对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

第六步，信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到时间同步器，从而产生精确时域同步的低中频信号；

第七步，单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，和快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

第八步，MSC等级解调器依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器以得到数字格式的压缩音频信号；

第九步，将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号，通过DAC数模转换器被转换为模拟格式的音频电压信号，送到音频放大器中进行功率放大，再送到扬声器中进行播放。

Claims (3)

1、一种调幅调频及DRM的通用型收音机，包括有分别与天线连接的DRM数字广播调谐器电路及模拟调频调幅广播接收器电路，其特征在于：还包括有：与数字广播调谐器电路连接的二次变频器电路，与该变频器电路连接的ADC模数转换器电路，分别与DRM数字广播调谐器电路、模拟调频调幅广播接收器电路、ADC模数转换器电路、内存贮器、外存贮器、显示器、键盘、接口电路、音频放大器电路连接的CPU微处理器控制电路；在所述外存贮器中设置有对接收到的DRM数字广播信号进行解码的数字广播解码程序，该程序包括以下步骤：

a、对经ADC模数转换器得到的数字格式的低中频信号进行重采样，之后被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，将同步的结果反馈到数控振荡器(NCO)，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器(DDC)以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

b、对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块，以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

c、信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到时间同步器，从而产生精确时域同步的低中频信号；

d、单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

e、MSC等级解调器，依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器，得到数字格式的压缩音频信号；

f、将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号。

2、按照权利要求1所述的通用型收音机，其特征在于：所述一端连接调谐器电路、另一端连接ADC模数转换器电路的二次变频器电路，由分别与前级滤波器及后级滤波器连接的混频器，以及与该混频器振荡信号输入端连接的本征振荡器组成。

3、使用权利要求1所述通用型收音机接收DRM信号的方法，包括以下步骤：

第一步，将天线接收到的DRM全球数字广播信号，通过调谐器进行调谐放大；

第二步，将调谐器输出的模拟格式的高中频信号，通过二次变频器转换为模拟格式的低中频信号；

第三步，将模拟格式的低中频信号，通过ADC模数转换器被转换成数字格式的低中频信号；

第四步，数字格式的低中频信号经重采样后，被送入频率同步器中进行频率域的粗略同步，同步的结果被反馈到数控振荡器NCO，数控振荡器根据此结果去校正数字下变频器DDC以同步中频信号的载波，之后该中频信号被送入时间同步器中进行时间域的同步，之后该中频信号被送入正交频分复用(OFDM)解调器中实施解调；

第五步，在对数字格式的低中频信号实施OFDM解调后得到复用流，导频同步模块根据OFDM解调后得到的参考导频计算出频域同步和校正信息，并将此信息送到到重采样模块和DDC模块以对输入信号进行精确频域同步，从而产生精确频域同步的低中频信号；

第六步，信道估计对精确频域同步后的低中频信号执行信道估计运算、均衡信道参数，反馈时域同步信息到时间同步器，从而产生精确时域同步的低中频信号；

第七步，单元解映射器将信道估计后的低中频信号分离为主业务通道(MSC)，业务描述通道(SDC)，和快速访问通道(FAC)三组数据流，之后输入MSC、SDC、FAC等级解调器对数据流分别进行等级解调；

第八步，MSC等级解调器依据经SDC、FAC等级解调器解调后的结果获取MSC数据，并将此MSC数据送往MSC解复用器以得到数字格式的压缩音频信号；

第九步，将数字格式的压缩音频信号，送往源解码器中执行解码，得到数字格式的非压缩音频信号，通过DAC数模转换器被转换为模拟格式的音频电压信号，送到音频放大器中进行功率放大，再送到扬声器中进行播放。

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