CN109861941B - 一种用于广播信号的数字化解调方法 - Google Patents
一种用于广播信号的数字化解调方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109861941B CN109861941B CN201910090547.8A CN201910090547A CN109861941B CN 109861941 B CN109861941 B CN 109861941B CN 201910090547 A CN201910090547 A CN 201910090547A CN 109861941 B CN109861941 B CN 109861941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- signal
- frequency
- digital
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
- Superheterodyne Receivers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于广播信号的数字化解调方法，其解调系统主要包括载波侦听模块、数字式鉴频鉴相模块、软阈值解调输出模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器。本发明的解调方法能够实现对声信号的数字化解调，其采用数字式鉴频鉴相模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器构成数字式锁相环路，实现将输入的信号锁定，并通过软阈值解调输出模块输出“1”“0”来控制最终的数字输出。
Description
技术领域
本发明属于信号解调技术领域，具体涉及一种用于广播信号的数字化解调方法。
背景技术
近几年来，随着数字电路的发展，扬声器的应用越来越广泛，包括校园，音乐厅，商贸广场，影剧院，飞机和车辆内等等。扬声器阵列在数据的发射过程中，运用传统的解调方法难免会造成数据的丢失和失真，而在声源阵列中加入数字式锁相环路解调不仅使回路具有锁定时间短，精度高，同步误差小，电路稳定性高等优点，同时避免了模拟电路直流零点漂移、可靠性低等缺点。数字式锁相环路是一种离散的时间器件，因此不可避免的会产生相位的变化。
原来的传输方式是模拟信号，传输距离有限，而且容易混入干扰。尤其是在英语考试听力等对播放音质要求比较高的场合，广播方式的背景噪声常常会影响到考生的听力效果。因此目前的教室倾问于每名学生采用无线耳机接收信号。但是这种方式又给听力作弊等不良行为提供了机会，同时也容易使部分同学由于耳机的性能差异而影响到考试的公平性。因此，采用数字传输方式的分布式声学信号广播在教育领域具有实际的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于广播信号的数字化解调方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于广播信号的数字化解调方法：解调系统包括载波侦听模块、数字式鉴频鉴相模块、软阈值解调输出模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器；
所述载波侦听模块：用于鉴别扬声器阵列发出的信号，是否为有用信号，若为有用信号，则给数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块一个使能信号让其开始工作，若不是有用信号，则不工作；
所述数字式鉴频鉴相模块：用来比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的频率差和相位差；
所述软阈值解调输出模块：输出“1”“0”来控制最终的输出，通过设置高、低电平阈值来实现；
所述动态加减脉冲模块：此模块采用动态脉冲的K计数器，此计数器具有两个计数器，分别有计数和减数的功能；该模块实时控制本地信号的频率和周期；当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率；本模块中K值取2，其动态范围为0，1；
所述数字式小数阶频率控制模块：实现信号的高精度输出，减少相位噪声和锁定时间；当动态加减脉冲模块的动态脉冲的K计数器K值到达1时，加载一次数据；
所述数字式控制振荡模块：实现电压频率的转换，它的输出信号的振荡频率会随着输人控制电压的变化而变化，直到输入到数字式鉴频鉴相模块的频率稳定；
分频器：得到在一定频率内的信号；
其中，数字式鉴频鉴相模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器构成数字式锁相环路，实现将输入的信号锁定；当未锁定时，输出的信号是一些不规律的波形，经过持续的输出，当输入波形逐渐达到输出波形时，达到锁定状态，具体解调的方法，包括以下步骤：
(1)启动扬声器阵列，载波侦听检测是否为所需信号，若为所需信号，数字式锁相环路开始工作，同时发出使能信号，保证数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块的状态；
(2)经过数字式鉴频鉴相模块，使用同步逻辑比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的相位差，判断其是否锁定，若相位差为零时，即达到锁定状态；
(3)通过动态加减脉冲模块实时控制本地信号的频率和周期，当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率，通过此过程来使数字式锁相环路达到锁定状态；
(4)下一步经过数字式小数阶频率控制模块，当动态脉冲K计数器达到1时，加载数据，控制本地信号的周期，提高下一次循环的锁定效果；
(5)下一步通过数字式控制振荡模块使输出信号的频率达到稳定状态；
(6)再通过分频器得到在某特定频率内的信号；
(7)下一步，分频器输出的本地信号输入到数字式鉴频鉴相模块时，提取其脉冲个数，并用计数器记录；
(8)再一步，经过软阈值解调输出模块时，判步骤7的断脉冲个数是否小于高电平阈值，若不小于，则输出解调信号为“1”，若小于则继续判断；若脉冲个数不大于低电平阈值时，输出解调信号为“0”，反之输出解调信号保持不变。
本发明的优点和有益效果为：
本发明的解调方法能够实现对声信号的数字化解调，其采用数字式鉴频鉴相模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器构成数字式锁相环路，实现将输入的信号锁定，并通过软阈值解调输出模块输出“1”“0”来控制最终的数字输出。
附图说明
图1是本发明的用于广播信号的数字化解调方法的解调系统框图。
图2是本发明的用于广播信号的数字化解调方法流程图。
图3是本发明的用于广播信号的数字化解调方法的仿真图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
参见附图，一种用于广播信号的数字化解调方法，其解调系统主要包括载波侦听模块、数字式鉴频鉴相模块、软阈值解调输出模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器。
载波侦听模块：用于鉴别扬声器阵列发出的信号，是否为有用信号，若为有用信号，则给数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块一个使能信号让其开始工作，若不是有用信号，则不工作。
数字式鉴频鉴相模块：此模块主要用来比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的频率差和相位差，一般数字式鉴频鉴相模块是采用异或门或者JK触发器，而本数字式鉴频鉴相模块是同步逻辑来进行辨别，当他们相位零误差时，达到锁定状态。
软阈值解调输出模块：输出“1”“0”来控制最终的输出，通过设置高、低电平阈值来实现。当脉冲个数不小于高电平阈值时，输出解调信号为“1”；当脉冲个数于不大于低电平阈值时，输出解调信号为“0”；当脉冲个数小于高电平阈值且大于低电平阈值时，输出解调信号保持不变。
动态加减脉冲模块：此模块采用动态脉冲的K计数器，此计数器具有两个计数器，分别有计数和减数的功能；该模块实时控制本地信号的频率和周期；当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率，通过此过程来使数字式锁相环路达到锁定状态；本模块中K值取2，其动态范围为0，1。
数字式小数阶频率控制模块：实现信号的高精度输出，减少相位噪声和锁定时间。当动态加减脉冲模块的动态脉冲的K计数器K值到达1时，加载一次数据；当每输入特定个数的振荡时钟沿时，预分频器输出一个时钟沿，最终所产生的时钟沿，就是最后得到分频的结果，即可实现相关同步时钟的准确提取。
数字式控制振荡模块：实现电压频率的转换。在有限的范围内，它的输出信号的振荡频率会随着输人控制电压的变化而变化，直到输入到数字式鉴频鉴相模块的频率稳定。
分频器：得到在一定频率内的信号。
其中，数字式鉴频鉴相模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器构成数字式锁相环路，实现将输入的信号锁定。当未锁定时，输出的信号是一些不规律的波形，经过持续的输出，当输入波形逐渐达到输出波形时，达到锁定状态。具体解调的方法，包括以下步骤：
(1)启动扬声器阵列，载波侦听检测是否为所需信号，若为所需信号，数字式锁相环路开始工作，同时发出使能信号，保证数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块的状态；
(2)经过数字式鉴频鉴相模块，使用同步逻辑比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的相位差，判断其是否锁定，若相位差为零时，即达到锁定状态；
(3)通过动态加减脉冲模块实时控制本地信号的频率和周期，当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率，通过此过程来使数字式锁相环路达到锁定状态；
(4)下一步经过数字式小数阶频率控制模块，当动态脉冲K计数器达到1时，加载数据，控制本地信号的周期，提高下一次循环的锁定效果；
(5)下一步通过数字式控制振荡模块使输出信号的频率达到稳定状态；
(6)再通过分频器得到在某特定频率内的信号；
(7)下一步，分频器输出的本地信号输入到数字式鉴频鉴相模块时，提取其脉冲个数，并用计数器记录；
(8)再一步，经过软阈值解调输出模块时，判步骤7的断脉冲个数是否小于高电平阈值，若不小于，则输出解调信号为“1”，若小于则继续判断；若脉冲个数不大于低电平阈值时，输出解调信号为“0”，反之输出解调信号保持不变；
(9)根据实现的情况，更改阈值，达到去除噪声的目的，进一步加强了抗干扰能力，得到最终理想的输出。图3为仿真后的结果。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种用于广播信号的数字化解调方法，其特征在于：其解调系统包括载波侦听模块、数字式鉴频鉴相模块、软阈值解调输出模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器；
所述载波侦听模块：用于鉴别扬声器阵列发出的信号，是否为有用信号，若为有用信号，则给数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块一个使能信号让其开始工作，若不是有用信号，则不工作；
所述数字式鉴频鉴相模块：用来比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的频率差和相位差；
所述软阈值解调输出模块：输出“1”“0”来控制最终的输出，通过设置高、低电平阈值来实现，当脉冲个数不小于高电平阈值时，输出解调信号为“1”；当脉冲个数于不大于低电平阈值时，输出解调信号为“0”；
所述动态加减脉冲模块：此模块采用动态脉冲的K计数器，所述K计数器具有两个计数器，分别有计数和减数的功能；该模块实时控制本地信号的频率和周期；当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率；本模块中K值取2，其动态范围为0，1；
所述数字式小数阶频率控制模块：实现信号的高精度输出，减少相位噪声和锁定时间；当动态加减脉冲模块的动态脉冲的K计数器K值到达1时，加载一次数据；
所述数字式控制振荡模块：实现电压频率的转换，它的输出信号的振荡频率会随着输入控制电压的变化而变化，直到输入到数字式鉴频鉴相模块的频率稳定；
分频器：得到在一定频率内的信号；
其中，数字式鉴频鉴相模块、动态加减脉冲模块、数字式小数阶频率控制模块、数字式控制振荡模块和分频器构成数字式锁相环路，实现将输入的信号锁定；当未锁定时，输出的信号是一些不规律的波形，经过持续的输出，当输入波形逐渐达到输出波形时，达到锁定状态，具体解调的方法包括以下步骤：
(1)启动扬声器阵列，载波侦听检测是否为所需信号，若为所需信号，数字式锁相环路开始工作，同时发出使能信号，保证数字式鉴频鉴相模块和软阈值解调输出模块的状态；
(2)经过数字式鉴频鉴相模块，使用同步逻辑比较外部输入信号和从分频器输出的本地信号的相位差，判断其是否锁定，若相位差为零时，即达到锁定状态；
(3)通过动态加减脉冲模块实时控制本地信号的频率和周期，当K值有借位时，则根据所设定的参数来减少本地信号的时钟周期，来降低输出信号的频率；当K值有进位时，则根据所设定的参数来增加本地信号的时钟周期，提高输出信号的频率，通过此过程来使数字式锁相环路达到锁定状态；
(4)下一步经过数字式小数阶频率控制模块，当K计数器达到1时，加载数据，控制本地信号的周期，提高下一次循环的锁定效果；
(5)下一步通过数字式控制振荡模块使输出信号的频率达到稳定状态；
(6)再通过分频器得到在某特定频率内的信号；
(7)下一步，分频器输出的本地信号输入到数字式鉴频鉴相模块时，提取其脉冲个数，并用计数器记录；
(8)再一步，经过软阈值解调输出模块时，判断步骤7的断脉冲个数是否小于高电平阈值，若不小于，则输出解调信号为“1”，若小于则继续判断；若脉冲个数不大于低电平阈值时，输出解调信号为“0”，反之输出解调信号保持不变。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910090547.8A CN109861941B (zh) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 一种用于广播信号的数字化解调方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910090547.8A CN109861941B (zh) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 一种用于广播信号的数字化解调方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109861941A CN109861941A (zh) | 2019-06-07 |
| CN109861941B true CN109861941B (zh) | 2022-07-01 |
Family
ID=66896847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910090547.8A Active CN109861941B (zh) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 一种用于广播信号的数字化解调方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109861941B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102055543A (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 博通集成电路（上海）有限公司 | 解调广播接收机 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10205044A1 (de) * | 2002-02-07 | 2003-08-21 | Philips Intellectual Property | Digitaler Phase Locked Loop |
-
2019
- 2019-01-30 CN CN201910090547.8A patent/CN109861941B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102055543A (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 博通集成电路（上海）有限公司 | 解调广播接收机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 单片机直接测频的调频广播监测解调方法;焦杰 等;《单片机与嵌入式系统应用》;20161231(第8期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109861941A (zh) | 2019-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20140350923A1 (en) | Method and device for detecting noise bursts in speech signals | |
| US20160112223A1 (en) | Signal processing device | |
| US7844020B2 (en) | Transmission system, transmitter, receiver, and transmission method | |
| CN109861941B (zh) | 一种用于广播信号的数字化解调方法 | |
| CN104022761A (zh) | 一种脉冲调制信号的测试方法 | |
| JP6227174B2 (ja) | 共有バスシステム内で非同期マスタデバイス基準クロックを使用して組合せバスクロック信号を生成すること、ならびに関連する方法、デバイス、およびコンピュータ可読媒体 | |
| JP3659476B2 (ja) | 期間幅ウインド技法を用いる位相偏移キーイング復調器および復調方法 | |
| CN106060714A (zh) | 一种降低音源噪声的控制方法及装置 | |
| JPH05336534A (ja) | レベル検出回路 | |
| JP6457452B2 (ja) | クロック再生回路 | |
| CN203691424U (zh) | 一种短波电台组合音的快速测试装置 | |
| JP3463653B2 (ja) | 識別レベル自動調整回路 | |
| CN103856315B (zh) | 一种信号捕获方法、装置及u盾 | |
| Dempsey | Design and evaluation of a fundamental frequency recorder for complex sounds | |
| CN219124334U (zh) | 一种校准音源的频率偏差的耳机放大器 | |
| JP3171205B2 (ja) | 変調周波数検出回路 | |
| JP2000295193A (ja) | 同期検出装置 | |
| JP2000138588A (ja) | パルス幅信号変換回路 | |
| JPS6143886A (ja) | デ−タ識別回路 | |
| Shakeri et al. | A 1 volt CMOS 2/4 level FSK digital demodulator for pager applications | |
| JP2528133B2 (ja) | 双方向デジタル伝送システム | |
| JPH075701Y2 (ja) | トリガ検出回路 | |
| JPS61144181A (ja) | サンプリングロツク再生回路 | |
| JPH0961515A (ja) | 電波到来時間測定装置 | |
| CN115856383A (zh) | 一种多通道准同步的触发装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210929 Address after: No. 2009, unit 3, building 1, No. 555, north section of Yizhou Avenue, high tech Zone, Wuhou District, Chengdu, Sichuan 610095 Applicant after: Sichuan Tianyuan hongchuang Technology Co.,Ltd. Address before: 300387 Tianjin city Xiqing District West Binshui Road No. 393 Applicant before: TIANJIN NORMAL University |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231109 Address after: 1-1-701, No.1 Huixue Road, Xuefu Industrial Zone, Xiqing District, Tianjin, 300382 Patentee after: Tianjin Xinmeng Microelectronics Technology Co.,Ltd. Address before: No. 2009, unit 3, building 1, No. 555, north section of Yizhou Avenue, high tech Zone, Wuhou District, Chengdu, Sichuan 610095 Patentee before: Sichuan Tianyuan hongchuang Technology Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |