1、    利用調頻立體聲基帶傳送數據信息的原理及實現        李 華1, 鄭 明1, 范 雄1 時間:2009年01月16日     字 體: 大 中 小        關鍵詞:        摘? 要：關鍵詞： 調頻立體聲? 廣播數據系統(RDS) 副載波? 同步?1 數據

2、廣播原理1.1技術原理所謂RDS技術是利用調頻多工技術,在調頻廣播的富余頻帶內增設一個副載波信道,用以傳送數據信息。?在圖1中,RDS數據信號占用了57±2.4kHz的基帶頻率,它不會干擾立體聲廣播,也不會降低其質量,同時,它也不會受到廣播節目的干擾。1.2信息發送格式?1.3 信源編碼及解碼? 相應地生成矩陣G。發射端通過一個16信息比特m(x)與16×26的G矩陣相乘,所得結果再與每個塊特有的偏置字(10個比特)模二加,便產生一個26比特的數據系列。接收端RDS解碼器獲得RDS時鐘信號和RDS數據信號。接收到的無差錯的比特系列與校驗矩陣H相乘,便得到偏置字所對應的伴隨式

3、(校驗字),從而建立起數據流的塊同步和組同步。實際上,把偏置字加到每一塊里,就等同于把誤碼加到每一塊里,即偏置字相當于誤碼系列。如果信道上沒有別的誤碼,在收到的信息里就能通過計算伴隨式找到偏置字,從而確定接收到的數據塊是A、B、C、D中的哪一塊,即實現了同步。2 信息發射系統及編碼器2.1發射系統框圖計算機用來編輯將要發送的各種數據信息,如廣告、路況信息等,由控制管理程序通過RS232串行口發送到FM-RE602編碼器。FM-RE602是RDS信號編碼器,它接收主機發來的數據信息,并產生符合RDS規范的數據鏈,該數據流經過波形變換后,同57kHz的副載波信號進行抑制副載波的雙邊帶調幅,最后送到

4、VHF/FM發射機上去。從圖3可以看出,利用調頻立體聲廣播發送數據信息只需在原有基礎上增加一臺計算機和FM-602編碼器即可達到目的。?2.2 FM-RE602編碼器RDS編碼器是發射系統的重要部件,目前國內尚無此類產品,而國外RDS編碼器電路復雜、價格昂貴。為此,研制開發了符合RDS規范的FM-RE602編碼器。編碼器從主機接收的數據信息是二進制的數據系列。由于矩形脈沖的頻譜很寬,在數據傳輸過程中為了節省頻帶,需要將二進制數據系列中的1和0分別變換成圖4所示的固定波形。?該波形作為調制信號,送往一個乘法器電路,與57kHz副載波相乘,其輸出便是二相差分相移鍵控信號(DPSK),其頻譜分布如圖

5、5所示。?與國外編碼器采取硬件濾波方法獲得圖4所示的輸出波形不同的是,FM-RE602編碼器使用了波形合成法,即是將理想波形取樣后,存放在1K字節存儲器中,并通過D/A變換器輸出對應波形。FM-RE602編碼器硬件框圖如圖6所示。單片機MCU選用80C31,其串行通訊口經MAX232芯片驅動后,通過9針插頭三線(Tx,Rx,GND)方式接到主機。?圖6中,中斷的頻率為1187.5Hz,接到80C31的外部中斷0,CPU計數到26,就發送出一塊數據。其控制程序根據數據塊中的0和1的狀態從EPROM中取出相應的波形數據,經DAC0832后,形成了所要的波形。乘法器選用MC1496,一路為57kHz

6、載波信號,另一路為D/A輸出信號,相乘得到抑制載波的信號。因為是方波調制,所以此信號包含許多諧波頻率成分。為得到純凈信號,需經過帶通濾波,濾波器選用MAX275四階帶通濾波器,其f0=57kHz,Bf=4.8kHz, Q=f0/Bf=11.875。該信號經測試,完全符合RDS規范要求。3 數據信息接收裝置接收卡硬件框圖如圖7所示。接收卡工作在調頻頻段內的某一特定頻率,因此前端部分與普通調頻收音機相似,包括高頻放大、混頻、中放等。混頻信號放大后,經過57kHz帶通濾波器,送至RDS解碼芯片。RDS解碼芯片選用SAA6579T,它直接采樣輸入信號并輸出時鐘和數據。輸出的時鐘信號作為同步信號接到MCU的外部中斷輸入口,由中斷服務程序通過P1.0口讀取數據。?通過硬件電路雖然能恢復出發射端送來的二進制系列的數據信號,但還需通過軟件方法找到同步字、糾錯、除去冗余位,將有效的數據信息通過串行口發送到信息顯示裝置,其軟件流程如圖8所示。?利用調頻立體聲基帶信號傳送數據信息,只需在各地現有調頻臺的基礎上,在發射端增加一臺FM-RE602編碼器即可對在無線電波覆蓋范圍內的信息接收裝置進行信息傳輸,具有覆蓋面廣、投資少、見效快的特點。經在武漢、哈爾濱等地進行的試驗表明：系統運行穩定,數據傳輸可靠,對主信道信號沒有產生干擾,完全達到了設計要求。毫