基于FPGA的數(shù)模同播調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)模同播調(diào)頻廣播是一種實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)頻廣播向數(shù)字廣播發(fā)展的最佳過渡技術(shù)。該技術(shù)在盡量不干擾模擬調(diào)頻廣播的前提下,按照一定的標(biāo)準(zhǔn),將數(shù)字廣播信號(hào)疊加在模擬調(diào)頻廣播頻段(88~108MHz)內(nèi)傳輸,在模擬調(diào)頻廣播頻段內(nèi)同時(shí)提供模擬調(diào)頻廣播節(jié)目和數(shù)字廣播節(jié)目。該技術(shù)能夠充分利用現(xiàn)有模擬調(diào)頻廣播的頻譜資源,實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)頻廣播向數(shù)字廣播的平滑過渡。
　　本文首先分析了數(shù)模同播的基本概念,研究了數(shù)模同播調(diào)頻廣播的主要標(biāo)準(zhǔn):歐洲的 DRM+標(biāo)準(zhǔn)和美國

2、的 FM HD Radio標(biāo)準(zhǔn)。仿真了調(diào)頻立體聲編碼、調(diào)制的過程以及 OFDM信號(hào)的頻譜。針對(duì)基于 DDS的調(diào)頻立體聲結(jié)構(gòu)中輸出雜散問題,提出了一種 DDS雜散來源的分析模型,研究了不同 DDS輸出雜散的來源、位置及影響。另外,通過對(duì)數(shù)字廣播信道編碼中交織模塊和 IFFT模塊的研究,設(shè)計(jì)了一種基于改進(jìn)IFFT算法的 OFDM調(diào)制器,能夠節(jié)省存儲(chǔ)器資源。
　　其次,設(shè)計(jì)了一種基于 FPGA的數(shù)模同播調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī),本發(fā)射機(jī)主要由前端

3、音頻采集模塊、FPGA最小系統(tǒng)模塊和數(shù)模同播上變頻模塊組成。設(shè)計(jì)了模擬音頻放大、采集以及數(shù)字音頻接收電路。發(fā)射機(jī)以 Altera公司 Cyclone III系列 FPGA為核心,能夠滿足調(diào)頻立體聲編碼、OFDM基帶信號(hào)處理及部分時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)要求,同時(shí)基于 Nios II嵌入式軟核處理器搭建了系統(tǒng)控制平臺(tái)。數(shù)模同播上變頻電路以雙路正交數(shù)字上變頻器為核心,將基帶調(diào)頻信號(hào)和 OFDM信號(hào)分別調(diào)制到射頻載波后,合成數(shù)模同播信號(hào),最后通過一

4、個(gè)截止頻率為110 MHz的模擬 LC低通濾波器濾波后送天線發(fā)射。
　　最后,測試了本發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)性能,重點(diǎn)測試了前端音頻采集功能;調(diào)頻立體聲輸出信號(hào)的頻譜寬度、頻偏及載波的相位噪聲;OFDM輸出信號(hào)的中心頻率、頻譜寬度及帶肩比。測試結(jié)果表明,本發(fā)射機(jī)系統(tǒng)性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)完整。通過不同的軟件配置,能夠?qū)崿F(xiàn) DRM+標(biāo)準(zhǔn)和 FM HD Radio標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射實(shí)驗(yàn),為我國數(shù)模同播調(diào)頻廣播的研究提供了一個(gè)通用的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái),具有廣闊的應(yīng)用前