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數字廣播DAB技術通過采用合適的音源編解碼方法和糾錯技術，可提供CD音質的節目，通過采用寬帶多載波的傳輸方法，提高了傳輸過程中的抗干擾能力。即使高速移動接收，也不會影響收聽質量。DAB的技術使得一個頻段內可以復用多套節目，提高了頻譜利用率。同時，DAB還可以傳送大量的數據業務，例如廣播電文、靜止畫面、計算機程序等。因此，DAB又被稱作數字多媒體廣播（DMB）。 隨著數字廣播DAB的發展，目前全球已有1000多個DAB/DMB臺開播，包括中國北京、上海、廣東等地，但DAB/DMB解碼核心芯片仍是瓶頸，接收終端開發嚴重滯后。ID200是西安西芯微電子公司近年來在國內開發的DAB/DMB基帶解碼核心芯片，其集成度、功耗、性能、價格指標均處于國際領水平，基于此芯片及核心技術，不僅可以簡化DAB數字音頻廣播接收機的設計，同時可以降低DAB數字音頻廣播接收機的成本，進而提高其市場競爭力。 DAB基帶芯片ID200簡介 ID200是一款面積小、功耗低、可用于移動和便攜設備的DAB解碼器（DAB基帶解碼器和MPEG L2音頻解碼器）芯片。該芯片可以對DAB傳輸幀進行1.5Mbps全速解碼，包括數字混頻、同步/跟蹤和解調。基帶解碼器可同時對傳輸幀內的兩路音頻、數據或視頻節目進行解碼。解碼后的音頻節目可以通過片內MPEG L2音頻解碼器播放，而數據/視頻節目可以通過片外CPU進一步處理和顯示。芯片上集成了1Mb SRAM。 ID200 DAB基帶解碼器架構如圖1所示。DAB基帶解碼的功能可以簡單概括為：系統首先將模擬的DAB 中頻信號通過ADC轉換成數字中頻信號，然后利用數字的方法進行IQ分量的分離和濾波從而得到復數形式的OFDM時域信號，接下來利用FFT得到各個副載波的樣點并完成頻率解交織，然后利用FFT計算的結果進行DQPSK解調并完成時間解交織，最后用Viterbi解碼器進行信道解碼，從而恢復出DAB節目源數據。節目源（MPEG音頻數據流）再經過音頻解碼器播放，得到高質量的聲音。 圖1： DAB基帶解碼器結構示意圖。 DF50C的硬件結構 DAB接收機DF50C的構成需要ID200芯片 + RF 芯片, 以及ADC 和音頻DAC(驅動耳機)。FM 接收機采用單芯片方案。DAB 接收和FM 接收共享同一根天線。DAB+FM模塊需要一個MCU 芯片來控制RF芯片、ID200 、音頻DAC、FM 芯片。接收機生產廠家亦可通過此MCU 芯片實現獨特的界面設計及功能擴充。基帶解碼不需要外加SRAM。 DF50C的硬件結構見圖2。接收機各部分的功能分別為： ◆ RF芯片采用的是MAX2170，RF模塊完成調諧的功能,同時將射頻DAB信號從Band Ⅲ（174～230 MHz）或者L Band（1452～1492 MHz）搬移到中頻（2.048MHz或38.912MHz）。根據DAB協議，RF模塊必須具備能夠接收這兩個頻段信號的能力； ◆ A/D模塊實現將RF輸出的基帶模擬信號轉換為數字信號，從而方便后面的DAB數字解碼的實現； ◆ 基帶解碼模塊是DAB接收機最核心的部分。完成DAB信道解碼和OFDM解調、DQPSK解調等工作。通過基帶解碼處理后的數據包括聲音廣播和數據業務。聲音廣播業務可以繼續進行聲音解碼，數據業務要送入相應的解碼單元進行具體的業務解碼。 ◆ MCU采用了Microchip的P18f45j10，MCU控制模塊，用來管理整個系統中各個模塊的配置，以及控制各個模塊的工作和碼流。同時它也提供人機交互的功能，如響應鍵盤信息，控制LCD顯示信息。它提供了SPI、I2C等總線接口，方便與外部各模塊的通信。 圖2中虛線框內即為DAB接收機的基帶解碼和信源解碼部分。 圖2： DAB接收機原理框圖。 DF50C的主要技術指標 DAB 接收性能： ◆ 數字廣播標準 DAB ETSI 300 401 ◆ 我國DAB 國家標準GY/T214.2006 ◆ L 波段和3 波段的高速移動接收 ◆ 靈敏度： -97dBm/3 波段， -97dBm/L 波段 ◆ 可實現DAB 模式 1, 2, 4 的自動識別和接收 ◆ MPEG L2 音源解碼，支持48KHz, 24KHz 采樣頻率，自動識別聲道模式，支持單通道、雙通道、立體聲； ◆ LCD 顯示屏， 顯示DAB 節目臺名，動態文字，節目類型，DAB 信號強度和BER ◆ 時間顯示，包括 年，月，日，小時，分 ◆ 提供功能擴展的JTAG & USB 界面 ◆ 低功耗的DAB分時工作模式 ◆ 模塊功耗：140mW@128Kpbs DAB 接收 ◆ DAB+FM 接收機樣機典型功耗：240mW ◆ 電源： 3.0V / 1.8V ◆ DAB+FM 模塊尺寸：35 x 65 x 3 mm2 ◆ DAB+FM 模塊PCB 設計: 僅用2 層金屬 FM 接收性能： ◆ 自動搜索模式和手動搜索模式 ◆ FM 電臺頻率顯示 ◆ RSSI 信號強度顯示 ◆ 支持RDS 數據和文字解碼 ◆ FM IC 功耗：54mW @ FM接收 DF50C軟件設計 FIC解碼實現 FIC是DAB傳輸幀中的快速信息信道，FIC沒有經過時間交織，因此它被稱為快速信息信道，由于它提供了各子信道和業務的索引，因此也是接收機必須首先處理的部分。同時，FIC不是一成不變的，因此對FIC的解碼要周期性的進行，以保證接收機及時針對FIC的變化做出相應的反應。通過FIC解碼流程圖3，FIC解碼后可以清楚地得到每個業務成分的詳細信息，MCU中的MMI程序可以根據這些索引信息控制基帶，選擇自己喜歡的節目。 圖3： FIC解碼流程圖。 MMI軟件設計 DF50C MMI軟件設計可以分為兩大部分，如圖4所示，一部分是由FIC解碼模塊構成的子信道及業務信息解碼模塊和動態文字解碼模塊，另一部分為人機接口模塊，包括人機接口菜單控制模塊、基帶寄存器設置模塊、音頻控制模塊、FLASH存儲模塊、鍵盤輸入模塊、LCD顯示控制模塊、RF控制模塊等。解碼模塊將各種節目相關信息解出后交由人機接口模塊根據用戶的需要來管理和調用。之所以將解碼模塊與人機接口模塊分開是因為解碼模塊與硬件聯系較少，而其它模塊中大都包含硬件接口驅動程序，同時也考慮到人機接口菜單設計結構上的靈活性，將解碼模塊獨立出來，既利于程序在不同硬件上的移植，也使其在人機接口菜單結構改變的情況下仍能被復用。 圖4：MMI軟件設計。 DF50C系統測試 圖5是基于ID200的DAB接收機DF50C系統。DF50C能正確接收Band Ⅲ（174～230 MHz）和L Band（1452～1492 MHz）中每個頻點的DAB信號，并且靈敏度均能達到-97db。可實現在高速移動中對L波段和Ⅲ波段的穩定接收。對比特率為128kbps DAB音頻數據流解碼時，核心模塊（包括RF芯片、AD芯片、基帶芯片和MCU）部分的功耗為130mW。 圖5： DAB接收機DF50C板卡。 DF50C系統集成了FM芯片、時鐘芯片、flash芯片和紅外芯片，完成了DAB、FM的人工和自動頻率搜索，定時開關機，節目收藏以及紅外遙控等功能。DF50C各項技術指標達到設計要求，實現了低成本，低功耗，多功能的DAB接收機設計。該產品的面世填補了中國DAB核心芯片和整機技術的空白，推動DAB在中國的發展。 |
