基于ID200的數字廣播接收機DF50C系統設計（上）

作者：陳國峰，陸明瑩，張紅升

數字廣播DAB技術(shù)通過(guò)采用合適的音源編解碼方法和糾錯技術(shù)，可提供CD音質(zhì)的節目，通過(guò)采用寬帶多載波的傳輸方法，提高了傳輸過(guò)程中的抗干擾能力。即使高速移動(dòng)接收，也不會(huì )影響收聽(tīng)質(zhì)量。DAB的技術(shù)使得一個(gè)頻段內可以復用多套節目，提高了頻譜利用率。同時(shí)，DAB還可以傳送大量的數據業(yè)務(wù)，例如廣播電文、靜止畫(huà)面、計算機程序等。因此，DAB又被稱(chēng)作數字多媒體廣播（DMB）。

隨著(zhù)數字廣播DAB的發(fā)展，目前全球已有1000多個(gè)DAB/DMB臺開(kāi)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(kāi)發(fā)嚴重滯后。ID200是西安西芯微電子公司近年來(lái)在國內開(kāi)發(fā)的DAB/DMB基帶解碼核心芯片，其集成度、功耗、性能、價(jià)格指標均處于國際領(lǐng)水平，基于此芯片及核心技術(shù)，不僅可以簡(jiǎn)化DAB數字音頻廣播接收機的設計，同時(shí)可以降低DAB數字音頻廣播接收機的成本，進(jìn)而提高其市場(chǎng)競爭力。

DAB基帶芯片ID200簡(jiǎn)介

ID200是一款面積小、功耗低、可用于移動(dòng)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(jìn)行1.5Mbps全速解碼，包括數字混頻、同步/跟蹤和解調?；鶐Ы獯a器可同時(shí)對傳輸幀內的兩路音頻、數據或視頻節目進(jìn)行解碼。解碼后的音頻節目可以通過(guò)片內MPEG L2音頻解碼器播放，而數據/視頻節目可以通過(guò)片外CPU進(jìn)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(jiǎn)單概括為：系統首先將模擬的DAB 中頻信號通過(guò)ADC轉換成數字中頻信號，然后利用數字的方法進(jìn)行IQ分量的分離和濾波從而得到復數形式的OFDM時(shí)域信號，接下來(lái)利用FFT得到各個(gè)副載波的樣點(diǎn)并完成頻率解交織，然后利用FFT計算的結果進(jìn)行DQPSK解調并完成時(shí)間解交織，最后用Viterbi解碼器進(jìn)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(jīng)過(guò)音頻解碼器播放，得到高質(zhì)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(dòng)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(xiàn)。DAB+FM模塊需要一個(gè)MCU 芯片來(lái)控制RF芯片、ID200 、音頻DAC、FM 芯片。接收機生產(chǎn)廠(chǎng)家亦可通過(guò)此MCU 芯片實(shí)現獨特的界面設計及功能擴充?；鶐Ы獯a不需要外加SRAM。

DF50C的硬件結構見(jiàn)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(shí)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(xié)議，RF模塊必須具備能夠接收這兩個(gè)頻段信號的能力；
◆ A/D模塊實(shí)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(shí)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(guò)基帶解碼處理后的數據包括聲音廣播和數據業(yè)務(wù)。聲音廣播業(yè)務(wù)可以繼續進(jìn)行聲音解碼，數據業(yè)務(wù)要送入相應的解碼單元進(jìn)行具體的業(yè)務(wù)解碼。
◆ MCU采用了Microchip的P18f45j10，MCU控制模塊，用來(lái)管理整個(gè)系統中各個(gè)模塊的配置，以及控制各個(gè)模塊的工作和碼流。同時(shí)它也提供人機交互的功能，如響應鍵盤(pán)信息，控制LCD顯示信息。它提供了SPI、I2C等總線(xiàn)接口，方便與外部各模塊的通信。

圖2中虛線(xiàn)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(shù)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(dòng)接收
◆ 靈敏度： -97dBm/3 波段， -97dBm/L 波段
◆ 可實(shí)現DAB 模式 1, 2, 4 的自動(dòng)識別和接收
◆ MPEG L2 音源解碼，支持48KHz, 24KHz 采樣頻率，自動(dòng)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(dòng)態(tài)文字，節目類(lèi)型，DAB 信號強度和BER
◆ 時(shí)間顯示，包括 年，月，日，小時(shí)，分
◆ 提供功能擴展的JTAG USB 界面
◆ 低功耗的DAB分時(shí)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(dòng)搜索模式和手動(dòng)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

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