RDS Encoder jista 'jkun Sempliċi u Low Cost

introduzzjoni
Wara riċerka inizjali tal-EBU-RDS, l-għan li jmiss kien li jirrealizza apparat awtonomu RDS bil-mikrokontrollur Atmel li jkun jista 'jiġġenera fluss RDS mingħajr assistent tal-PC.

Is-subportatur tas-sinjal RDS huwa modulat bl-amplitudni bis-sinjal ikkodifikat bil-forma u bi-fażi. Sabiex tinkiseb kompatibilità mas-sistema ARI, RDS juża DSB-SC, jiġifieri, modulazzjoni ta 'amplitudni ma' subportatur imrażżan. Frekwenza tat-trasportatur ta '57 kHz hija miksuba mit-tielet armoniku ta' 19 kHz ton stereo pilota [1]. Dan il-metodu ta 'modulazzjoni jista' alternattivament jitqies bħala forma ta 'keying shift f'żewġ fażijiet (PSK) b'devjazzjoni tal-fażi ta' ± 90 °. L-ispettru tas-sinjal FM multiplex kompost bi spettru tas-sinjal RDS huwa muri fil-Fig. 1. 

Il-frekwenza bażika tal-arloġġ tinkiseb billi tinqasam il-frekwenza tat-trasportatur trasmess fi 48 li twassal ir-rata tad-dejta bażika tas-sistema tkun 1187.5 bit / s.

Il-Fig. 2 turi l-istruttura tal-kodifikazzjoni tal-faxxa bażi. L-akbar element fl-istruttura jissejjaħ "grupp" li għandu 104 bits. Kull grupp jinkludi 4 blokki b'26 bits. Kull blokka tikkonsisti minn kelma ta ’informazzjoni u kelma ta’ kontroll. Il-kelma Informazzjoni għandha 16-il bit, waqt li l-kelma taċ-ċekk għandha 10 bits. Hemm 16-il grupp differenti, fejn kull grupp jista ’jkun il-verżjoni A u l-verżjoni B. Għal dettalji dwar il-gruppi ara r-rakkomandazzjonijiet RDS tal-EBU [2]. Wara li jiffurmaw gruppi, is-sinjal RDS huwa kkodifikat b'mod differenzjali u jibgħat lil modulatur bi-fażi. 

Bini RDS Encoder
Il-parti ewlenija tal-kodifikatur RDS huwa l-mikrokontrollur Atmel, ATmega8 [3], li jiġbor informazzjoni dwar l-utent, jifforma blokki u gruppi u jiġġenera differenzjali diġitali b'4-bi-fażijiet ikkodifikat tmien darbiet fuq sinjal kampjunat.

Sussegwentement, is-sinjal imur għal 4-bit D / A konvertitur u mbagħad lejn filtru anti-aliasing li joħroġ sinjal tal-bażi tal-RDS. Finalment, sinjal RDS imur għand modulatur DSB-SC fejn jinsab huwa modulat mas-subportatur ta '57 kHz u mbagħad imħallat ma' stereo jew mono FM kompost multiplex sinjal. 


Dijagramma tal-Blokk Encoder RDS
Id-dijagramma tal-blokka tal-kodifikatur RDS tidher fil-Fig. 4. Utent juża t-tastiera biex idaħħal informazzjoni bħal RDS PS, PI, PTY, bandiera tal-mużika / diskors, bandiera mono / stereo u TP bandiera. Hemm ċavetta speċjali għall-bandiera TA li tippermetti t-tmexxija tal-bandiera TA mingħajr ma tidħol fil-programm ta 'setup. Kollha informazzjoni u setup tidħol huma murija fuq l-alfanu-meric 2x16 LCD. It-trattament tal-encoder huwa ċar u intuwittivi u murija fil-Fig. 3. 

Mikrokontrollur Atmel Atmega8 isuq LCD u tastiera jiġbor informazzjoni RDS u mbagħad jiġġenera blokki u gruppi. Il-kompitu li jmiss għal ATmega8 huwa li tiġġenera sinjal bi-fażi differenzjali 4-bit. Blokki oħra fi blokka RDS dijagramma hija spjegata fid-dettall aktar 'il quddiem.

Il-konvertitur D / A ta '4 bit isir bis-sellum R-2R tan-netwerk kif muri fil-Fig. 5 u jipproduċi l-vultaġġ tal-ħruġ skont (1), fejn id-D jieħdu l-valur 0 jew 1 u Vref = 5 V.

Iġġenerat diġitalment tmien darba fuq sinjal RDS kampjunat wara konvertitur D / A u stati relatati ta 'xarabank bit-4-bit huma murija fil-Fig. 6. F'dan il-punt huwa meħtieġ filtru kontra d-aliasing bla xkiel din il-kurva. 

Filtru Anti-Aliasing
Peress li s-sinjal RDS tal-bażi huwa tmien darbiet aktar iġġenerat b'mod diġitali fil-kampjun, qed iseħħu sorvelji. L-ewwel is-sustanza hija 8 x 1.1875 kHz = 9.5 kHz. L-anti-aliasing huwa meħtieġ filtru biex irażżan l-isplużjonijiet. Dan il-filtru huwa ir-raba 'ordni tal-filtru tal-passaġġ baxx attiv u huwa magħmul bil-kaskata ta' tliet stadji ta 'topoloġija tal-filtru MFB. Il-frekwenza tagħha it-tweġiba tidher fil-Fig. 7, fejn jista 'jidher li l- l-ewwel sorvelja hija mrażżna b’madwar 40 dB. Wara li s-sinjal RDS jgħaddi mill-filtru, il-bażi tal-bażi biss Is-sinjal bi-fażi jibqa 'kif muri fil-Fig. 8. 

L-ispettru tas-sinjal tal-fażi bi-fażi tal-bażi huwa muri f ' Fig. 9. Il-frekwenza massima tal-faxxa bażi hija ta '2.4 kHz, u kollha il-frekwenzi 'l fuq minn 2.4 kHz huma mrażżna aktar minn 30 dB.

Modulazzjoni DSB-SC
Faxxa doppja tal-ġenb - modulazzjoni tal-ġarr imrażżna il-metodu huwa deskritt bħala ，

fejn um (t) huwa s-sinjal ta 'modulazzjoni, u ω0 hija ċ-ċirkulari frekwenza tat-trasportatur modulat. Jekk um (t) huwa armonjuż funzjoni bħal,

fejn A hija l-amplitudni tas-sinjal tal-modulazzjoni u ωm hija l-frekwenza ċirkolari tas-sinjal tal-modulazzjoni. Meta tuża (2) u (3) jagħti l-espressjoni DSB-SC kif ġej,

u fl-aħħar f '(5) nistgħu naraw li l-modulazzjoni DSB-SC metodu għandhom faxxa ta 'fuq (ω0 + ωm) u inqas Faxxa tal-ġenb (ω0 - ωm) madwar it-trasportatur imrażżan.

Ir-realizzazzjoni DSB-SC fil-każ tagħna tinkiseb billi jittieħdu kampjuni tas-sinjal tal-fażi bi-fażi bi arloġġ ta '57 kHz u filtrazzjoni ta 'madwar 57 kHz b'filtru tal-faxxa tal-frekwenza. Il-filtru tal-bandpass huwa filtru attiv tar-raba 'ordni (tip Butterworth) muri fil-Fig. 10. 

Il-prinċipju kollu tal-modulazzjoni DSB-SC ma 'dan metodu huwa muri fil-Fig. 11. Wara r-realizzazzjoni DSB-SC metodu, sinjal RDS jikseb il-figura finali kif muri f ' Fig. 12. L-ispettru relatat huwa muri f'Fig 13.

Oscillator tas-Subcarrier 57 kHz
Hemm żewġ modi ta 'operazzjoni skond jekk Encoder RDS jaħdem fil-modalità mono jew stereo. Kif muri aktar kmieni fil-Fig. 4, hemm sinjal tal-kontroll li ġej minn an Mikrokontrollur ATmega8, li, bl-użu ta 'swiċċ diġitali, jiddeċiedi liema oxxillatur tas-subportatur se jintuża. Meta il-kodifikatur RDS jaħdem fil-modalità mono, sottokarrejta ossillatur huwa oxxillatur diġitali kkontrollat ​​mill-kwarz, magħmul bi PLL [4]. Dan għaliex għall-modalità stereo subcarrier għandu jkun maqful mat-tielet armoniku ta 'l- 19-kHz ton-pilota. It - tolleranza tal - frekwenza għal It-ton pilota ta '19 kHz huwa ± 2 Hz; għalhekk it - tolleranza għal il-frekwenza tas-subcarrier matul ix-xandir stereo hija ± 6 Hz. Il-Fig. 14 turi d-dijagramma blokka tas-sistema PLL. L-ewwel, il-filtru tal-passaġġ ta '19 kHz huwa meħtieġ biex jiġi iżolat Toni stereo ta ’19 kHz bil-mod mis-sinjal MPX. Sussegwentement, il sinjal imur għand id-ditekter tal-fażi fejn ikun imqabbel miegħu sinjal VCO maqsum tliet darbiet. Id-ditekter tal-fażi jagħti Sinjal ta 'żball li jgħaddi mill-filtru tal-passaġġ baxx ikkontrollat ​​mill-VCO. Peress li s-sinjal mill-VCO huwa tlieta darbiet maqsuma, il-frekwenza tas-sinjal tal-ħruġ hija tliet darbiet immultiplikat, għalhekk 3x19 kHz = 57 kHz. 

Il-Fig. 14 turi l-forma tal-mewġ ta 'input ta' 19 kHz u 57 kHz tal-ħruġ taċ-ċirkwit PLL. 

Sommarju ta 'Blokk
L-aħħar ħarġa hija li tissomma sinjal RDS bi stereo multiplex kompost FM jew sinjal mono skont dak input tas-sinjal. Nistgħu nużaw resister varjabbli li jintuża biex tissettja l-livell tas-sinjal RDS. Wara s-somma, baffer amplifikatur joħroġ is-sinjal MPX u RDS flimkien bħala muri fil-Fig. 4. L-ispettru relatat jidher fil-Fig. 1.

Kejl tal-Kodifikatur RDS
Wara l-bini tal-encoder RDS, għandna sar diversi kejl. Ir-riżultati kollha kienu simili għal dawk miksuba bis-simulazzjonijiet. Fig. 17. turi l- Sinjal RDS fid-dominju tal-ħin. L-ispettru relatat huwa muri fil-Fig. 18. Prototip tal-encoder RDS huwa muri fil-Fig. 19.

konklużjoni
L-għan kien li sseħħ RDS sempliċi b'mod awtonomu apparat. Dan isir bl-użu ta ’mikrokontrollur wieħed biss għal tiġbor dejta u tiġġenera sinjal bi-fażi. Hemm port fuq encoder RDS li jista 'jintuża biex tikkonnettja ma' PC.

Encoder RDS ġie ttestjat bl-ajru bit-trasmettitur FM u ħadem skont l-aspettattivi. Ix-xogħol futur fuq kodifikatur RDS huwa li jimplimenta frekwenzi alternattivi (AF), test tar-radju (RT), ieħor imtejjeb informazzjoni dwar in-netwerks (EON) u l-ħin tal-arloġġ (CT). 

Jekk inti interessat fl-RDS Encoder, jekk jogħġbok tħossok liberu li tikkuntattjana: [protett bl-email]

Ħalli messaġġ 

Lista messaġġ