FM调制结构

I2S

ADC

PCM

LPF:15KHz

Upample

LPF:15KHz

Upsample

MPX Encoder

CORDIC

Upsample

DUC/ADC

结构说明

需要确定DUC的输入符号率 f D U C f_{DUC} fDUC。
确定音频ADC的采样率。若这里采用半带插值滤波，因此，输入采样率必须满足 f a d c = f D U C 2 n f_{adc}=\frac{f_{DUC}}{2^{n}} fadc=2nfDUC。若输入采样率不可调，则可以通过法罗滤波器实现音频采样率的转换。这里也可以采用CIC滤波器，CIC滤波器需要和补偿滤波器配套使用。
由于FM调频要求音频频率范围是 30 ≤ f P C M ≤ 15000 30 \leq f_{PCM} \leq 15000 30≤fPCM≤15000Hz。因此，需要做一个15KHz的低通滤波器。同时，该处还包含一个预加重滤波器。
MPX编码器，完成M、S信号的调制与合成，19KHz的导频插入，RDS信号调制。 M P X ( t ) = M ( t ) + S ( t ) c o s ( 2 π f 38 k h z t ) + c o s ( 2 π f 19 k h z t ) + r d s ( t ) c o s ( 2 π f 57 k h z t ) MPX(t)=M(t)+S(t)cos(2\pi f_{38khz}t)+cos(2\pi f_{19khz}t)+rds(t)cos(2\pi f_{57khz}t) MPX(t)=M(t)+S(t)cos(2πf38khzt)+cos(2πf19khzt)+rds(t)cos(2πf57khzt)
完成调频信号。
插值到 f D U C f_{DUC} fDUC。
由DUC实现将频道搬移到任意频点。

实现

在确定音频采样率时，采样率越高，频响越好。
15KHz低通滤波，过度带宽设计得较窄，尽量在低符号率下做。
预加重滤波器，可以通过幅度-频率进行设定。当设计需要时，也可以采取多级实现。
在MPX编码时，需要将所有的信号插值到统一符号率。因此，这里可以用较高的符号率。这里，19K，38K，57K可以通过ROM存储波形。
将相位进行累加得到 P a c c u ( t ) P_{accu}(t) Paccu(t)，同时，通过 s ( t ) = e − j P a c c u ( t ) s(t)=e^{-jP_{accu}(t)} s(t)=e−jPaccu(t)
若调频后的信号符号率与后端不一致，则需要额外的插值滤波。
通过配置DUC，将FM信号搬移到76~108MHz的任意频率上。

FM的解调结构

ADC

NCO

DownSample

19K

38K

BPF:23-53

BPF:0-15KHz

L,R

现将FM信号的频谱搬移到基带。有效带宽200KHz。
恢复19KHz导频信号，并倍频成38KHz。
与38KHz混频，得到S信号。
通过M和S信号，得到L和R信号。

实现

中频处理

中频的变化范围为87~108MHz。因此，FM工作频段为21MHz。
根据奈奎斯特采样定理，不考虑过度带宽的情况下，ADC的最低采样速率为42MHz。
带通采样定理：
f H M ≤ f s ≤ f L M − 1 0 ≤ M ≤ f H B \frac{f_H}{M}\leq f_s\leq \frac{f_L}{M-1} \\ 0 \leq M\leq \frac{f_H}{B} MfH≤fs≤M−1fL0≤M≤BfH
可知， M = 2 , 3 , 4 , 5 M=2,3,4,5 M=2,3,4,5满足带通采样条件，这里， F s = 80 F_s=80 Fs=80MHz。
ADC采样后的信号和NCO进行混频，可以得到基带信号。由于调频基带信号的带宽较小，因此，可以将基带信号的速率降至200ksps左右。可以使用CIC或半带滤波进行，半带滤波只能为2的N次方抽取。

基带信号处理

带通滤波，分别滤出S和M的信号。
恢复19K信号，然后2倍频，最后。

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