【参赛】通用软件无线电硬件实验平台--实现FM收音功能

djc001 · 发表于 2013-1-13 18:12:51

本帖最后由 djc001 于 2013-1-14 19:27 编辑

本作品曾参加过第三届的大赛，链接如下，当时还只有数字处理部分，所以没能得到大家的认可，
在2012年实现了FM收音机功能，也算大的改进了，继续参赛。
http://www.crystalradio.cn/forum ... 8&fromuid=38411

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采用高频头CD1616做射频前端，原因就是简单，先用简单成熟的电路验证之前的设计理论和信号处理的方法。高频头输出的中频是36.13M，ADC转换速率是50M，转换后的数字信号先做下变频变换到0频后，然后经过CIC(16倍抽取)+3级半带(8倍抽取)，速率变化为50M/128=390.625KHz，在该速率上进行FM解调，解调后的信号再经过一级半带处理，变化到195.3125KHz，该信号经过经过低通滤波，得到立体声信号中的L+R，通过网络传输到电脑，在电脑上播放，经过实际测试音质非常好。下面介绍下软件。
如下图所示，每一个节点都可以选择选择，选中VOICE_LANDR，就是选择解调后的左右声道，立体声解调部分还没有完全做好。下图是解调后的时域波形。

解调时域的波形.jpg

下面的图显示的是频域的。

解调频域的波形.jpg

电路板上跑的程序是在嵌入式Linux上的编写的程序。主要的流程是同PC建立tcp连接，然后不停的将选中节点数据送到PC处理。

FM的解调算法参考网上的方法，参考下面的网页实现。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_544b095d01015c9u.html
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用软件的录音功能录制的上海地区103.7MHz的内容，因为上传上来的码率是192000，保存的文件时wav格式的，为了减小体积，用软件转成了44.1KHz的MP3文件了，音质还是非常的好，网上链接失效了，把音频链接删除了。

上视频：

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1月14日更新-补充图和软件的一个说明，删除过期的音频链接。
增加一个图，这是解调后的频域，可以看到图中蓝色框中的就是19KHz的导频。
导频.jpg

下图是ADC后的频域的图，可以看到图上的圈起来的都对应的是一个电台。
可以从X坐标上大体看下频率，分别是103.7,105.7.107.7MHz。
ADC标注.jpg

以下图来说明软件的功能，方框所圈的主显示，可以显示频域和时域的数据，用DirectX11编写，响应速度比较理想。FFT采用FFTW3.0库编写，FFT变化速度也比较理想。音频处理部分采用DirectX Audio编写，其实只用了很小的一部分功能。程序采用了多线程处理，界面线程，还有刷新显示的线程和声音播放的线程，程序跑起来占用25%的cpu处理能力，基本上是每起一个线程会占用12%的cpu处理能力，估计和我的cpu相关，我的cpu是4核8线程的，所有正好是1/8。

椭圆框中的就是设定频率用的，其中FIN实际设定的是高频头的接收中心频率，步进50KHz，
配合数字NCO，步进可以做到Hz级别。
后续的软件改进是增加瀑布图功能，增加显示的平均功能和FFT时的加窗处理。
也有计划编写GNURadio的组件，可以配合GNURadio使用。
功能介绍.jpg

硬件上的软件主要是boot程序，u-boot和linux。
boot负责将NorFlash中的u-boot载入SDRAM，
u-boot负责启动linux，
linux是操作系统，我们的收音机的程序就运行在linux下，
主要是将FPGA中的数据不停的发往电脑处理。
FPGA的程序主要是完成数字下变频处理+FM解调处理+解调后的低通滤波提取L+R部分，
如果节点选择的是待解调的数据，FM解调就在电脑上完成。

wanbin1984 · 发表于 2013-1-13 19:36:59

支持DIY贴顶起来

wdmcxkjy · 发表于 2013-1-13 19:49:30

太复杂了，看不懂！

cwer · 发表于 2013-1-13 20:45:53

太复杂了。学习

mirage888 · 发表于 2013-1-13 21:25:58

学习

基度山伯爵 · 发表于 2013-1-14 09:27:40

赞一个能跟上时代的DIY

kevin130 · 发表于 2013-1-14 15:39:40

赞一个,希望介绍的全面而完整,我们大家对软件不是很了解

biterliu · 发表于 2013-1-19 14:31:49

请提供相关的实物照片，电路原理图，涉及控制软件的，请上传相关的控制软件，感谢。

jdsbj · 发表于 2013-1-23 15:30:06

顶下楼主不会写程序如果以后有成熟的可以直接下载和模仿

vvv64 · 发表于 2013-1-23 22:11:29

实现梦想。顶一个！

djxiaoshi · 发表于 2013-1-25 19:17:52

楼主确实牛人啊

sck88888 · 发表于 2013-1-25 20:52:49

确实复杂顶

pgf0707 · 发表于 2013-3-20 21:53:02

太牛了，按这个思路能做个全波段调频调幅的吗

apple199 · 发表于 2013-3-27 15:57:29

可以普及一下原理，来个简单明了的介绍，毕竟多数人还跟不上数字电路的步伐，先把原理推导贴出来，更容易看得懂！

apple88888 · 发表于 2013-5-30 09:58:28

本帖最后由 YRADIO 于 2013-6-3 16:53 编辑

软件无线电是趋势，尤其是高速AD转换的逐渐廉价化..

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