በ DSP ዲጂታል ሬዲዮ እንዴት እንደሚሰራ

በ DSP ዲጂታል ሬዲዮ እንዴት እንደሚሰራ

ዲጂታል ሬዲዮ የተሻለ የድምፅ ጥራት የማቅረብ ችሎታው፣ የድግግሞሽ ስፔክትረምን የበለጠ ውጤታማ በሆነ መንገድ የመጠቀም ችሎታው እና እንደ ዘፈን መረጃ ሜታዳታ ያሉ ተጨማሪ ባህሪያትን በማቅረብ ተወዳጅነትን እያገኘ መጥቷል። በዲጂታል ሬዲዮ ልማት ውስጥ ካሉት ቁልፍ ክፍሎች አንዱ የዲጂታል ሲግናል ፕሮሰሰር (DSP) መጠቀም ነው። ይህ ጽሑፍ DSP በመጠቀም ዲጂታል ሬዲዮን ለማዘጋጀት የሚወሰዱትን እርምጃዎች ያብራራል።

ፔንዳሁሉአን

ዲኤስፒ ወይም ዲጂታል ሲግናል ፕሮሰሰር ለእውነተኛ ጊዜ ዲጂታል ሲግናል ፕሮሰሰር የተነደፈ ማይክሮፕሮሰሰር ነው። በዲጂታል ሬዲዮ አውድ ውስጥ፣ ዲኤስፒ የአናሎግ ምልክቶችን ወደ ዲጂታል ይለውጣል፣ እነዚያን ምልክቶች ያስኬዳል፣ እና በመጨረሻም ዲጂታል ምልክቶችን ወደ ድምጽ የሚሰሙ አናሎግ ምልክቶች ይለውጣል።

ዲጂታል ሬዲዮ ለመስራት በርካታ ዋና ዋና ክፍሎች ያስፈልጋሉ፤ እነሱም፡
1. አንቴና፡ የሬዲዮ ምልክቶችን ለመቀበል።
2. ማስተካከያ፡ የሚፈለገውን የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ለመምረጥ።
3. DSP: ለዲጂታል ሲግናል ሂደት።
4. DAC (ዲጂታል-ወደ-አናሎግ መቀየሪያ): ዲጂታል ምልክቶችን ወደ አናሎግ ሲግናሎች ለመመለስ።
5. ድምጽ ማጉያ ወይም የጆሮ ማዳመጫ፡ ለድምጽ ውፅዓት።

ደረጃ አንድ፡ ክፍሎችን መምረጥ

1. አንቴና
ጥቅም ላይ የዋለው አንቴና ለመቀበል ከሚፈልጉት ድግግሞሽ ጋር የሚስማማ መሆን አለበት። ለኤፍኤም ሬዲዮ፣ ቴሌስኮፒክ አንቴና ወይም ቀላል ሞኖፖል አንቴና በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላል።

2. መቃኛ
ማስተካከያው ለአጠቃቀም ዝግጁ የሆነ ሞዱል ወይም እንደ Si4703 ወይም TEA5767 ቺፕ ያለ አካል ሊሆን ይችላል። እነዚህ ሞጁሎች በተለምዶ ከI2C ወይም SPI በይነገጽ ጋር ይመጣሉ፣ ይህም ማይክሮ መቆጣጠሪያን በመጠቀም ድግግሞሹን ለመቆጣጠር ቀላል ያደርገዋል።

3. ዲኤስፒ
የDSP ምርጫ በጣም ወሳኝ ክፍል ነው። በሬዲዮ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ አንዳንድ የተለመዱ DSPዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
– የቴክሳስ ኢንስትሩመንትስ (TI) TMS320 ተከታታይ
– አናሎግ መሳሪያዎች (ADI) SHARC ተከታታይ
- STM32 ተከታታይ ከ DSP ተቀጥላዎች ጋር

4. DAC
እንደ PCM5102 ወይም ES9018 ያሉ DACዎች ጥሩ የድምጽ ጥራት ያላቸው DACዎች ሲሆኑ ዲጂታል ሲግናሉን ወደ አናሎግ ሲግናል ለመቀየር ሊያገለግሉ ይችላሉ።

5. ድምጽ ማጉያ
የበለጠ ግልጽ እና ከፍተኛ ድምጽ ለማሰማት ንቁ ድምጽ ማጉያዎችን መጠቀም ወይም እንደ PAM8403 ያለ ትንሽ ማጉያ ሞጁል መጠቀም ይችላሉ።

የመሣሪያ ዲዛይን

የብሎክ እቅድ

1. አንቴና -> 2. መቃኛ -> 3. DSP -> 4. DAC -> 5. ድምጽ ማጉያ

የዚህ ስርዓት ዋና ሂደት በ DSP ላይ ሲሆን ምልክቱ በአንቴናው ተቀብሎ በተቆጣጣሪው ተመርጦ ከዚያም ለዲጂታል ማቀነባበሪያ ወደ DSP ይገባል፣ እና በመጨረሻም በ DAC ወደ አናሎግ ሲግናል ይቀየራል እና በድምጽ ማጉያው በኩል ይወጣል።

የወረዳ ንድፍ

1. አንቴና
- ከአስተካካይ ግብዓት ጋር የተገናኘ የአንቴና ቀላል ንድፍ።

2. የቃኚ ሞዱል
- ለድግግሞሽ ቁጥጥር ጥቅም ላይ በሚውለው ማስተካከያ እና ማይክሮ መቆጣጠሪያ መካከል ያለው የበይነገጽ ዲያግራም።

3. ዲኤስፒ
- የግብዓት ምልክቶችን ለመቀበል ከማስተካከያው ጋር የተገናኘ የ DSP ሽቦ ዲያግራም እና እንዲሁም ለፕሮግራም ጭነት ከማይክሮ መቆጣጠሪያ ጋር የተገናኘ።

4. DAC
- ከድምጽ ማጉያው ጋር የተገናኘ ከ DSP ወደ አናሎግ ምልክት የዲጂታል ምልክት ልወጣ ዲያግራም።

5. ድምጽ ማጉያ
- አስፈላጊ ከሆነ ድምጽ ማጉያውን ከአምፕሊፋየሩ ጋር የማገናኘት ቀላል ንድፍ።

የጽኑ ትዕዛዝ ትግበራ

ሃርድዌርው አንዴ ከተጠናቀቀ በኋላ የሚቀጥለው እርምጃ በማይክሮ መቆጣጠሪያ እና በ DSP ላይ የሚሰራውን firmware ማዘጋጀት ነው።

መቃኛውን መቆጣጠር

በመጀመሪያ፣ ማይክሮ መቆጣጠሪያዎ ከማስተካከያው ጋር መገናኘት እንደሚችል ያረጋግጡ። የI2C ወይም የSPI ግንኙነትን ለሚጠቀሙ ሞጁሎች፣ የI2C/SPI ቤተ-መጽሐፍትን ከማይክሮ መቆጣጠሪያዎ ጋር ማዋሃድ ያስፈልግዎታል።

የTEA5767 ማስተካከያ ሞጁልን ከአርዱዪኖ ጋር ለመቆጣጠር ምሳሌ ኮድ፡

"`cpp
ያካትታሉ

ባዶነት ማዋቀር () {
Wire.begin(); // I2C ማስጀመር
Serial.begin (9600);
setFrequency(101.1); // ድግግሞሹን ወደ 101.1MHz ያቀናብሩ
}

ባዶ ሉፕ () {
// አያስፈልግም
}

void setFrequency(float frequency) {
uint16_t ድግግሞሽB = 4 (ድግግሞሽ 1000000 + 225000) / 32768;
ባይት ቋት[5]፤
ቋት[0] = ድግግሞሽB >> 8;
ቋት[1] = ድግግሞሽB & 0XFF;
ቋት[2] = 0xB0;
ቋት[3] = 0x10;
ቋት[4] = 0x00;
Wire.beginTransmission(0x60);
Wire.write(ቋፈር፣ 5)፤
Wire.endTransmission();
}
“

የሲግናል ሂደት ከ DSP ጋር

የDSP ፕሮግራሚንግ እንደ DSP አይነት እና አቅም የበለጠ ውስብስብ ሊሆን ይችላል። ለምሳሌ፣ በቴክሳስ ኢንስትሩመንትስ DSP፣ ኮድ ለማዘጋጀት እና ወደ DSP ለመስቀል የኮድ ኮምፖሰር ስቱዲዮ (CCS)ን መጠቀም ይችላሉ።

የኤፍኤም ሲግናልን የሚያፈርስ የDSP የውሸት ኮድ ምሳሌ፡

"`cpp
void main() {
initDSP(); // DSP ን አስጀምር
እያለ (1) {
// ከማስተካከያው ሲግናል ያንብቡ
signalAnalog = readAnalogInput();

// ዲጂታል ሲግናል ሂደት
signalDigital = analogToDigital(signalAnalog);
demodulatedSignal = FM_Demodulate(signalDigital);

// ወደ አናሎግ ሲግናል ቀይር
ውጤት ምልክት = ዲጂታል ወደ አናሎግ (ዲሞዱሌትድ ሲግናል);

// ወደ DAC ይላኩ
sendToDAC(outputSignal);
}
}
“

DAC ን ማዋቀር

በDSP ውስጥ ሂደቱ ከተጠናቀቀ በኋላ፣ ዲጂታል ሲግናል DACን በመጠቀም ወደ አናሎግ መመለስ አለበት። ይህ ማዋቀር በተለምዶ በI2C ወይም SPI በኩል ይከናወናል። የሚጠቀሙት DAC ከDSP ከሚወጣው ዲጂታል ሲግናል ውጤት ጋር ተኳሃኝ መሆኑን ያረጋግጡ።

PCM5102 DACን ከRaspberry Pi ጋር ለመቆጣጠር ቀላል የኮድ ምሳሌ፡

“ፓይዘን
አስመጪ smbus

አውቶቡስ = smbus.SMBus(1)
አድራሻ = 0x4C

def set_volume(volume):
bus.write_byte_data(አድራሻ፣ 0x00፣ መጠን)

ለምሳሌ 0x7F፣ ድምጹን በተወሰነ ደረጃ ያዘጋጁ
ስብስብ_መጠን(127)
“

ሙከራ እና ማረም

መላው ዑደት ከተገናኘ እና firmware ከተሰቀለ በኋላ የሚቀጥለው እርምጃ ሁሉም ክፍሎች በትክክል እየሰሩ መሆናቸውን ለማረጋገጥ መሞከር ነው።

የሙከራ ምክሮች

1. የተጨማሪ ሙከራ ያካሂዱ፡- እያንዳንዱን ክፍል ከማዋሃድዎ በፊት ለየብቻው ይፈትሹ።
2. ኦሲሎስኮፕ ይጠቀሙ፡- በወረዳው ውስጥ በተለያዩ ቦታዎች ላይ የምልክት ሞገድ ቅርፅን ለመመልከት።
3. የጨመረ ማረም፡ ችግር ካለ ወደ DSP ከመሄድዎ በፊት ችግሩን ከHF ክፍል ለይተው ያወጡት።
4. ጣልቃ ገብነትን ትኩረት ይስጡ፡ የአንቴና አቀማመጥ እና መከላከያው የምልክት ጥራትን ሊነኩ ይችላሉ።

በመጨረሻም፣ ሁሉም ክፍሎች በትክክል እየሰሩ ከሆነ፣ ከገነቡት ስርዓት ግልጽ የሆነ የድምፅ ጥራት ያለው ዲጂታል ሬዲዮ ማዳመጥ ይችላሉ።

ከሲምፑላን

ዲጂታል ሬዲዮን በDSP መገንባት የዲጂታል ሲግናል ሃርድዌር እና ፕሮግራሚንግ ጠንካራ ግንዛቤን ይጠይቃል። በጥንቃቄ እቅድ ማውጣት እና ትክክለኛ የክፍል ምርጫ በማድረግ ከፍተኛ ጥራት ያለው ዲጂታል ሬዲዮ መፍጠር ይችላሉ። DSP በምልክት ማቀነባበሪያ ውስጥ ተለዋዋጭነትን ይሰጣል እና በባህላዊ አናሎግ ዘዴዎች የማይቻሉ በርካታ ተጨማሪ ባህሪያትን ያስችላል። የራስዎን ዲጂታል ሬዲዮ በመገንባት ይደሰቱ እና የጉልበትዎን ፍሬ ይደሰቱ!