Чӣ тавр радиои рақамиро бо DSP сохтан мумкин аст
Радиои рақамӣ бинобар қобилияти он барои таъмини сифати беҳтари садо, истифодаи самараноктари спектри басомад ва хусусиятҳои иловагӣ ба монанди метамаълумоти иттилооти суруд маъруфияти бештар пайдо кардааст. Яке аз ҷузъҳои калидӣ дар таҳияи радиои рақамӣ истифодаи протсессори сигнали рақамӣ (DSP) мебошад. Дар ин мақола қадамҳои таҳияи радиои рақамӣ бо истифода аз DSP баррасӣ мешаванд.
Пендахулуан
DSP, ё Протсессори Сигнали Рақамӣ, як микропротсессорест, ки махсус барои коркарди сигнали рақамӣ дар вақти воқеӣ тарҳрезӣ шудааст. Дар заминаи радиои рақамӣ, DSP сигналҳои аналогиро ба рақамӣ табдил медиҳад, ин сигналҳоро коркард мекунад ва дар ниҳоят сигналҳои рақамиро ба сигналҳои аналогии шунидашаванда бармегардонад.
Барои сохтани радиои рақамӣ якчанд ҷузъҳои асосӣ лозиманд, яъне:
1. Антенна: Барои қабули сигналҳои радиоӣ.
2. Тюнер: Барои интихоби басомади радиои дилхоҳ.
3. DSP: Барои коркарди сигнали рақамӣ.
4. DAC (Табдилдиҳандаи рақамӣ ба аналогӣ): Барои табдил додани сигналҳои рақамӣ ба сигналҳои аналогӣ.
5. Баландгӯяк ё гӯшмонак: Барои баромади садо.
Қадами аввал: Интихоби ҷузъҳо
1. Антенна
Антеннаи истифодашуда бояд ба басомаде, ки шумо мехоҳед қабул кунед, мувофиқ бошад. Барои радиои FM, одатан антеннаи телескопӣ ё антеннаи оддии монополӣ истифода мешавад.
2. Тюнер
Тюнер метавонад модули омода барои истифода ё ҷузъе ба монанди чипи Si4703 ё TEA5767 бошад. Ин модулҳо одатан бо интерфейси I2C ё SPI муҷаҳҳаз мешаванд, ки идоракунии басомадро бо истифода аз микроконтроллер осон мекунад.
3. DSP
Интихоби DSP қисми муҳимтарин аст. Баъзе DSP-ҳои маъмуле, ки дар барномаҳои радиоӣ истифода мешаванд, инҳоянд:
– Силсилаи Texas Instruments (TI) TMS320
– Силсилаи дастгоҳҳои аналогӣ (ADI) SHARC
– Силсилаи STM32 бо дастгоҳҳои периферии DSP
4. DAC
DAC ба монанди PCM5102 ё ES9018, ки DAC-ҳо бо сифати хуби аудио мебошанд, метавонанд барои табдил додани сигнали рақамӣ ба сигнали аналогӣ истифода шаванд.
5. Баландгӯяк
Шумо метавонед баландгӯякҳои фаъолро истифода баред ё модули хурди тақвиятдиҳандаро ба монанди PAM8403 барои тавлиди садои равшантар ва баландтар истифода баред.
Тарроҳии дастгоҳ
Нақшаи блокӣ
1. Антенна -> 2. Тюнер -> 3. DSP -> 4. DAC -> 5. Баландгӯяк
Коркарди асосии ин система дар DSP сурат мегирад, ки дар он сигнал аз ҷониби антенна қабул карда мешавад ва аз ҷониби тюнер интихоб карда мешавад, сипас барои коркарди рақамӣ ба DSP ворид мешавад ва дар ниҳоят аз ҷониби DAC ба сигнали аналогӣ табдил дода мешавад ва тавассути баландгӯяк бароварда мешавад.
Схемаи схемавӣ
1. Антенна
– Диаграммаи оддии антеннае, ки ба вуруди тюнер пайваст карда шудааст.
2. Модули тюнер
– Диаграммаи интерфейси байни тюнер ва микроконтроллере, ки барои идоракунии басомад истифода мешавад.
3. DSP
– Диаграммаи симкашии DSP, ки ба тюнер барои қабули сигналҳои вурудӣ пайваст карда шудааст ва инчунин ба микроконтроллер барои боргузории барнома пайваст карда шудааст.
4. DAC
– Диаграммаи табдили сигнали рақамӣ аз DSP ба сигнали аналогӣ, ки ба баландгӯяк пайваст карда шудааст.
5. Баландгӯяк
– Диаграммаи оддии пайваст кардани баландгӯяк ба тақвиятдиҳанда, агар лозим бошад.
Татбиқи нармафзор
Пас аз анҷоми сахтафзор, қадами навбатӣ таҳияи нармафзори нармафзорест, ки дар микроконтроллер ва DSP кор хоҳад кард.
Идоракунии тюнер
Аввалан, боварӣ ҳосил кунед, ки микроконтроллери шумо метавонад бо тюнер муошират кунад. Барои модулҳое, ки аз алоқаи I2C ё SPI истифода мебаранд, ба шумо лозим меояд, ки китобхонаи I2C/SPI-ро ба микроконтроллери худ муттаҳид кунед.
Намунаи рамз барои идоракунии модули тюнери TEA5767 бо истифода аз Arduino:
"`cpp
дохил кунед
сабти ботил () {
Wire.begin(); // Оғозкунии I2C
Serial.begin (9600);
setFrequency(101.1); // Басомадро ба 101.1MHz муқаррар кунед
}
ҳалқаи ботил () {
// лозим нест
}
басомади шинокунанда (басомади мавқуфгузошташуда) {
uint16_t басомадB = 4 (басомад 1000000 + 225000) / 32768;
буфери байт[5];
буфер[0] = басомадB >> 8;
буфер[1] = басомадB & 0XFF;
буфер[2] = 0xB0;
буфер[3] = 0x10;
буфер[4] = 0x00;
Wire.beginTransmission(0x60);
Wire.write(буфер, 5);
Wire.endTransmission();
}
""
Коркарди сигнал бо DSP
Барномасозии DSP вобаста ба намуд ва имкониятҳои DSP метавонад мураккабтар бошад. Масалан, бо DSP-и Texas Instruments, шумо эҳтимолан аз Code Composer Studio (CCS) барои таҳия ва бор кардани код ба DSP истифода хоҳед бурд.
Намунаи псевдокод барои DSP, ки сигнали FM-ро демодул мекунад:
"`cpp
void main() {
initDSP(); // DSP-ро оғоз кунед
дар ҳоле ки (1) {
// Сигнали тюнерро хонед
signalAnalog = readAnalogInput();
// Коркарди сигнали рақамӣ
signalDigital = analogToDigital(signalAnalog);
демодуляцияшудаСигнал = FM_Demodulate(signalDigital);
// Табдил додан ба сигнали аналогӣ
outputSignal = digitalToAnalog(демодуляцияшудаиSignal);
// Ба DAC фиристед
sendToDAC(outputSignal);
}
}
""
Танзими DAC
Пас аз анҷоми коркард дар DSP, сигнали рақамӣ бояд бо истифода аз DAC ба сигнали аналогӣ баргардонида шавад. Ин танзим одатан тавассути I2C ё SPI анҷом дода мешавад. Боварӣ ҳосил кунед, ки DAC-и истифодакардаи шумо бо баромади сигнали рақамӣ аз DSP мувофиқ аст.
Намунаи оддии рамз барои идоракунии DAC PCM5102 бо Raspberry Pi:
"`питон
воридоти smbus
автобус = smbus.SMBus(1)
суроға = 0x4C
def set_volume(volume):
bus.write_byte_data(суроға, 0x00, ҳаҷм)
Баландии овозро дар сатҳи муайян, масалан, 0x7F, муқаррар кунед
ҳаҷми_маҷмӯа(127)
""
Санҷиш ва ислоҳи хатогиҳо
Пас аз пайваст кардани тамоми схема ва бор кардани нармафзори насбшуда, қадами навбатӣ санҷиш аст, то боварӣ ҳосил кунад, ки ҳамаи ҷузъҳо дуруст кор мекунанд.
Маслиҳатҳои санҷишӣ
1. Санҷиши афзоянда: Пеш аз якҷоя кардани ҳар як ҷузъ алоҳида санҷед.
2. Осциллографро истифода баред: Барои мушоҳидаи шакли мавҷи сигнал дар нуқтаҳои гуногуни занҷир.
3. Ислоҳи афзоянда: Агар мушкиле вуҷуд дошта бошад, пеш аз ворид шудан ба DSP, мушкилотро аз ҷузъи HF ҷудо кунед.
4. Ба халалрасонӣ диққат диҳед: Мавқеи антенна ва муҳофизат метавонад ба сифати сигнал таъсир расонад.
Ниҳоят, агар ҳамаи ҷузъҳо дуруст кор кунанд, шумо метавонед радиои рақамиро бо сифати садои возеҳ аз системаи сохтаатон гӯш кунед.
Хулоса
Сохтани радиои рақамӣ бо истифода аз DSP фаҳмиши амиқи сахтафзор ва барномасозии сигнали рақамиро талаб мекунад. Бо банақшагирии бодиққат ва интихоби дурусти ҷузъҳо, шумо метавонед радиои рақамии баландсифат эҷод кунед. DSP дар коркарди сигнал чандирӣ фароҳам меорад ва як қатор хусусиятҳои иловагиро, ки бо усулҳои анъанавии аналогӣ имконнопазиранд, фароҳам меорад. Аз сохтани радиои рақамии худ лаззат баред ва аз самараи меҳнати худ лаззат баред!
