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调频多工数据广播系统的设计与实现

作　者: 于丽秋
导　师: 路勇
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 调频多工数据广播系统 RDS编码器 CRC软件实现
分类号: TN934.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 36次
引　用: 2次
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内容摘要


广播数据系统(Radio Data Systems,本文简称RDS)的发展始于20年前欧洲广播联盟(European Broadcast Union,EBU),它是利用调频广播的空闲频谱来实现拓展业务的一种新技术。开发者旨在缓解电台的调谐过程,尤其是当广播的数量日益增长,使用替代频率来避免干扰,将很难保证调谐到某一种电台。使用RDS不仅可以克服这个问题,还可以传送声音信息,还可以传送数据信息,来满足人们对传播媒体的可视化的信息要求。同时,对于利用有限的频谱资源以及为用户提供更多的数据服务也具有很重要的现实意义。本论文的主要研究对象是广播数据系统(RDS)发射端的RDS编码器的电路设计,其主要的研究内容如下：首先,根据RDS编码器所涉及的技术规范,分别从数据信道的调制特性、数据信号的基带编码和数据信号的消息格式三个层次分析了RDS基带信号的波形、差分编码、校验编码以及数据帧的类型。其次,以RDS编码器的原理和技术规范为依据,对RDS编码器的各个组成电路进行了设计,电路设计包括电路设计的方案论证、芯片选型及电路的功能实现。第三,结合RDS编码器对数据编码和处理的功能特点,基于软件开发集成平台MPLAB IDE,对RDS编码器所涉及到的基带信号处理、校验编码、基带信号数据帧输出及双向编码软件部分进行了相应的程序设计与实现。最后,通过软件开发平台MPLAB IDE和模数混合仿真软件Protues ISIS的配合使用,对RDS编码器的各个部分的电路设计和软件设计进行在线调试和仿真测试,使RDS编码器满足电路设计和软件设计的参数要求,实现RDS编码器的电路设计和软件设计的功能,使数据信息在通过RDS编码器后能产生适合于调频发射机发射的数据信号。同时,为了便于后续的研究工作,本论文还对接收端RDS解码器的原理和电路组成结构进行了分析研究,给出了RDS解码器的各个组成部分的电路设计方案及实现相应功能的芯片选取。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 绪论  12-17
  1.1 广播数据系统的研究背景  12-13
  1.2 广播数据系统的发展  13-15
    1.2.1 广播数据系统在国际的发展及应用  13-14
    1.2.2 广播数据系统在我国的发展现状  14-15
  1.3 本课题研究的目的及意义  15
  1.4 本课题所涉及的关键问题  15-16
  1.5 本课题研究的主要内容  16-17
2 广播数据系统(RDS)的基本知识  17-30
  2.1 广播数据系统的原理  17-18
  2.2 数据信道的调制特性(物理层)  18-24
    2.2.1 信道的技术参数  18-19
    2.2.2 基带信号的差分编码  19-20
    2.2.3 基带信号的双相编码  20-21
    2.2.4 数据信道频谱的形成  21-24
  2.3 数据信号的基带编码(数据链路层)  24-26
    2.3.1 基带编码的结构  24
    2.3.2 位传输顺序  24-25
    2.3.3 错误检验码的形成  25-26
  2.4 数据信号的消息格式(会话和表示层)  26-27
  2.5 广播数据系统的发射与接收端的设计原理  27-30
3 广播数据系统编码器的电路设计  30-52
  3.1 发射端编码器的设计原理  30-31
  3.2 广播数据消息源模块的电路设计  31-38
    3.2.1 消息源的输入方式  31-32
    3.2.2 信息的显示方式  32-34
    3.2.3 数据处理控制器的选型  34-37
    3.2.4 消息源电路  37-38
  3.3 差分编码器的电路设计  38-39
    3.3.1 差分编码器的作用  38
    3.3.2 差分编码器电路  38-39
  3.4 极性编码及滤波的电路设计  39-41
    3.4.1 极性编码的电路设计  39-41
    3.4.2 整形滤波器的电路设计  41
  3.5 57KHz副载波信号的电路设计  41-45
    3.5.1 锁相环电路的工作原理  41-43
    3.5.2 锁相环的电路设计  43-44
    3.5.3 三分频的电路设计  44-45
  3.6 位定时器的电路设计  45-48
    3.6.1 24分频器的电路设计  46-47
    3.6.2 2分频器的电路设计  47-48
  3.7 调制器的电路设计  48-50
    3.7.1 波形转换的电路设计  48
    3.7.2 信号调制的电路设计  48-50
  3.8 电源模块的电路设计  50-51
  3.9 本章小结  51-52
4 编码器的软件实现,  52-63
  4.1 数据输入及存储的软件设计  52-54
  4.2 液晶屏的初始化设置  54-57
  4.3 CRC校验码的软件设计  57-59
  4.4 比特流输出的软件设计  59-61
  4.5 双相编码的软件设计  61-62
  4.6 本章小结  62-63
5 编码器电路的仿真测试  63-73
  5.1 副载波信号的仿真测试  63-64
  5.2 位定时信号的仿真测试  64-66
  5.3 消息处理及差分编码的仿真测试  66-69
  5.4 极性编码器的仿真测试  69-71
  5.5 调制器的仿真测试  71-72
  5.6 本章小结  72-73
6 广播数据系统解码器的设计方案  73-80
  6.1 广播数据系统接收机的原理  73
  6.2 广播数据系统解码器的电路组成  73-76
    6.2.1 副载波恢复电路  73-74
    6.2.2 基带信号恢复电路  74-75
    6.2.3 位定时提取电路  75
    6.2.4 广播数据系统解码电路  75-76
    6.2.5 数据处理显示电路  76
  6.3 解码芯片的应用  76-79
  6.4 本章小结  79-80
7 结论  80-81
参考文献  81-83
附录A  83-87
附录B  87-88
附录C  88-90
附录D  90-94
附录E  94-97
作者简历  97-99
学位论文数据集  99

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 广播 > 无线广播 > 调频广播系统
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