調(diào)頻廣播(FM)一直在人們的娛樂生活中占有非常重要的地位，廣大從事消費(fèi)電子設(shè)計(jì)的廠商都在諸如MP3,、智能手機(jī),、PDA等產(chǎn)品中嵌入FM部分。而RDS數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)(Radio Data System)正是利用調(diào)頻立體聲中的副載波,，在傳輸音頻節(jié)目的同時(shí)為用戶提供各種數(shù)據(jù)信息服務(wù),，如廣播節(jié)目單，緊急通告,，道路交通信息,。盡管國(guó)內(nèi)除了臺(tái)灣香港之外很少有帶有RDS功能的電臺(tái)，但這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展得卻相當(dāng)成熟,，而且需求也在不斷的猛增,，本文所介紹的模塊正是基于這方面的應(yīng)用,，為車載音響系統(tǒng)提供調(diào)頻接收和RDS信息服務(wù)，下面主要介紹調(diào)頻模塊的設(shè)計(jì)及音頻處理和RDS數(shù)據(jù)的處理,。
1 S14730／31外圍電路設(shè)計(jì)
S14730／31是工業(yè)上最早的高集成度的CMOSAF／FM收音接收芯片,。因?yàn)镾1473X內(nèi)置DSP的先進(jìn)數(shù)字低中頻構(gòu)架，僅需少數(shù)幾個(gè)外圍元件,，且無需人工調(diào)校,，便能實(shí)現(xiàn)從天線輸入到音頻輸出的所有AM／FM接收功能。該模塊不僅體積小,，質(zhì)量輕,，而且支持多種串行控制方式，所以特別適用于車載音響及其他小型的便攜設(shè)備中,。S14730／31是一種多功能的解決方案,，它的主要功能包括：先進(jìn)的自動(dòng)搜臺(tái)算法；靜音功能,；自動(dòng)校準(zhǔn)數(shù)字調(diào)頻,；FM立體聲處理；供模擬和數(shù)字語(yǔ)音輸出,。
由于S1473X把天線輸入至音頻輸出的所有功能全部集成于單個(gè)芯片上使得以S1473X為核心的收音機(jī)電路設(shè)計(jì)過程變得簡(jiǎn)單,。S1473X的外圍電路如圖1所示。
注意事項(xiàng)：
(1)所有的地線都要與PCB板上的地直接相連,。
(2)管腳1和20,，沒有連接，懸空,。
(3)管腳2與FM的天線接口相連,，管腳4與AM的天線接口相連。
(4)S14730／31要盡可能放置在天線附近,，讓AMI和FMI兩個(gè)管腳的路徑盡可能短,。
2 RDS數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)介紹
RDS(Radio Data System)數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)是近幾年來出現(xiàn)在無線廣播領(lǐng)域的一項(xiàng)高新技術(shù)。它利用現(xiàn)有的調(diào)頻設(shè)備把一些非聲音數(shù)據(jù)的額外數(shù)據(jù)通過調(diào)制后加載到調(diào)頻立體聲信道的附加信道上,，這樣,，在這些多增加的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，RDS數(shù)據(jù)廣播系統(tǒng)就擁有了處理數(shù)據(jù),、文字,、符號(hào)和信息的能力，能用于交通信息廣播,，廣播尋呼,、背景音樂，具有可大面積組網(wǎng)，可靠性高等顯著特點(diǎn),，基于RDS方案將會(huì)顯示出越來越多的技術(shù)優(yōu)越性,。
2．1 RDS廣播信號(hào)
調(diào)頻自動(dòng)搜索技術(shù)的實(shí)現(xiàn)要以RDS數(shù)據(jù)源即RDS廣播數(shù)據(jù)為背景條件，也就是需要當(dāng)?shù)貜V播系統(tǒng)的支持,。RDS接收機(jī)的調(diào)頻波段在87．5～108．0 MHz范圍,，相鄰電臺(tái)波段間隔至少100 kHz，在57 kHz上加載上副載波數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括電臺(tái)類型,、節(jié)目類型、交通公告,、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,、天氣預(yù)告等，同時(shí)提供了開放式接口,，為特殊用戶提供數(shù)據(jù)文本應(yīng)用通道,。RDS廣播技術(shù)的實(shí)質(zhì)是利用調(diào)頻立體聲(FM)廣播的副載波攜帶數(shù)據(jù)信息的一種工作方式。RDS數(shù)據(jù)經(jīng)過FSK調(diào)制,，成為載波為57 kHz的RDS數(shù)據(jù)信號(hào),，RDS的數(shù)據(jù)信號(hào)和電臺(tái)本身播放的聲音信號(hào)混合，成為復(fù)合信號(hào),，然后經(jīng)過FM調(diào)制進(jìn)行發(fā)送,。
2．2 RDS常用功能簡(jiǎn)介
PI(Program Identification)：是一個(gè)16位的二進(jìn)制數(shù)，它表明一種電臺(tái)的發(fā)射,，如果收音機(jī)發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)發(fā)射機(jī)使用同一代碼,，可以認(rèn)為兩者發(fā)射的節(jié)目是相同的。于是收音機(jī)可以依據(jù)信號(hào)較強(qiáng)和質(zhì)量較好來決定使用哪一個(gè)發(fā)射臺(tái),。
PS(Program Servicename)：是一個(gè)八個(gè)字符的字符串,，用來識(shí)別正在接受的電臺(tái)。PI碼只能由機(jī)器讀出,，而PS則設(shè)計(jì)成讓聽眾看見，知道當(dāng)前收聽的是哪一個(gè)電臺(tái),。
PTY(Program Type Code)：用來確認(rèn)當(dāng)前節(jié)目屬于RDS標(biāo)準(zhǔn)中制定的32種節(jié)目類型中的哪一類節(jié)目,，例如新聞，時(shí)事,，天氣,，兒童節(jié)目等。
TP(Traffic Program Identification)：帶交通節(jié)目信息的電臺(tái)識(shí)別,，TP只有一位,。它表明正在收聽到電臺(tái)，實(shí)際上是正在收聽到節(jié)目中可能要發(fā)布交通、旅游通告,。汽車駕駛員在不熟悉的地區(qū)可以利用它作為尋找交通信息及旅游新聞的辦法,。
RT(Radio Text)：用于顯示正在播放的節(jié)目的相關(guān)信息，例如當(dāng)前播放歌曲的名字,，演唱者等,，類似于CD／MP3的附加信息。
RT+(Radio Text Plus)：是RT的擴(kuò)張功能,，也是RDS2009年修訂的新標(biāo)準(zhǔn)中增加的新功能,。主要用于顯示歌曲演唱者等一些細(xì)節(jié)追蹤，滾動(dòng)新聞標(biāo)題,，當(dāng)前廣播電臺(tái)的一些信息,，比如電臺(tái)的網(wǎng)址，熱線電話等,。RT+向下與RT完全兼容,。
2．3 RDS的數(shù)據(jù)格式
RDS信號(hào)發(fā)送是遵循一種內(nèi)部協(xié)議的，該協(xié)議規(guī)定了RDS數(shù)據(jù)的具體格式及其相應(yīng)的含義,。從信號(hào)發(fā)送角度看,，每8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)被稱為一個(gè)數(shù)據(jù)包，它是信號(hào)發(fā)送的最基本單位,。一種類型的數(shù)據(jù)包稱之為一種group,，group類型有g(shù)roup 0A，group 0B,，group1A,，group 1B，…,，group 15A,，group 15B共32種。
1 group=4 block=104 b
1 block=16 b data+10 b校驗(yàn)位
從數(shù)據(jù)內(nèi)容含義角度,，RDS數(shù)據(jù)被成套分組分節(jié)的組織在一起,。每組數(shù)據(jù)與發(fā)送角度的數(shù)據(jù)包概念相對(duì)應(yīng)，也是由8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)組成,。但一套R(shí)DS數(shù)據(jù)中每組數(shù)據(jù)都各不相同,，內(nèi)容上各自有不同的特定含義。再往下,，每組RDS數(shù)據(jù)內(nèi)又分為4個(gè)節(jié)的數(shù)據(jù),，每節(jié)占兩個(gè)字節(jié)，不同節(jié)也有各自不相同的特定含義,。一定數(shù)量組的RDS數(shù)據(jù)結(jié)合在一起,，形成一套完整的RDS數(shù)據(jù),。隨著時(shí)間的推移，播放節(jié)目的跟進(jìn),，相鄰套R(shí)DS數(shù)據(jù)的具體內(nèi)容可能會(huì)有所變化,，但內(nèi)容性質(zhì)都是固定而統(tǒng)一不變的。圖2是RDS數(shù)據(jù)各個(gè)塊及具體位的定義,。
其中：A3～A0表示數(shù)據(jù)組的編號(hào),，大小從0～15；B0表示數(shù)據(jù)組的版本類型,，分A和B兩種,；PI code表示電臺(tái)的惟一標(biāo)識(shí)，每一組數(shù)據(jù)組都包含PI code,；TP表示當(dāng)前電臺(tái)是否包含交通信息,；PT4～PT0共5位，用于顯示當(dāng)前的節(jié)目類型,；checkword+offset A,，B，C,，D是10 b的校驗(yàn)位加偏移量,，用于數(shù)據(jù)同步和錯(cuò)誤校驗(yàn)。
3 RDS功能的軟件實(shí)現(xiàn)
本文討論通過車載常用芯片S1473X來實(shí)現(xiàn)RDS的接收功能,。由于S1473X內(nèi)置數(shù)字信號(hào)處理器,，具有RDS數(shù)據(jù)的解碼功能，不需要再配備單獨(dú)的解碼芯片,，也免去了軟件編程中控制數(shù)據(jù)同步及錯(cuò)誤校驗(yàn)等工作,，只通過發(fā)送指令，讀取指令的返回值,，便能輕松完成,。下面先熟悉S14 73X的指令格式。
3．1 S1473X的指令格式
S1473X通過指令和響應(yīng)與系統(tǒng)控制器進(jìn)行信息交換,，為了執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作,，系統(tǒng)控制器發(fā)送一個(gè)字節(jié)的指令和若干個(gè)字節(jié)的相關(guān)參數(shù)。S1 473x執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作并根據(jù)命令的類型返回對(duì)應(yīng)的狀態(tài)字節(jié)和若干個(gè)響應(yīng)字節(jié),。S1473X的完整控制過程依次由下面4個(gè)部分組成：
命令CMD：由主控制器發(fā)送,，用來控制S1473X的行為，如上電,、掉電或調(diào)諧到指定的頻率上；
參數(shù)ARG：由主控制器發(fā)送,，是描述命令的參數(shù),，用來進(jìn)一步指定命令的具體行為。如調(diào)諧到指定頻率的命令，其參數(shù)包含了指定的頻率,；
狀態(tài)STATUS：由S1473X返回,，每一條命令都有1 B的狀態(tài)返回，用來指示該命令的執(zhí)行情況,。如中斷狀態(tài),，是否準(zhǔn)備就緒等；
響應(yīng)RESP：由S1473X返回,，當(dāng)控制器發(fā)送的是讀取數(shù)據(jù)的命令時(shí),，由S1473X返回讀取的內(nèi)容。例如FM_RDS_STATUS,，讀取的就是RDS的數(shù)據(jù)狀態(tài),。
3．2 RDS功能的實(shí)現(xiàn)
通過發(fā)送命令0X24，也即函數(shù)FM-RDS_STATUS來獲取當(dāng)前頻道的RDS信息,，并從RDS堆棧中讀取一個(gè)空值,。其中RDS的信息包括同步狀態(tài)標(biāo)志位、堆棧狀態(tài)標(biāo)志位,、整個(gè)群組的信息(塊A,，B，C,，D)和每塊傳遞的錯(cuò)誤信息,。另外屬性命令0X1500，RDS_INT_SOURCE負(fù)責(zé)與RDS有關(guān)的中斷配置,。屬性命令0X1501,，RDS_INT_FIFO_COUNT負(fù)責(zé)設(shè)置在RDSRECV標(biāo)志位置1之前，RDS堆棧中存放RDS群組數(shù)據(jù)的最小值,。因?yàn)橛行㏑DS的功能顯示,，比如顯示電臺(tái)節(jié)目名稱，歌曲名等信息,，需要幾組的RDS群組數(shù)據(jù)才能傳送完畢,，所以RDS堆棧必須要有一定的存儲(chǔ)能力，才能將信息完整地顯示,。整個(gè)RDS功能實(shí)現(xiàn)的流程如圖3所示,。
4 結(jié)語(yǔ)
最近幾年我國(guó)像手機(jī)、MP3,，PDA等提供信息服務(wù)功能的終端發(fā)展越來越快,，功能也趨向一體化，集多種信息服務(wù)功能為一體的智能終端是這些便攜式設(shè)備的發(fā)展方向,，很多消費(fèi)者希望在他們的掌上產(chǎn)品中增加FM功能,，而RDS等數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)由于是利用現(xiàn)有覆蓋面很廣的廣播網(wǎng)絡(luò),，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投入很少，而且很多調(diào)頻芯片已經(jīng)集成了RDS解碼功能,，所以RDS功能的實(shí)現(xiàn)變得簡(jiǎn)單易行,。相信FM+RDS一定會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用。