手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻fm調(diào)制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，包括電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、MCU單片機(jī)、數(shù)字調(diào)頻單元，電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元順次連接，MCU單片機(jī)均與數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元連接。數(shù)字調(diào)頻單元包括CPU處理器、SPI接口、頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器均與CPU處理器連接，頻偏參考值寄存器通過SPI接口連接數(shù)字音頻均衡器，壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器均與MCU單片機(jī)連接。它可對音頻信號進(jìn)行高精度、快速、平滑的進(jìn)行調(diào)頻處理，適合大數(shù)據(jù)語音通信的需求。
【專利說明】手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超短波通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]超短波頻段手持式對空電臺，通常是指以地波或空間波視距傳輸?shù)氖殖质诫娕_，它主要由收發(fā)信機(jī)、天線和電源等部分組成。它主要應(yīng)用于民航、鐵路、公安、防汛、防火等部門專用通信指揮調(diào)度系統(tǒng)，特別是用于空降、空投、訓(xùn)練等野外任務(wù)及機(jī)場應(yīng)急保障等對空引導(dǎo)指揮任務(wù)。
[0003]目前，國內(nèi)主要采用的超短波頻段手持式對空電臺主要是日本ICOM艾可慕、美國摩托羅拉、新西蘭大吉、加拿大創(chuàng)新，日本日精和健伍的產(chǎn)品，這些設(shè)備能較好滿足日常的地空通信。
[0004]超短波電臺主要采用振幅調(diào)制和單邊帶調(diào)制。單邊帶電臺與調(diào)幅電臺相比，具有節(jié)省頻譜、節(jié)約功率、便于多路復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，調(diào)頻調(diào)制的抗干擾性能優(yōu)于調(diào)幅制和單邊帶制，不過這些進(jìn)口產(chǎn)品僅支持調(diào)幅話音工作模式，不支持對調(diào)頻話音工作模式。
[0005]目前，射頻通信領(lǐng)域在信號調(diào)頻時(shí)，采用將模擬音頻信號進(jìn)行多次混頻調(diào)制濾波放大的技術(shù)方案，采用這種方案涉及的器件多，電路較為復(fù)雜，存在控制不夠靈活，銜接困難、不夠平滑、調(diào)節(jié)精度差、處理速度慢，很難適應(yīng)大數(shù)據(jù)語音通信的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行超短波對空通信時(shí)，采用進(jìn)口的設(shè)備，其僅支持AM話音工作模式，不支持對FM話音工作模式的技術(shù)缺陷，同時(shí)現(xiàn)有的信號調(diào)頻采用將模擬音頻信號進(jìn)行多次混頻調(diào)制濾波放大的技術(shù)方案，采用這種方案涉及的器件多，電路較為復(fù)雜，存在控制不夠靈活，銜接困難、不夠平滑、調(diào)節(jié)精度差、處理速度慢，很難適應(yīng)大數(shù)據(jù)語音通信的需求的技術(shù)問題，本發(fā)明提供手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，包括電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、MCU單片機(jī)、數(shù)字調(diào)頻單元，電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元順次連接，MCU單片機(jī)均與數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元連接。數(shù)字調(diào)頻單元包括CPU處理器、SPI接口、頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器均與CPU處理器連接，頻偏參考值寄存器通過SPI接口連接數(shù)字音頻均衡器，壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器、CPU處理器均與MCU單片機(jī)連接。
[0008]本發(fā)明的工作原理是，電平調(diào)整器將輸入的音頻信號進(jìn)行放大、濾波，達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換器的工作要求，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號，傳送給數(shù)字音頻均衡器，數(shù)字音頻均衡器在MCU單片機(jī)的控制下進(jìn)行數(shù)字音頻處理，得出數(shù)字音頻信號的頻偏參考值，數(shù)字音頻均衡器將數(shù)字音頻信號連同頻偏參考值通過SPI接口傳遞給頻偏參考值寄存器，MCU單片機(jī)根據(jù)數(shù)字音頻均衡器計(jì)算的頻偏參考值計(jì)算出調(diào)頻中心頻率和頻偏基數(shù)系數(shù)，將調(diào)頻中心頻率傳遞給壓控振蕩器、將頻偏基數(shù)系數(shù)傳遞給頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，同時(shí)向CPU處理器發(fā)送FM連續(xù)調(diào)制命令，CPU處理器調(diào)用頻偏參考值寄存器的數(shù)字音頻信號和頻偏參考值，壓控振蕩器的調(diào)頻中心頻率、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器的偏基數(shù)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，對數(shù)字音頻信號進(jìn)行調(diào)頻，處理完的音頻信號進(jìn)行輸出。
[0009]和現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行超短波對空通信時(shí)，采用只支持AM話音工作模式，不支持對FM話音工作模式的技術(shù)方案，同時(shí)現(xiàn)有的FM信號調(diào)頻采用將模擬音頻信號進(jìn)行多次混頻調(diào)制濾波放大的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用電平調(diào)整器來放大音頻信號，采用A/D轉(zhuǎn)換器來講模擬音頻信號數(shù)字化，采用數(shù)字音頻均衡器在MCU單片機(jī)的控制下處理數(shù)字音頻信號并計(jì)算出頻偏參考值，將頻偏參考值傳遞給數(shù)字調(diào)頻單元的頻偏參考值寄存器，在MCU單片機(jī)計(jì)算出調(diào)頻中心頻率和頻偏基數(shù)系數(shù)并分別傳輸給數(shù)字調(diào)頻單元的壓控振蕩器和頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，并向CPU處理器發(fā)送FM連續(xù)調(diào)制命令，CPU處理器調(diào)用各調(diào)頻參數(shù)對數(shù)字音頻信號進(jìn)行調(diào)頻，調(diào)頻結(jié)束后輸出給下一個(gè)單元的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案是全數(shù)字化的信號調(diào)頻方案，和現(xiàn)有技術(shù)的模擬調(diào)頻方案有實(shí)質(zhì)的區(qū)別，本發(fā)明的技術(shù)方案具有實(shí)質(zhì)的特點(diǎn)，為現(xiàn)有技術(shù)做出了貢獻(xiàn)，本發(fā)明解決了現(xiàn)有模擬調(diào)頻技術(shù)存在的涉及器件多，電路較為復(fù)雜，存在控制不夠靈活，銜接困難、不夠平滑、調(diào)節(jié)精度差、處理速度慢的技術(shù)問題，它可以對音頻信號進(jìn)行高精度、快速、平滑的調(diào)頻處理，本發(fā)明操作簡單、靈活，適合大數(shù)據(jù)語音通信的需求，本發(fā)明的技術(shù)方案代表未來技術(shù)趨勢，它具有很好的工業(yè)實(shí)用性和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
[0010]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高模擬音頻信號的質(zhì)量，便于A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣，作為優(yōu)選，手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，還包括交流直流合路器、直流信號發(fā)生器，電平調(diào)整器連接交流直流合路器，交流直流合路器連接A/D轉(zhuǎn)換器，交流直流合路器還與直流信號發(fā)生器連接。
[0011]以上是對手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力的進(jìn)一步改進(jìn)。在原有的模擬音頻信號上疊加了直流分量信號，能更好地滿足A/D轉(zhuǎn)換器的需求，提高音頻信號的采樣精度。
[0012]為了進(jìn)一步優(yōu)化，確保疊加的直流分量信號能被有效地濾除，作為優(yōu)選，手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，還包括數(shù)字高通濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器連接數(shù)字高通濾波器，數(shù)字高通濾波器連接數(shù)字音頻均衡器。
[0013]以上是對手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的數(shù)字信號處理能力的進(jìn)一步改進(jìn)。通過數(shù)字高通濾波器有效濾除直流信號，得到一個(gè)八位有符號數(shù)的模擬原始的音頻信號，從而保證音頻信號的純正性。
[0014]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高電平調(diào)整器的模擬音頻處理能力，作為優(yōu)選，手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，電平調(diào)整器包括AGC增益控制器、濾波器，AGC增益控制器連接濾波器、濾波器連接交流直流合路器。
[0015]以上是對手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力的進(jìn)一步改進(jìn)。采用AGC增益控制器和濾波器相互配合，可以實(shí)現(xiàn)既放大了音頻信號，又保證音頻信號的品質(zhì)。[0016]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路模擬音頻處理能力，作為優(yōu)選，手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路還包括數(shù)字電位器，交流直流合路器連接數(shù)字電位器，數(shù)字電位器連接A/D轉(zhuǎn)換器。
[0017]以上是對手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力的進(jìn)一步改進(jìn)。數(shù)字電位器具有調(diào)節(jié)精度高、噪聲低，可靠性高、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，非常適合模擬音頻信號的調(diào)幅處理。
[0018]為了進(jìn)一步優(yōu)化，確保數(shù)字電位器的工作品質(zhì)，作為優(yōu)選，數(shù)字電位器型號為AD8400。
[0019]以上是對手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的工作穩(wěn)定性的進(jìn)一步改進(jìn)。AD8400具有工作可靠性高、壽命長，調(diào)節(jié)靈活等特點(diǎn)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.和現(xiàn)有技術(shù)在音頻信號調(diào)頻時(shí)，采用將模擬音頻信號進(jìn)行多次混頻調(diào)制濾波放大的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用MCU單片機(jī)來控制整個(gè)數(shù)字音頻信號調(diào)頻過程，數(shù)字音頻均衡器和MCU單片機(jī)相互配合進(jìn)行數(shù)字音頻信號預(yù)處理，采用CPU處理器根據(jù)MCU單片的指令，結(jié)合預(yù)處理的數(shù)據(jù)對數(shù)字音頻信號進(jìn)行頻率調(diào)制，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的涉及器件多，電路較為復(fù)雜，存在控制不夠靈活，銜接困難、不夠平滑、調(diào)節(jié)精度差、處理速度慢的技術(shù)問題，它可以對音頻信號進(jìn)行高精度、快速、平滑的調(diào)頻處理，操作簡單、靈活，適合大數(shù)據(jù)語音通信的需求。
[0021]2.本發(fā)明采用AGC增益控制器、濾波器相互配合實(shí)現(xiàn)音頻信號的放大和濾波處理，確保有較好的數(shù)字音頻信號源，本發(fā)明采用直流信號發(fā)生器、交流直流合路器、數(shù)字電位器、數(shù)字高通濾波器相互配合，實(shí)現(xiàn)模擬音頻信號的高精度采樣和高品質(zhì)純度。
[0022]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的器件多，電路較為復(fù)雜，存在控制不夠靈活，銜接困難、不夠平滑、調(diào)節(jié)精度差、處理速度慢的技術(shù)問題，它可以對音頻信號進(jìn)行高精度、快速、平滑的進(jìn)行調(diào)頻處理，適合大數(shù)據(jù)語音通信的需求它具有很好的工業(yè)實(shí)用性和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了清楚說明本發(fā)明，下面采用附圖對本發(fā)明及其實(shí)施例進(jìn)行解釋，并對附圖作出簡要說明。附圖及【專利附圖】

【附圖說明】是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。在本發(fā)明發(fā)明構(gòu)思指導(dǎo)下，還可以通過下面的附圖，得到其它附圖。
[0024]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說明。對這些實(shí)施方式的說明主要用于幫助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、所解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來的技術(shù)效果。對這些實(shí)施方式的說明是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式所涉及的技術(shù)特征，只要彼此不構(gòu)成沖突就可以相互組合，通過等同替代或者是明顯變型方式得到的所有實(shí)施例，和本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)質(zhì)上相同。
[0026]實(shí)施例一:
如圖1所示，本發(fā)明，包括電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、MCU單片機(jī)、數(shù)字調(diào)頻單元，電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元順次連接，MCU單片機(jī)均與數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元連接。數(shù)字調(diào)頻單元包括CPU處理器、SPI接口、頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器均與CPU處理器連接，頻偏參考值寄存器通過SPI接口連接數(shù)字音頻均衡器，壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器、CPU處理器均與MCU單片機(jī)連接。
[0027]本發(fā)明投入使用時(shí)，第一步，檢查、調(diào)試設(shè)備:檢查電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、MCU單片機(jī)、數(shù)字調(diào)頻單元是否按本發(fā)明的技術(shù)方案連接，它們之間的硬件連接是否正常，如果出現(xiàn)異常，予以糾正；檢查CPU處理器、SPI接口、頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器是否按本發(fā)明的技術(shù)方案連接，它們之間的硬件連接是否正常，如果出現(xiàn)異常，予以糾正；第二步，加電測試設(shè)備，:啟動電源，確認(rèn)手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路工作狀態(tài)是否正常，正常后才投入使用；第三步，將手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路設(shè)置到超短波手持式對空電臺，進(jìn)行FM調(diào)頻任務(wù)。
[0028]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0029]實(shí)施例二:
為了提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，還包括交流直流合路器、直流信號發(fā)生器，電平調(diào)整器連接交流直流合路器，交流直流合路器連接A/D轉(zhuǎn)換器，交流直流合路器還與直流信號發(fā)生器連接。
[0030]實(shí)施例三:
為了提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的數(shù)字信號處理能力，本實(shí)施例在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，還包括數(shù)字高通濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器連接數(shù)字高通濾波器，數(shù)字高通濾波器連接數(shù)字音頻均衡器。
[0031]實(shí)施例四:
為了提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?三的任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例的電平調(diào)整器包括AGC增益控制器、濾波器，AGC增益控制器連接濾波器、濾波器連接交流直流合路器。
[0032]實(shí)施例五:
為了提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的模擬音頻信號處理能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?四的任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路還包括數(shù)字電位器，交流直流合路器連接數(shù)字電位器，數(shù)字電位器連接A/D轉(zhuǎn)換器。
[0033]實(shí)施例六:
為了提高手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路的工作穩(wěn)定性，本實(shí)施例在實(shí)施例五的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例的數(shù)字電位器型號為AD8400。
[0034]以上結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式作出詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式和實(shí)施例，在基于本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明的上述實(shí)施方式進(jìn)行各種變化、修改、替換或變型，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，包括電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、MCU單片機(jī)、數(shù)字調(diào)頻單元，所述電平調(diào)整器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元順次連接，所述MCU單片機(jī)均與數(shù)字音頻均衡器、數(shù)字調(diào)頻單元連接； 其特征在于，所述數(shù)字調(diào)頻單元包括CPU處理器、SPI接口、頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器，所述頻偏參考值寄存器、壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器均與CPU處理器連接，所述頻偏參考值寄存器通過SPI接口連接數(shù)字音頻均衡器，所述壓控振蕩器、頻偏基數(shù)系數(shù)寄存器、CPU處理器均與MCU單片機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，其特征在于，還包括交流直流合路器、直流信號發(fā)生器，電平調(diào)整器連接交流直流合路器，交流直流合路器連接A/D轉(zhuǎn)換器，所述交流直流合路器還與直流信號發(fā)生器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，其特征在于，還包括數(shù)字高通濾波器，A/D轉(zhuǎn)換器連接數(shù)字高通濾波器，所述數(shù)字高通濾波器連接數(shù)字音頻均衡器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，其特征在于，所述電平調(diào)整器包括AGC增益控制器、濾波器，所述AGC增益控制器連接濾波器、所述濾波器連接交流直流合路器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，其特征在于，還包括數(shù)字電位器，交流直流合路器連接數(shù)字電位器，數(shù)字電位器連接A/D轉(zhuǎn)換器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的手持超短波對空電臺的數(shù)字音頻FM調(diào)制電路，其特征在于，所述數(shù)字電位器型號為AD8400。
【文檔編號】H04L27/12GK103825853SQ201310643401
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】張小舟, 廖若昀 申請人:成都天奧信息科技有限公司