5.2 Структурная схема блока формирования опорной частоты
Рис. 6. Схема БФОЧ
Сигнал DRM имеет максимальную полосу пропускания 20 кГц, частота дискретизации звуковых частот 48 кГц. Следовательно обработка в нашем устройстве должна осуществляться на частотах кратных 48 кГц.
Частота дискретизации входного тракта, на которой осуществляется предварительная фильтрация 768 кГц. В блоке демодулятора присутствует канальный фильтр и фильтр дециматор с частоты 768 кГц на частоту 48 кГц. Разработка программного блока демодулятора в данной работе не рассматривалась. Если мы 768 кГц умножим на 128, то получим 98,304 МГц. Выбрана частота 98,304 МГц, потому что в продаже удалось найти только такой доступный фильтр кратный нужной нам частоте.
Устройство формирования высокостабильной опорной тактовой частоты выполняется с помощью микросхемы DDS AD9952 и кварцевого генератора компании Raltron серии C043 с частотой 10 МГц. Из 10-ти МГц мы будем получать 98,304 МГц. Требования к генератору были не очень большие т.к. основная стабильность обеспечивается блоком DDS.
Генератор формирует 10 МГц. DDS, используя входной умножитель на 10, получает 100 МГц, а из 100 МГц получает стабильные 98,304 МГц. Режим работы микросхемы DDS задается с использованием микроконтроллера Atmega128-AU. После DDS стоит высокочастотный балансный трансформатор T1-6T-KK81, служащий для перевода сигнала из дифференциальной формы в обычную относительно земли. Далее, необходимо было поставить фильтр, т.к. на выходе нашего DDS получается так называемая “грязная” частота 98,304. Был выбран ПАВ-фильтр ZQ1-7 c центральной частотой 98,304 МГц обладающий очень хорошей избирательностью. Он очень хорошо вырезает нашу частоту и делает ее “чистой”. Т.к. после фильтрации коэффициент усиления становится меньше 1, необходимо усилить сигнал. Ставится операционный усилитель. С усилителя соответственно полученная частота передаётся на ЦАП, на ПЛИС и используется как опорная тактовая частота [принципиальная схема блока БФОЧ представлен в приложении 1, рис. 19,20].
5.3 Плис
Плис осуществляет обработку входного сигнала, демодуляцию и формирование выходного сигнала.
Схема приемника сигнала представлена на рис. 7.
Рис.
7. Приемник сигналов
Для того, чтобы произвести обработку сигнала на частоте 48 кГц, необходимо поступивший сигнал с АЦП на частоте 98,304 МГц децимировать. Другими словами, частота дискретизации сигнала понижается в N-раз. Однако, при прямом прореживании может появиться эффект наложения (алиасинг), для устранения алиасинга необходимо использовать ФНЧ.
В качестве антиалиасингового ФНЧ мы используем CIC фильтр. Однако CIC-фильтр недостаточно хорошо удаляет шум квантования вблизи от края полосы сигнала и, кроме того, амплитудно-частотная характеристика CIC-фильтра имеет существенное ослабление в верхней части полосы пропускания. Поэтому он редко используется без дополнительной фильтрации. Для дополнительной фильтрации были выбраны КИХ фильтры с коэффициентом децимации 2.
Преимущество такой структуры в том, что требования на каждый каскад отдельности сильно снижаются.