3  改进方案

    图1是改进后的调频收音机工作框图，在考量接收信号强度指示的同时，还同时参考接收信号的频偏来决定是否是准确的电台。

图1

    此时如果接收到的调频信号载波与本地设定的解调正交波有一个频率差△w ，即不是准确的电台，则有：

（7）

    将（7）代入前述（2）～（6）的解码过程，可得：

（8）
    考虑到音频信号m(t)是交流信号，则解码输出的直流成分即为 。
这样，定义两个门限来衡量搜台结果。门限1：定义一个恰当门限为Ka（根据输入信号强度，对应RSSI的检测值）。

    门限2：定义一个恰当门限为Kb（根据频偏的大小，对应频偏的检测值）。

    定义两个步骤来检测搜台：

    步骤1：检测图1中的接收信号强度指示检测模块的输出（RSSI）>Ka；

    步骤2：检测频偏幅度检测模块输出（频偏幅度检测值）

    当步骤1、2同时满足时，该信号即为正常台。

4  测试结果

    由于音频信号频率范围一般为300Hz～15KHz，FM最大频偏(已调载频信号的最大瞬时频率与载频之差)为±75KHz，标准单音调制度（调制度指调频信号的峰值频偏与系统最大频偏的百分比）为30％和100％，对应频偏为±22.5KHz和±75KHz。FM最大调制频偏一般有22.5KHz和 75KHz。

    考虑晶振的误差小于100PPM最大造成本振误差频偏为10KHz，则Kb参考设为10KHz。如果继续以50KHz频率间隔搜台，即本振以 50KHz步进来选择电台，在正常台两边搜索的本振频偏最少为40KHz，其检测值大于门限Kb，因而不会选择这个频率为正常台。由于本振频偏越大，直流检测值越大，所以不会把一个正常台误判为多个台。

    图2中展现了部分测试数据。其中Ka设定为21db，Kb参考设为10KHz。

(a) 101.5～102.2Mhz RSSI与频偏关系图

(b) 103.5～104.2Mhz RSSI与频偏关系图

(c) 105.5～106.2Mhz RSSI与频偏关系图

图2  FPGA测试结果 

    首先可以看到RSSI指示的实测值在有台处相对噪底有大于6db的信号增强，因此可以顺利的初步定位电台所在的频率。但同时可以在图2中看到在以确切频率为中心的100Khz范围内信号能量都比较强，而且不一定遵循对称原则如a、b。这主要是来源于测量瞬间干扰和调制信号的大小。因此简单的求取对称中心的方案并不合适。

    其次，图2中频偏的测量结果显示，在确切电台频率为中心的 100KHz内，如果信号的能量足够强，超过设定的门限21db，即调频信号没有淹没在噪底中（图2中(a)，(c)），频偏检测能准确的发现 100KHz的频偏，从而检测出最确切的电台频率点。反之，如果信号能量能量不够强，没有超过设定的门限21db（见图2(b)），调频信号淹没在噪底中，由步骤1可以保证不会误判将不正确的频率判断为电台。

    综上在FPGA实现和ASIC芯片的测试中，证实了该改进方案能非常准确的测量出 100KHz的频偏，从而避免了在以50Khz、100Khz步长搜台时将一个信号强的电台误判为多个的现象，达到了提高了芯片的搜台准确性的效果。

5  结论

    针对现有技术关于调频收音机搜索电台容易产生误判现象的不足，本文提出了一种同时利用输入信号强度指示（RSSI）和频偏信息的调频收音机电台搜索的改进方案，克服了在以50Khz、100Khz步长搜台时将一个信号强的电台误判为多个的现象，提高了芯片的搜台性能。实际测试证明，该方案能有效的改进调频收音机搜索电台的准确度，提高调频接收芯片的搜台性能。

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