如何设计数字调频收音机

提高音质

在移动操作系统中，通常采用专用的媒体服务器或媒体引擎来播放音频。如果用户需要，该媒体引擎也可用来增强或修改音频特性。在某些移动处理器中，有专用的DSP硬件实现这一目的。使用媒体引擎或DSP会消耗额外的电量，降低性能，也可能对用户体验造成不利影响。还有一种办法是在SOC中处理音频，然后通过USB将处理后的音频流发送到主机（Host）平板电脑。平板电脑需要做的仅仅是播放音频。利用SOC中的资源还能实现低音、高音等控制选项，使用户可以更加精细地控制音质。这一功能是通过赛普拉斯PSoC 3等器件中的数字滤波器模块(DFB)实现的。DFB模块接收数字输入数据，并将处理后的数字数据进行输出。在本应用中，数据流通过DMA进入DFB，按照音质要求加以过滤，再通过USB发送至终端进行播放。可通过图形用户界面(GUI)控制音质。GUI提供了一个类似于音乐播放器均衡器的界面。整个音频范围可被分为多个分立频段。我们通过改变GUI上的控件位置，可以向 DFB加载新的调节系数，这些系数会改变每个频段的增益，从而改变输出音质。

主机应用

主机运行一个用于控制音频接收器的前端应用。如果主机运行的是Android操作系统，则可以用标准的Java和Android库创建简单的GUI。如果是Windows平板电脑，则可以用C# GUI完成同样的工作。用户通过按钮等控制对象能够实现频道选择、加减频道等操作。

Windows操作系统中的DirectSound驱动程序与USB的同步传输模式配合使用，可将音频流传输到扬声器。这项功能在Windows 7操作系统中同样适用。专为平板电脑设计的Windows 8 操作系统也支持GUI和音频驱动器，且无需任何变化。同步传输目前还无法支持Android平板电脑。Apple的iPad和少数其它iOS设备具有内置的USB主机和同步传输模式，可用于音频播放。

前端主机应用或Windows Form应用可根据用户的如下请求生成事件：

●频道扫描请求
●频道上调请求
●频道下调请求
●从接收器请求接收信号强度指示器 (RSSI)

对于Windows而言，可在Visual Studio中利用C#开发应用。USB设备和端点可通过标准库或SOC制造商提供的定制库来进行访问。库提供了通过USB接口访问SOC的方法和对象。我们可以创建Windows Form来发送命令并显示状态信息，如下所示。


图3：FM Radio GUI

可添加按钮等控制对象，用来实施频道扫描、下一频道、上一频道和音量控制等各种不同操作。除此之外，还可以将数字音频录制为.WAV文件。也可以针对Android操作系统和 Apple的iOS开发类似应用。

PSoC 3等现代SOC可以通过单芯片的方式实现即插即用型调频收音机配件。模拟音频放大、数字化、滤波、向主机传输音频流以及控制FM接收器等操作都能得到高效处理。当不工作时，这种由总线供电的设备可以使FM接收器和SOC在待机和断电等低功耗模式下运行，因此它在平板电脑等电池供电的主机中使用时具有很高的能效。平板电脑的时代已然开启，这种微型配件将利用计算设备中的已有资源实现巨大价值。