CN204376922U - 并行多路fm调制广播信号采集和处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了并行多路FM调制广播信号采集和处理装置。该装置包括接收FM调制广播信号并将其处理为多路射频信号的射频信号处理单元；与射频信号处理单元输出端连接的并对每路射频信号进行并行处理的并行FM调制广播信号解调单元；与并行FM调制广播信号解调单元输出端连接的并将输出的每路模拟音频信号转换为标准数字音频信号的并行FM调制广播信号采集单元；与并行FM调制广播信号采集单元连接的FM调制广播信号处理、存储和传输单元。本实用新型可以对并行多路FM调制广播信号实现实时采集和分析处理，充分利用FPGA性能完成并行多路FM调制广播信号的监测，同时可以实时对非法广播电台完成取证工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，属于信号采集与处理领域。
背景技术
现有的FM调制广播信号采集装置一般是针对模拟FM调制信号的采集，通过FM解调单元，对FM信号进行实时解调；然后把模拟音频数据送入模数转换器件，实现模拟音频信号转换成数字音频信号；最后送入中央处理单元进行处理、传输、存储等一系列数字化处理。但是，一般***只能实现串行多路FM调制广播信号的采集和处理，无法实现多路FM调制广播信号并行采集和处理，从而无法实时高效地对非法广播电台进行监管。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，解决现有的FM调制广播信号的采集和处理***不能实现并行采集和处理，从而无法实时高效地对非法广播电台进行监管的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，包括接收FM调制广播信号并将其处理为多路射频信号的射频信号处理单元；与射频信号处理单元输出端连接的并对每路射频信号进行并行处理的并行FM调制广播信号解调单元；与并行FM调制广播信号解调单元输出端连接的并将输出的每路模拟音频信号转换为标准数字音频信号的并行FM调制广播信号采集单元；与并行FM调制广播信号采集单元连接的FM调制广播信号处理、存储和传输单元。
具体地，所述射频信号处理单元包括接收FM调制广播信号的射频增益控制器，与射频增益控制器连接的功分器；所述并行FM调制广播信号解调单元包括与功分器的每个输出端连接的FM解调单元；所述并行FM调制广播信号采集单元包括与每个FM解调单元输出端连接的数据采集模块；所述FM调制广播信号处理、存储和传输单元包括同时与数据采集模块连接的中央处理器，与中央处理器接的存储器和网络协议芯片，以及与网络协议芯片连接的电磁隔离器。
进一步地，所述中央处理器采用复杂可编程逻辑器件FPGA，所述存储器采用两片SRAM，通过控制总线与FPGA相连，网络协议芯片与FPGA的FSMC接口相连。
再进一步地，所述FPGA还与射频增益控制器相连，发送指令调整射频增益控制器参数，保证捕获到真实的非法广播电台信号；所述FPGA还与每个FM解调单元和数据采集模块相连。
另外，所述功分器采用8路功分器，相应地，并行FM调制广播信号解调单元和并行FM调制广播信号采集单元将对8路信号进行并行处理。
本实用新型的工作过程如下：
首先，通过射频信号处理单元对空中的无线电波信号（FM调制广播信号）进行预处理；然后，对预处理完后的射频信号进入8路并行FM解调单元，完成FM的信号捕获、信号下变频以及FM解调算法，输出解调后的模拟音频信号；其次，进入并行FM调制广播信号采集单元，对模拟音频信号进行数字处理，把模拟音频信号变成标准数字音频信号；最后，FFM调制广播信号处理、存储和传输单元完成语音信号识别、信号处理、信号存储和信号传输功能。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
（1）本实用新型可以对多路FM调制广播信号实现实时采集和分析处理，采用复杂可编程逻辑器件（FPGA）构成一个多路FM调制广播信号实时采集和分析处理单元，充分利用FPGA性能完成多路FM调制广播信号的监测，同时可以实时对非法广播电台完成取证工作。
（2）本实用新型的中央处理器采用复杂可编程逻辑器件（FPGA），该FPGA还可发送指令调整射频增益控制器参数，补偿电路链路带来的信号衰减，保证捕获到真实的非法广播电台信号，并且还可控制FM解调单元和数据采集模块，控制灵活。
（3）本实用新型对信号的处理都是并行处理，大大提高对广播频段监管效率以及快速查找非法电台和提高非法取证工作效率。
附图说明
图1为本实用新型-实施例的***框图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，包括接收FM调制广播信号并将其处理为多路射频信号的射频信号处理单元，与射频信号处理单元输出端连接的并对每路射频信号进行并行处理的并行FM调制广播信号解调单元，与并行FM调制广播信号解调单元输出端连接的并将输出的每路模拟音频信号转换为标准数字音频信号的并行FM调制广播信号采集单元，与并行FM调制广播信号采集单元连接的FM调制广播信号处理、存储和传输单元。
在本实施例中，所述射频信号处理单元包括射频增益控制器，与射频增益控制器连接的功分器；所述并行FM调制广播信号解调单元包括与功分器的每个输出端连接的FM解调单元，该FM解调单元有多个，每个对一路射频信号进行处理；所述并行FM调制广播信号采集单元包括与每个FM解调单元输出端连接的数据采集模块，该数据采集模块有多个，每个对一路模拟音频信号进行处理；所述FM调制广播信号处理、存储和传输单元包括同时与数据采集模块连接的中央处理器，与中央处理器接的存储器和网络协议芯片，以及与网络协议芯片连接的电磁隔离器，所述中央处理器用复杂可编程逻辑器件（FPGA），存储器采用两片SRAM，通过控制总线与FPGA相连，网络协议芯片与FPGA的FSMC接口相连。
在本实施例中，FPGA还与射频增益控制器相连，发送指令调整射频增益控制器参数，保证捕获到真实的非法广播电台信号。另外，FPGA还与每个FM解调单元和数据采集模块相连。功分器采用8路功分器，相应地，并行FM调制广播信号解调单元和并行FM调制广播信号采集单元将对8路信号进行并行处理。当然在本实施例的基础上，还可将8路功分器扩展为16路，相应地调整FM解调单元和数据采集模块的个数，实现多路信号的并行处理。
本实用新型的工作过程如下：
射频信号处理单元：用射频增益控制器调整接收FM调制广播信号的强弱，保证后面的处理单元能够处理该信号，不会导致信号饱和和数据溢出，以及避免信号太弱和数据太小无法捕获非法广播电台信号的现象。用8路功分器，把1路射频信号均分成8路射频信号。通过功分器一般会出现衰减3dB左右，需要中央处理器发送指令调整射频增益控制器参数，补偿电路链路带来的信号衰减，保证捕获到真实的非法广播电台信号，实现无线电电磁环境的监测和管理。
并行FM调制广播信号解调单元：在射频信号处理单元对空中无线电波信号（FM调制广播信号）实现检波、调谐、匹配滤波，把感兴趣的无线电波信号捕获下来并将其处理为多路射频信号后，对射频信号进行多次混频、滤波，将其处理成基带IQ信号；然后通过FM解调算法模块进行FM解调，完成有用信号提取过程，上述的操作，都是8路信号并行处理，这样可以大大提高对广播频段监管效率以及快速查找非法电台和提高非法取证工作效率。
并行FM调制广播信号采集单元：由于上个并行FM调制广播信号解调单元输出模拟音频信号，无法送入复杂可编程逻辑器件（FPGA）中进行语音信号识别。所以，需要设计8路并行的数据采集模块。该数据采集模块主要把模拟音频信号采集处理成标准数字音频信号，包括PCM音频数据格式和标准音频速率。
FM调制广播信号处理、存储和传输单元：把8路标准数字音频信号送入FPGA中，在FPGA实现语音识别等功能，识别出非法电台的频点和频段；并且把非法电台所发射的非法内容，录制下来存储在存储器，存储器采用两片SRAM，实现乒乓操作，实现连续8路信号的不间断监控；FPGA通过FSMC高速接口实现高速的非法电台的上报和取证工作。
根据上述实施例，就可以较好地实现本实用新型，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1. 并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，其特征在于，包括接收FM调制广播信号并将其处理为多路射频信号的射频信号处理单元；与射频信号处理单元输出端连接的并对每路射频信号进行并行处理的并行FM调制广播信号解调单元；与并行FM调制广播信号解调单元输出端连接的并将输出的每路模拟音频信号转换为标准数字音频信号的并行FM调制广播信号采集单元；与并行FM调制广播信号采集单元连接的FM调制广播信号处理、存储和传输单元。
2.根据权利要求1所述的并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，其特征在于，所述射频信号处理单元包括接收FM调制广播信号的射频增益控制器，与射频增益控制器连接的功分器；所述并行FM调制广播信号解调单元包括与功分器的每个输出端连接的FM解调单元；所述并行FM调制广播信号采集单元包括与每个FM解调单元输出端连接的数据采集模块；所述FM调制广播信号处理、存储和传输单元包括同时与数据采集模块连接的中央处理器，与中央处理器接的存储器和网络协议芯片，以及与网络协议芯片连接的电磁隔离器。
3.根据权利要求2所述的并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，其特征在于，所述中央处理器采用复杂可编程逻辑器件FPGA，所述存储器采用两片SRAM。
4.根据权利要求3所述的并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，其特征在于，所述FPGA还与射频增益控制器相连，所述FPGA还与每个FM解调单元和数据采集模块相连。
5.根据权利要求4所述的并行多路FM调制广播信号采集和处理装置，其特征在于，所述功分器采用8路功分器。
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| CN201520101418.1U CN204376922U (zh) | 2015-02-12 | 2015-02-12 | 并行多路fm调制广播信号采集和处理装置 |
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2015
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