摘要：本文是对广播信号传输方式进行讲解，叙述了调频广播的优势，阐述了我国现行调频广播的信号调制方式，对调频广播中的核心设备调频发射机进行了剖析，进而对频率合成器的功能类型，频率合成器的指标以及现行厂商的数字频率合成技术（DDS）的实现方法进行了分类讲解。文末指出数字调频广播的出现，是让模拟调频广播重新走向辉煌的标志，它已经成为广播电视发展的必然趋势。

关键词：频率合成器 DDS 实现方法

中图分类号：TN832 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0217-01

广播的信号传输方式有调频、调幅、调相三种，在实际民用上最多的方式是调幅和调频。调频广播有调幅广播无法比拟的优点，它信号稳定，抗幅度干扰能力强，音质清楚，因此是各地选择传输方式的首选，调频广播传输的信號强度大、频域宽、非干扰区域面积大，彻底解决了传统有线广播传输成本高、过程繁琐、对环境和现有结构的施工有影响等问题，所以相对于传统有线传播介质有较高的性价比。现在，组建全新数字化的系统，设计新型调频广播，其完美音质直接媲美cd，从而提高现有的广播质量。

依照国际调频广播标准结合中国的实际，我国选择频率传输范围为87.0兆赫至107.9兆赫，其中区分最小间隔为0.1兆赫。我国主要釆用频率的调制方式，以±75千赫兹作为调制后的频偏。我国最普通的广播电视声音信号，预加重时间常数50ps，频率范围0-15千赫。在上述调制方法下，对1千赫频率的音频信号，取最大调制幅度，要求信噪比不小于60分贝。然后调频立体声广播是将声音信号分为左、右声道进行编码调制，左右声道的信号均在30K Hz-15 K Hz 的频段内。编码的过程是首先将左、右声道分别进行相加与相减运算，形成和信号（L+R）与差信号（L-R），然后用频率为38 k Hz 的副载波信号按照抑制载波双边带调制差信号，再与和信号及19 k Hz 导频信号进行频分复用形成调频立体声广播的基带信号。

一般而言，调频发射机主要用于将调频广播电台的语音和音乐节目以无线方式发射出去，它由音频播控设备、传输设备、调频发射机及发射天馈线组成。其运行机制是首先将音频信号和高频载波调制为调频波，使高频载波的频率随音频信号发生变化，再对所产生的高频信号进行放大，激励，功放和一系列的阻抗匹配，使信号输出到天线，发送出去的装置。其中频率合成器是它的核心器件，现解说如下：

1 频率合成器的功能及类型

信号发生器的作用是产生适合发射的信号频率，他相当于频率合成器的心脏。他的产生方式在历史上主要有模拟和数字两种方式。1980 年代以前，模拟方式占统治地位，它通过分立元器件等组成振荡回路，产生标准函数波形。到了90年代后，数字电路开始广泛应用，它从一个频率基准由数字电路合成所需频率，而其中的技术有突飞猛进的进步，以下是常见的三种方式：

1.1 频率直接合成法

它主要有三种方式：非相干式直接合成、相干式直接合成频率、漂移抵消法。它是要采用大量的滤波器、混频器等，成本高，体积大。又由于混频器存在谐波成分，易产生寄生调制，影响频率稳定度，容易产生大量离散频率。

1.2 频率间接合成法

它主要有三种方式：脉冲控制锁相法、模拟锁相环路法、数字锁相环路法。它所使用的通过脉冲形成电路，产生丰富的谐波，选出适当的谐波频率，来与VCO的频率在鉴相器中进行相位比较。电路较直接合成法简单，与直接合成法相似，这种方法也能得到任意小的频率间隔。鉴相器的工作频率不高，频率变化范围也不太大，比较容易实现。有点类似于直接合成器，但不需要直接合成法所用的昂贵的晶体滤波器。

1.3 集成频率合成器

它应用数字逻辑电路把VCO频率一次或多次降低至鉴相器频率上，再与参考频率在鉴相电路中进行比较，所产生的误差信号用来控制VCO的频率，使之锁定在参考频率上，系统无反馈环节；波形存储器中存贮了大量离散波形数据和资料，然后通过用数字信号处理方式重新编译数据，就可以任意改变输出信号的波形，通过DAC输出，即可得到ROM存储的任意波形；具有相位的调制能力。由于DDS采用全数字方式，因此也存在一些缺点：其一运算速度受到限制；其二，DDS输出信号中杂散寄生分量大，频谱纯度低；其三，局限性杂散丰富，输入输出频率差小，大大的限制了输出频率地提高。

2 频率合成器的指标

2.1 频率输出带宽

频率输出带宽是指频率合成器输出的最高频率fomax与最低频率fomin和之间的差值。

2.2 波道数与波道间隔

波道数是指频率合成器所能提供的频率个数，波道间隔指两个相邻频道之间的频率差，也可称为频率合成器的频率分辨力。

2.3 波道转换时间

频率转换时间是指频率合成器从某一频率转换为另一频率所需要的时间。它包括波道置定时间及环路捕捉时间。

2.4 频率稳定度

长期稳定是指一天以上时间范围内的频率不稳定性，它主要是由振荡器元器件老化，环境温度、湿度变化等因素造成的。长期稳定度取决于所使用的标准频率源的频率稳定度。

2.5 噪声性能

频率合成器的噪声性能既可用时域指标表示也可用频域指标表示。

3 现行厂商的数字频率合成技术（DDS）的实现方法

专用数字集成芯片的出现，其不光拥有存贮各种函数波的功能，同时用和可根据自己需要合成自己需要的频率波形，同时方便调用。它适用于作为系统的控制模块。直接数字频率合成技术在合成信号时，具有高的频率输出带宽，高的波道间隔，高的波道转换时间，好的频率稳定度，优良的噪声性能等优点。它有以下是常有实现方法：

3.1 MCU+DDS

微控制单元（MCU），它把组成微型计算机的各功能部件：中央处理器CPU，随机存取存储器RAM，只读存储器ROM，可编程存储器EPROM，并行及串行输入输出I/O接口电路，定时器/计数器，中断控制器等部件集成在一块半导体芯片上，可以根据需要合成理想的频率，优点是简单、开发周期短，成本低廉，特别适合于工业控制及与控制有关的数据处理场合，但是其缺点是适应性差，可扩展性不足。

3.2 FPGA+DDS

可编程逻辑器件（FPGA），是世纪80年代发展起来的一种新的，在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，是一种半定制的集成电路。它是作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，它通过软件手段更改、配置器件内部连接结构和逻辑单元，凭借高速并行计算的能力和大规模的芯片容量，同时片内集成的乘法器和阵列，用先进的技术驱动电路来实现各种复杂的逻辑和运算，它的这些优点很适合用于软件无线电核心处理器的优先考虑方案。

3.3 DSP+DDS

数字信号处理器（DSP），DSP芯片主要完成DDS的波形合成工作，这是整个设计的核心部分，它与计算机保持信息同步，根据计算机不同的指示，把从外部采集到的电压信号以二进制编码的形式传送给计算机，以实现实时监控，实时快速地实现各种数字信号处理算法。方便地实现多频段、多模式、高精度数字调制，具有强大數据处理能力和高运行速度。DSP和DDS相结合的数字调制电路硬件平台具有极大的实用性、通用性和开放性，通过在DSP中加载不同的应用程序便可完成不同的调制功能，使它在无线电台、数字广播、通信仪器、雷达波形合成等领域逐渐得到广泛的应用。

综上所述，数字调频广播的出现，是让模拟调频广播重新走向辉煌的标志。它丰富了人们生活，改善了声音广播的接受和声音质量，降低了发射机的功率，减少电磁污染，提高了频谱利用效率，引入了新的业务模式，增加了全新的功能，使用户更容易接受和使用，它已经成为广播电视发展的必然趋势。

参考文献

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[2]梁睿.基于DSP和DDS的信号发生器硬件设计及可靠性研究[D].武汉理工大学，2012.

[3]樊昌信，詹道庸.通信原理[M].4版.北京：国防工业出版社，1996.

[4]邹云海.基于软件无线电的调频广播接收机设计[D].西南交通大学，2010.

收稿日期：2016-09-08

作者简介：隋蕾（1980—），女，山东烟台人，专科，现任山东烟台广播电视台海阳转播台助理工程师，长期从事数字电视发射和调频广播方面的

工作。