数字架构调频发射器为模拟挑战提供解决方案

数字影音播放能力已经从便携式媒体播放器和个人电脑发展到其它消费者电子设备，如：便携式导航装置(PND)和手机。数字影音文件的一个缺点就是：播放机构限于最初用于下载媒体的装置。例如，一个用户从他的移动服务供应商的终端购买了一首歌曲，他想在聚会或开车旅行时与朋友分享这首歌曲。其最好的方案就是：将音频通过无线方式发送给家里或汽车里现有的音频系统。这时，调频收音机是一个理想的选择，因为在汽车内和家中，收音机是非常普遍的。在过去的几年，附加式调频发射器附件与便携式多媒体播放器(PMP)一起使用就是出于这个目的。而近来，一些便携式媒体播放器、手机和便携式导航装置都采用了内置式调频发射器。

附加式发射附件或内置式调频发射器的核心是一个集成电路，它用于调频、无线发射以及不同程度的音频处理。常见模拟调制器的框图如图1所示。

集成电路的最新改进就是采用了调频发射器构架，如硅实验室的Si4710产品家族。数字调频发射器针对调频采用了数字信号处理，对于接收的信号，则采用能提高音频逼真度的音频信号进行处理。图2为数字调频发射器框图。

借助数字调频发射器构架，设计师可得到更好的设计效果，采用相同的硬件设计就能满足不同国家的不同要求。调频发射器的性能取决于多个变量，包括辐射输出功率、音频动态范围压缩，以及其它能提高接收信号音频逼真度的播放技术。数字调频发射器具备可优化用户收听效果的性能。

数字调频发射器可应对模拟挑战

调频发射器的输出功率对接收器信号的音频逼真度有很大的影响。汽车中的调频收音机，其天线一般与汽车底盘的内舱用钢和玻璃隔离开，天线一般伸出几英尺长。如果发射功率太低的话，接收频道就会产生单声道或静音。如果发射器播放功率太大的话，设备就有可能违反管理要求，因为它对非注册调频发射器的容许功率水平进行了限定。调频发射系统最具挑战性的一个方面，就是要在调频频率段对输出功率进行优化。便携式设备上用于发射信号的天线对频率有各种不同的反应，在有些频段，辐射功率比较高，而在另一些频段则较低。模拟调制器的输出功率水平可调整，但是，天线对频率的反应很难用内部电路进行调整。而诸如Si471x的数字调频发射器能够对每个频率的输出功率进行校准，从而在调频段上，发射功率水平比较平坦，收听效果不变(与用户选择哪个台无关)。

非注册调频发射器的发射功率水平是一个很重要的性能参数和一个非常显著的管理要求，不同国家对其要求有所不同。传统的模拟调制器在电路板设计上对硬件进行改变，如：改变电阻器和电容器的值，从而对输出功率水平进行调整。但是，该方法的一个明显缺点就是：在实现最大容许功率水平时，同样的产品不能用于多个国家。而数字调频发射器能用软件设置调整输出功率，从而可在多个国家实现最大输出功率。

数字媒体文件通常有比较大的动态范围内容。比如在汽车收听环境中，动态范围媒体的声音越安静，汽车轮胎与路面产生的周围噪音以及空调的噪音就会显得越大。如果采用音量调整对整个音频范围应用一个恒定的增益，声道产生的声音以及变调的声音就会越大，信噪比(SNR)就会越低，用户收听到的声音就越刺耳。如果不压缩音频，用户就需要不停地调整音量大小，这样才能听清较低水平的音频内容。在此情况下，用户在收听下一个音道时，声音就会更大，可能会超出听众的接受程度，甚至损害他们的听力。针对这些现象，音频动态范围压缩可区分音频中安静和较大的声音，应用不同水平的增益。其结果是：平均音频功率水平比较高，收听效果比较好。用户一般从压缩发射的角度，将音频分为“较满”或“较清晰”。调频广播台采用音频动态范围压缩来改善听众在有背景噪音的收听环境下的收听效果，