臺灣博碩士論文加值系統

本研究提出基於FM無線廣播的自動頻率控制系統架構AFC (Automatic Frequency Change)，硬體設備上用兩顆發射 (Transmitter，簡稱Tx)晶片搭配一顆接收 (Receiver，簡稱Rx)晶片達到同時播放音訊並尋找可用空白替換頻率之目的。平時使用第一顆輸出晶片Tx1播放音訊，接收晶片Rx負責尋找備用的空白替換頻率並且判斷Tx1使用中的頻道受到干擾程度。當Tx1播放音訊所使用頻道受到一定程度的干擾導致收聽上會產生雜訊時，第二顆輸出晶片Tx2開始在備用的空白替換頻率播放音訊並使接收機轉台至備用之空白頻率，達到自動頻率控制的功能。
在尋找空白被用頻率上，利用了RSSI訊號強度來尋找可用頻道。在干擾的檢測上則使用了頻道的SNR訊噪比來判斷受到的干擾程度。最後使接收機轉台的部分運用了FM中RDS(Radio Data System)的AF(Alternative Frequency)功能，使接收端自動切換使用中的頻率至已找到之替代可用頻率。
在硬體上使用了STC15L2S56K控制晶片，透過I2C介面控制了支援RDS功能的QN8027 FM Tx晶片與QN8035 FM Rx晶片進行實作，再搭配演算法的實驗與測試取得最佳的FM自動頻率控制，成果上能達到對於干擾的判斷與自動的控制使用頻道之目的。

This study proposes an Automatic Frequency Change (AFC) which is based on FM radio broadcast. It is implemented by two transmitters chips (Tx Chip) and a receiver chip(Rx Chip). In general, Tx 1 transfers the stereo FM signal in main frequency and Rx chip searches the blank frequency, which is called Alternative Frequency (AF). It also examines the quality of Tx 1 signal. When Tx 1 signal is interfered by noise, Tx 2 operates transmit in AF and make the receiver to be ready to change the channel from used frequency to AF.

We use Received Signal Strength Indication (RSSI) to search the AF, Signal-Noise Rate (SNR) to check the quality of Tx 1 signal, and Radio Data System (RDS) protocol to connect the receiver in order to change the channel in use.

In terms of the hardware, STC15L2S56K MCU is used as our control chip to control the Rx chip QN8035. In addition, Tx chips QN8027 is used to support RDS protocol by I2C interface. Algorithm involved in this study, this device can determine the interference and control the frequency in use automatically.

摘要 III
Abstract IV
致謝 V
目錄 VI
圖片目錄 VIII
表格目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 章節架構 3
第二章 背景知識 4
2.1 I2C 4
2.1.1 位元取樣 6
2.1.2 開始狀態與結束狀態 6
2.1.3 位元組格式 7
2.1.4 I2C應用 10
2.1.5 採用設定 11
2.2 Radio Data System(RDS) 11
2.2.1 Programme Identification code 12
2.2.2 Alternative Frequency 14
2.2.3 其他RDS功能簡介 17
第三章 自動頻率控制設計與架構 22
3.1 硬體架構與環境 22
3.2 程式架構 24
3.3 演算法流程 29
3.3.1 RSSI頻譜正規化 30
3.3.2 定義白雜訊強度 36
3.3.3 尋找/檢查空白台 36
3.3.4 轉台與否判斷 41
3.3.5 轉台與SNR門檻值定義 41
3.3.6 SNR值與SNR門檻補償與修正 43
第四章 實作與結果分析 49
4.1 白噪訊對SNR值影響 49
4.2 RSSI與SNR穩定處理 51
4.3 靜態測試結果 54
4.4 動態測試結果 57
第五章 結論與未來展望 66
5.1 結論 66
5.2 未來展望 66
參考資料 67

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