2.2选用高性能嵌入式计算机

    嵌入计算机系统采用ETX方式，电源为国际通用型输入为宽幅110～240V频率50～60HZ自适应，CPU处理器性能高（intelceleron(r)m4401.86酷睿）、以太网适应范围宽10/100/1000Base-TX，，I/O接口多（四个RS232、四个USB2。0），系统支持CF卡和硬盘双系统，系统内部连线少（只有二条硬盘连线），集成度高，外壳采用铝挤型外壳，散热性能高。

    2.3采用SOC技术实现多路多功能测量卡

    调幅度是调幅发射机播音时最重要的技术指标。目前现有调幅度监测设备采用方法有：（1）中频采样滤出音频信号，用最大音频电平除以平均音频电平(代替载波电平)计算出调幅度，这种方法在用单音频检测时是正确的，因为单音频正弦信号的正负峰是对称的，但是实际的音频信并非正负对称，因此平均音频电平与载波并不相等，因此计算出的调幅度是不正确的。（2）采用功率谱来计算调幅度的方法，但是这种方法需要一段时间采样后再做频谱分析，计算的结果是一段时间的平均调幅度，并非瞬时调幅度。（3）直接中频采样，然后用数字滤波器将音频电平和载波电平滤出来，计算调

    幅度。由于要将载波电平滤出，就要设计一个截止频率在2-3HZ的数字滤波器，通过数字信号的理论分析可以知道，即使采用第三中频采样，设计出的截止频率为5Hz的数字滤波器的阶数要达到100000以上，在实际应用中这是不可能实现的。在单音频(1KHz)测试的时候，如果设计一个截止频率为200Hz的滤波器，阶数只有几百阶，测量结果可以满足要求，但是实际音频信号的频谱分布在50Hz~6KHz之间，因此这种方法在实际应用中也是不可行的。

    以上三种方法用单音频测试时，调幅度指示正确，并且基本上和信号源没有误差，但在实际应用中，这三种方法计算出来的调幅度值和实际信号相比误差大于15%。出现的情况是一会大，一会小，实际是和节目源（说话、音乐、打击乐）的关系。

    本设备采用的是调幅度测量的基本原理如下：为保证调幅度测量结果不受信号幅度的影响，必需要对接收机输出的调幅广播中频信号进行增益控制。中频信号经过AGC放大器后进行检波，检波后的信号一分为二经过两个截止频率不同的低通滤波器：一路滤出直流载波信号，另一路滤出音频信号。经过AD采样得到直流载波和音频的电平大小，计算出调幅度和实际信号相比误差小于3%。

    调频广播的调制度测量有多种方法。如基于软件无线电的数字解调方法和模拟下变频数字鉴频的方法等。这两种方法都需要进行AD采样，因而系统的抗干扰性和精确性都容易受到信号质量的影响。我们研究了一种新的数字解调方法，直接使用FPGA实现算法，实现数字鉴频和解调的功能，监测调频频偏的变化，测量精度小于1KHZ。

    频偏的测量，通常情况下，测量高频等幅波信号的频率时，大多是用频率计数器直接测量，它的基本原理是将等幅正弦波信号进行放大、整形，使其转变为脉冲信号，然后对脉冲信号进行记数。当高频信号的幅度被调制后，尤其在深度调幅（比如100%），高频信号在调制负峰时，幅度很小，甚至有小到零的时候，这时候的正弦波信号被放大整形后变成的脉冲信号会有脉冲丢失，因而会造成记数的不准确。为解决这一问题，测量幅度被调制的高频载波信号的频率时，有的用比较法，有的采用锁相环滤除幅度调制的影响，脉冲计数法测频。我们采用一种新型方法，现代功率谱估计的方法，测量出信号的频谱，监测最大功率的频谱的变化，即可监测信号的频谱偏移，测量精度小于2HZ。

    在测量板卡的设计过程中，采用最新的嵌入式技术，利用超大规模集成电路片上系统（SOC）技术，基于FPGA芯片设计了具有自主知识产权的IP核，能够同时进行多路调幅度、调制度和频偏的测量，同时具备数字接口卡和看门狗的功能，将所有的指标测量功能集成到一颗超大规模集成电路来完成，大大减小接口数目和板卡的数量、体积。该卡与计算机通信采用USB接口，嵌入到计算机内部，缩小了系统的体积，极大减少了计算机负载。