【導讀】無線廣播曾經(jīng)是上個世紀的人們快速獲得資訊和實時娛樂節(jié)目的手段。商用廣播包括有中波調(diào)幅（AM），短波調(diào)幅和調(diào)頻（FM）廣播等。調(diào)頻廣播由于使用更高的無線頻段，可以提供更加優(yōu)質(zhì)聲音，容納更多的電臺，現(xiàn)在仍然流行于都市人們生活中。
下面是1935年人們可以獲得的商用調(diào)頻廣播接收機，配有優(yōu)質(zhì)大型音箱。那個時候它經(jīng)常被放置到舞臺上，令聽眾們辨別現(xiàn)場鋼琴演奏的聲音與它播放出從調(diào)頻電臺發(fā)出的音樂之間的區(qū)別。
1935年電子管調(diào)頻收音機
由于工作頻段高（通常在50Mhz~115Mhz），信號調(diào)制解調(diào)復雜，早期的調(diào)頻收音機比較昂貴和稀少。作為業(yè)余無線電愛好者通常也不會制作調(diào)頻接收機，而是選擇調(diào)幅接收機制作。
現(xiàn)在的調(diào)頻接收機已經(jīng)從電子管，發(fā)展到全數(shù)字化了。下圖顯示的是單片調(diào)頻廣播接收模塊RDA5807M。外部只需配有少量的器件，就可以完成調(diào)頻廣播所有接收功能，它的價格只有幾塊錢人民幣。
安裝傳統(tǒng)的調(diào)幅、調(diào)頻收音機，需要對接收電路上的調(diào)諧放大電路參數(shù)進行繁瑣的調(diào)試過程，這使得制作過程變得困難和琢磨不定。
RDA5807M調(diào)頻收音機接收模塊
而使用RDA5807則不需要任何電路調(diào)整，制作調(diào)頻接收機的過程方便和快捷。現(xiàn)在它成為青少年無線電愛好者接觸學習無線電技術(shù)的新寵。
RDA5807M采用I2C總線完成選臺和音量控制，制作者通過配有外部單片機（業(yè)余愛好者選擇Arduino）完成控制。
RDA5807靈敏度很高，外部只需要給RDA5807M引入1.8~3.3V的工作電源，接上耳機或者喇叭就可以收聽當?shù)卣{(diào)頻廣播了。在它的天線引腳隨便加入一段引線，便可以提高接收廣播的數(shù)量和音質(zhì)。
RDA5807內(nèi)部功能框圖
RDA5807內(nèi)部除了射頻放大和正交信號降頻電路還是用模擬電路，其余部分都采用的數(shù)字信號處理的方式完成音頻立體聲音的解調(diào)和放大輸出。
通過I2C總線還可以讀取內(nèi)部對接收信號強度數(shù)值（RSSI），反映了接收機從天線獲得無線信號的大小，它采用對數(shù)方式表示信號的幅值。
下面通過單片機設置RDA5807接收頻率范圍從80Mhz，掃描到110Mhz，每隔25kHz采集一個RSSI數(shù)值，便可以反映出當?shù)卣{(diào)頻廣播頻道的無線頻譜分布情況。
通過RDA5807采集FM無線信號接收強度
將采集到的RSSI按照頻率繪制出來，可以看到周五下午北京海淀地區(qū)可以接收到的調(diào)頻廣播電臺的總數(shù)大約是22個。
這些調(diào)頻廣播電臺信號很強，RDA5807模塊基本上不需要外置天線便可以接收到清晰的立體聲調(diào)頻廣播節(jié)目。
通過RDA5807獲得當?shù)卣{(diào)頻廣播信號的RSSI
RDA5807接收到無線信號的強度（RSSI）反過來也可以獲得接收模塊與發(fā)射機之間的距離信息。
手邊有一臺DS345 數(shù)字信號發(fā)生器，它的最高輸出頻率為30MHz。
將其設置輸出頻率在29Mhz附近，輸出波形為方波信號。方波信號是奇諧信號，它只包含有基波以及奇次諧波（3，5，7等）。它的三次諧波頻率為87Mhz。在87Mhz附近，本地沒有調(diào)頻廣播電臺。
DS345信號發(fā)生器
將DS345輸出的方波信號，引到一根30厘米長的天線上。其中的三次諧波無線電能量就輻射到周圍的空間。
設置RDA5807模塊接收頻率為87Mhz，它可以接收到信號發(fā)生器的信號。RSSI的強度超過了50，遠遠大于附近調(diào)頻廣播的信號強度。
由于信號發(fā)生器頻率是固定的，所以RDA5807音頻并沒有輸出。從它接收到的RSSI可以反映出它天線上的無線射頻信號強度。
采集RDA5807距離信號源天線不同距離下的RSSI強度
將RDA5807放置在可以移動的導軌上，采集它距離信號發(fā)源天線不同的距離下所對應的RSSI信號的強度。
在靠近天線附近，RSSI大約是60左右。隨著距離增加到140厘米，RSSI逐步降低到45。
為了能夠準確反映接收模塊距離信號天線之間的距離，需要將發(fā)射天線的長度減少到10厘米左右，RDA5807的RSSI信號變化范圍就會很大。
RDA5807的RSSI信號與距離信號源天線距離之間的關(guān)系
這個實驗結(jié)果說明，通過使用簡單的RDA5807模塊，可以方便間接測量到接收機與天線之間的距離。這給全國大學生智能車中的“信標組”中的導航信號提供了新的一種可能性。
這種方案也有一個缺點，就是RDA5807的RSSI信號變化相對比較緩慢。從實際信號強度的變化，到RSSI穩(wěn)定輸出之間大約需要0.3秒鐘的時間。在實際運動控制中，還需要結(jié)合其它信標檢測方法共同獲得位置信息。
現(xiàn)在，收音機的制作變得越來越簡單了。它的原理也發(fā)生了巨大的變化。從最初的模擬信號的放大、解調(diào)的過程，都變成了數(shù)字信號處理，這適合了數(shù)字時代原住民中青少年制作的需要，原來的無線電愛好者的樂趣將會逐漸成為一種回憶。
推薦閱讀：
