基于SCT3918基带芯片的CDMR数字对讲机设计

    为了响应国家工业和信心产业部[2009]666号文件我国数字对讲机实现模拟转数字化的要求，并且为了方便企业生产和调试、降低成本的目的。采用国产基带芯片SCT3918设计了一款适应我国国情的数字对讲机CDMR(China Digital Mobile Radio)，在实验室内做了射频技术指标测试、音频技术指标测试、可靠性测试，实验结果表明射频技术指标符合[2009]666号文件要求，音频技术指标符合《移动通信调频无线电话机通用技术条件》，设计符合我国对讲机模拟转数字的政策、适合我国的国情、便于企业生产和调试。

    工信部2009年666号文件《工业和信息化部关于150 MHz 400 MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》的颁发吹响了数字对讲机发展的冲锋号，DMR数字技术即成为中国对讲机“模转数”进程中企业选择的标准之一，DMR制式的数字对讲机已亮相市场，并得到较好的评价。自2011年1月1日起，停止对该频段内模拟对讲机设备型号的核准，到2016年该频段全面停止模拟对讲机使用。目前数字对讲机的标准不统一、成本高、互通性差成制约数字对讲机发展的瓶颈。目前数字对讲机市场上存在多种数字技术标准，其中最受关注的是DMR，DP MR和PDT，而制造商对DMR的兴趣尤为突出。介绍了基于SCT3918的CDMR数字对讲机设计与实现方法，设计成本低、互通性强、易于生产，受到了厂商的好评。

1 CDMR数字对讲机工作原理
    CDMR数字对讲机主要由射频单元、音频单元、电源与控制单元、基带处理单元4部分组成(见图1)。发射时，音频单元把麦克风的微弱信号放大滤波后进行AD变换，并把语音数据送给基带处理单元进行语音压缩与编码、信道编码与调制，基带处理单元进行4FSK调制后的已调基带信号送给射频单元把基带信号搬移到403～423．5 MHz的射频载波上放大滤波后经天线发射出去。接收时，射频单元把天线接收的微弱信号进行滤波放大后进行IQ下变频，然后送给音频单元AD变换，再送给基带处理单元解码与数字滤波，然后送给音频单元放大后推动扬声器播放语音。电源与控制单元主要完成整机供电和管理工作，例如基带处理单元初始化、信道切换、收发转换、按键判别等。

    2 CDMR数字对讲机系统设计
    基带心片SCT3918通过8位HPI(Host Port Interface)接口与单片机STM32F100连接，用于单片机初始化SCT3918时下载1024字节的Boot Loader，然后全部程序进入SCT3918。SCT3918内嵌的DSP执行启动后，HPI用于二者之间进行呼叫信息与管理信息的传送。SCT3918采用12．2 88 MHz的TCXO，通过内部的PLL 9倍频到110．592 MHz作主时钟。该基带芯片具有两个完全相同的串口：串口0和串口1，一路串口配置成I2S接口与音频单元的WM8758交换语音数据，另一路可配置成McBSP接口扩展AMBE3000语音算法，设计采用SCT3918植入的清华大学SELP音频算法，连接方式如图2所示。

　　2．1 PLL的配置

　　单片机把基带芯片SCT3918的71PIN(PLLBYPASS)配置为低电平启用PLL，76 pin(PLLSEL2)配置为高电平把PLL设置为9倍频，内部时钟频率计算如表1所示。

    2．2 电路板设计
    在射频电路板设计中需要考虑很多因素，最主要的还是地及信号线的处理。由于器件的非线性，晶振会带来高次谐波，所以相关射频信号以及模拟信号，应与晶振的高次谐波频率拉开距离。供电采用线性降压集成电路，相比DC—DC电路的纹波系数较小，对RF电路没有干扰。模拟电路与数字电路要分别供电且要电源隔离，去耦电容尽可能靠近芯片引脚，并用高质量的RF电容滤波，同时在小电容旁并联一个大的钽电容(如4．7μF)。高速数字数据或控制信号都做到尽量远离射频电路、晶体和电源线。
2．3 SCT3918 API和驱动接口
    移植库包含两个文件(SCT3918Control．lib和SCT3918InterFace．h)，项目里添加库文件SCT3918Control．lib，源文件里包含库头文件SCT3918InterFace．h，这样就可以调用SCT3918InterFace．h里定义的所有函数原型。库函数分为两部分：一部分是用户自定义函数；另一部分是功能调用函数。用户自定义函数，分为HPI，和UART两部分，功能调用函数又分为发送，接收，初始化，设置，这四部分。下面列出各部分的函数原型。

3 CDMR数字对讲机程序设计
    设计重点是单片机STM32F100的程序设计，首先是对SCT3918进行初始化配置，配置完成后进入空闲模式，等待发送或接收，PTT按键按下时进入发送状态，PTT按键释放时进入空闲状态，当有接收频点载波到来时进入接收状态，接收完毕后进入空闲状态等待发送或接收。

   

   4 结束语
    基带芯片SCT3918配合STM32F100实现CDMR数字对讲机，其应用涵盖了商业、公共安全和专业用户，可以广泛应用于公共安全、私人安全、政府、教育、学校和餐饮业、制造业和建筑业、公共设施、交通、石油和天然气行业等等。该数字对讲机工作稳定，可靠性高，扩展性强，成本不高，很适合我国现阶段专网通信的”模转数”(模拟转数字)。

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