摘要 靜噪是FM接收機中的重要組成部分，本文簡要介紹了FM接收機中靜噪的意義，比較了FM接收機中靜噪檢測常用的幾種方法，提出了一種用DSP算法來實現(xiàn)的數(shù)字靜噪檢測方法。該算法具有靜噪可靠性高、運算復雜度低等優(yōu)點。
調頻接收機中大多采用鑒頻器解調，鑒頻器輸出噪聲的功率譜呈拋物線分布，隨著輸出頻率增加而平方地增大。因此，在無輸入有用信號時，鑒頻器解調輸出幅度較大的噪聲。這些噪聲經音頻放大器放大后，輸出很大的“嘩”噪聲。為去除這些噪聲，傳輸語音的調頻接收機中，不得不加入靜噪電路，在沒有輸入信號或者輸入信號很弱時，靜噪系統(tǒng)關斷音頻輸出，保持耳機安靜。一個可靠的靜噪系統(tǒng)對于FM接收機來說，具有重要的意義。
一、常用靜噪方式及性能比較
靜噪電路系統(tǒng)大致分為三類：導頻靜噪、噪聲靜噪、載波檢測靜噪。發(fā)送端在對話音信號進行調制前，通常在話音信號頻率低端（300Hz以下）加入單音，然后再送去調制發(fā)射出去。接收端解調后檢測這一單音，進行靜噪控制。受靜噪輸出衰減和發(fā)射機電路對低頻響應程度的限制，國軍標規(guī)定軍用FM電臺的導頻為150 Hz（正負2Hz）。
噪聲靜噪方式利用鑒相器的壓噪特性，當射頻信號較強時，輸出噪聲降低；當射頻信號消失時，輸出較大幅度的白噪聲。噪聲靜噪方式即利用這一特性進行靜噪控制。一般的窄帶FM接收中都為噪聲靜噪配置有音頻放大器（噪聲提取濾波）和簡單的施密特比較器，民用FM接收機幾乎都用這種靜噪方式。
載波檢測靜噪是利用鑒頻器前限幅電路的電流與輸入信號強度的對數(shù)在相當大的范圍內成正比，通過檢測此電流即可得出輸入信號的強度，從而進行靜噪控制。很多FM接收IC均給出此輸入信號強度信號（RSSI）。此信號常用作輸出信號強度表驅動、AGC、載波檢測靜噪等。
三種靜噪方式中導頻靜噪電路最為復雜，而且增加了額外的發(fā)射功率，具有抗干擾能力強、操作簡單等優(yōu)點；噪聲靜噪和載波靜噪電路簡單，不需要額外發(fā)送導頻，可實現(xiàn)互通性；有的電臺為增加兼容性，經常是既有導頻靜噪功能也有噪聲靜噪功能。
二、數(shù)字靜噪方式及DSP實現(xiàn)
隨著數(shù)字通信技術的發(fā)展，越來越多的數(shù)字算法運用到靜噪檢測上，本文就采用TI公司的DSP器件TMS320VC5402來實現(xiàn)噪聲靜噪的檢測。整個中頻接收機的系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1 中頻接收機的系統(tǒng)框圖
中頻信號經隔離變壓器后輸入D/A變換器AD6640，從DAC采樣后的數(shù)據(jù)直接輸出給下變頻器HSP50214B，數(shù)據(jù)在下變頻器里經過一系列的處理后就是FM解調后的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分成兩路：一路送給D/A轉換器AD768，經運算放大器放大后輸出到音頻處理單元，最后送到耳機；一路送給DSP器件TMS320VC5402，在DSP里運算后送出靜噪標志位去控制音頻處理單元的通斷。
本文在上述噪聲靜噪的基礎上采用下列方法來計算接收機的噪聲靜噪：以話音通信為例，假定接收機中頻帶寬為40MHz，話音的頻段范圍為300Hz～3.4KHz。讓接收機處于正常工作狀態(tài)，此時，DSP就可以從50214B采集到解調后的數(shù)據(jù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)可以計算出300Hz～3.4KHz頻段內的話音和噪聲的混合能量A，0Hz～40MHz中頻帶寬內的噪聲和話音的混合能量B，可以把接收到的噪聲認為是高斯白噪聲，在信道中是呈均勻分部的，所以根據(jù)公式（1）可以得到噪聲能量譜密度P：
用公式（2）可以求出話音頻段內的信號能量S，公式（3）計算出話音頻段內的噪聲能量N，S/N即是我們要計算的接收信噪比，如果這個信噪比大于噪聲門限值，表示接收到話音信號，靜噪標志位送出高電平；反之如果信噪比小于噪聲門限值，則表示沒有話音信號，靜噪標志位送出低電平。
根據(jù)上面介紹的方法在DSP中具體實現(xiàn)：假設DSP接收到解調后的數(shù)據(jù)速率為120MHz（此速率可以根據(jù)需要調整），一次性采集512個點，對這些點采用快速傅立葉變換（FFT）算法，可以使計算量大大降低。經過FFT運算得到全部512個點的X（k）值，然后根據(jù)公式（1）～（3）來得到信噪比（SNR）。
檢測信噪比（SNR）核心程序如下：
三、判決方案
為了防止在臨界輸入信噪比情況下，靜噪門會出現(xiàn)交替的開啟或閉鎖，采取連續(xù)多樣點檢測判決方案。判決方案如圖2所示。如果目前靜噪處于開啟狀態(tài)，將計算出來的SNR與門限值比較，當最新計算出來的M個SNR的均值小于門限時，靜噪開啟狀態(tài)將改變?yōu)殪o噪閉鎖狀態(tài)，如果上述條件得不到滿足，則仍保持在開啟狀態(tài)。同理，在靜噪閉鎖狀態(tài)時，如果有M個SNR的均值大于門限值，則靜噪門開啟。M值的大小將影響到靜噪開啟閉鎖的響應時間，如果M值過大，則會使接收機從靜噪開啟到閉鎖時出現(xiàn)強噪聲的拖尾；但M值選擇過小，會影響靜噪的可靠性。所以，在實際應用中，應根據(jù)采樣速率的值合理選擇M，既要保證高可靠性的靜噪控制，又要使響應時間控制在一定范圍內，如靜噪開啟時延應小于r1=40ms，靜噪閉鎖時延應小于r2=60ms。此外，門限r1和門限r2的選擇，是分別受靜噪靈敏度（Squelch Sensitivity）和靜噪回滯（Squelch Hysteresis）兩個指標決定的，因此，在實際應用中通過測量靈敏度狀態(tài)時的接收信號能量，從而產生與之對應的判決門限r1、r2，使之滿足指標要求。
圖2 靜噪門開啟或閉鎖判決方案
四、結論
在超短波電臺中，F(xiàn)M是一種最常用的工作方式。當工作在FM工作狀態(tài)時，可靠的靜噪功能尤其重要。本文設計了一種FM數(shù)字化接收機中靜噪檢測的方案，該方案采用DSP數(shù)字實現(xiàn)方法，在頻域內實現(xiàn)信噪比的檢測，通過連續(xù)M個信噪比與門限值比較進行判決，大大降低了靜噪的虛警概率，通過實際應用表明，該算法具有較好的性能。
