近一年来我在做汽车收音系统，一直在跟 FM 模块打交道，但有个问题特别头疼：国内几乎找不到能用的 RDS 信号源。

我们车机支持完整的 RDS 功能——能显示电台名（PS）、滚动文本（RT）、自动切换区域（AF）等等。可市面上那些的FM 信号发生器，大多数只输出一个单音或音频载波，根本没有 RDS 子载波。收音机能响，但 RDS 解码器永远是空的。正好在我手头有台 HackRF One，干脆从零搭一个带 RDS 的 FM 发射源方便测试也能让自己更深入的理解FM的调制解调原理。

FM 广播不是你想的那么简单

很多人以为 FM 就是把音频直接调频发射出去。其实标准 FM 广播的基带信号是个“拼盘”：

• 0–15 kHz：主信道，放 L+R（兼容单声道）
• 19 kHz：一个很弱的导频音（pilot tone），接收端靠它再生 38 kHz 副载波
• 23–53 kHz：L−R 差信号，用 38 kHz DSB-SC 调制，实现立体声
• 57 kHz：RDS 数据通道，BPSK 调制，速率 1187.5 bps

这些信号全部加在一起，才构成真正的“复合基带”，再送去 FM 调制。漏掉任何一块，接收端要么没立体声，要么 RDS 解不出来。

RDS 是怎么塞进去的？

RDS 数据结构其实挺讲究。每 104 比特为一块（含 16 位纠错码），以固定格式传输 PS、PTY、RT 等字段。关键点在于：

• 载波频率必须是 57 kHz（正好是 19 kHz 导频的整数倍，方便锁相）
• 调制方式是 BPSK，但要先做差分编码
• 波形得经过成形滤波（通常是根升余弦），避免频谱溢出

我在 GNU Radio 里用 gr-rds 提供的 rds_encoder 模块生成数据流，后面接了差分编码器、脉冲整形、正交调制到 57 kHz。再和音频路径合成，最后进 FM 调制器。

特别要提醒的是：RDS 数据流的码率（1187.5 bps）必须和主音频路径的采样率严格对齐。GNU Radio 里如果音频用的是 380 kHz 采样，那 RDS 路径也得插值/抽取到同样的时钟域下。否则哪怕数据内容完全正确，接收端也会因为采样偏移导致位同步失败——表现就是 PS 闪烁、RT 丢字，甚至完全解不出 RDS。我一开始没注意这点，以为是编码错了，结果折腾半天才发现是采样率没对齐。

我的GNU Radio工程已经开源到了我的Github：https://github.com/Jubian540/GnuRadio-FM-RDS/tree/main

实现了一个不依赖任何硬件的RDS发送和接收的仿真，只需要把频率调制节点输入到HackRF即可输出可用的FM-RDS信号。