單片DPSK和FSK MODEM TS7515的原理及應用

關鍵詞：MODEM；DPSK；FSK；電話線；TS7515

１ 引言

隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，兩臺計算機之間的通信已經(jīng)變得非常容易。但距離比較遙遠的兩臺計算機間的通信仍須借助電話線來降低成本，同時也要在每臺計算機上安裝一臺可把要傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成電話線路能傳輸?shù)哪M信號的調(diào)制解調(diào)器。

ＴＳ７５１５是美國ＳＧＳ－ＴＨＯＭＳＯＮ公司生產(chǎn)的高性能單片調(diào)制解調(diào)器，該芯片集成了模擬和數(shù)字技術，功耗低，鄰道干擾小，既能工作于１２００ＢＰＳ和６００ＢＰＳ的ＤＰＳＫ同步模式，又能工作于１２００ＢＰＳ和６００ＢＰＳ的ＤＰＳＫ字符異步模式（１０、１１位）?還能工作于０－３００ＢＰＳ的ＦＳＫ模式。同時具有自動監(jiān)測撥號線和監(jiān)控斷點信號的能力。此外，ＴＳ７５１５還帶有與標準微處理器的直接接口。ＴＳ７５１５ＩＰ的工作溫度范圍為－２５℃～＋８５℃。

２　引腳功能

圖１所示是ＴＳ７５１５芯片采用ＤＩＰ２８封裝的引腳排列，其引腳功能如下：

Ｖ＋：＋５Ｖ電源端；

Ｖ－：－５Ｖ電源端；

ＧＮＤ：地；

ＸＴＡＬ＿ＩＮ：振蕩器輸入；

ＸＴＡＬ＿ＯＵＴ：振蕩器輸出；

ＣＬＫ：時鐘端；

Ｃ／Ｂ：ＣＣＩＴＴ或ＢＥＬＬ標準的選擇端；

Ａ ／Ｓ：ＤＰＳＫ傳輸中同步或異步模式的選擇端；

ＴＬ：檢測回路的選擇端；

ＯＳＥ：ＣＣＩＴＴ建議所要求的異步字符模式中的超速選擇；

ＢＲＳ：用于根據(jù)Ｃ ／Ｂ標準選擇芯片對應的工作速率；

ＣＬＳ：字符長度的選擇；

Ａ／Ｏ：應答／主叫模式的選擇；

ＴｘＤ：發(fā)送數(shù)據(jù)端；

ＡＴＯ：模擬信號輸出端；

ＥＸＩ：外部音輸入端；

ＡＴＥ：應答音使能端；

ＳＥＩ：擾碼使能端；

ＴｘＣＬＫ：Ｍｏｄｅｍ的發(fā)送時鐘；

ＴｘＳＣＬＫ：終端的發(fā)送時鐘；

ＲＴＳ：終端發(fā)送請求輸入端；

ＲＤＩ：接收解調(diào)器輸入端；

ＲＡＩ：模擬接收輸入端；

ＲＦＯ：接收濾波器的輸出端；

ＤＣＤ：數(shù)據(jù)載波檢測端；

ＲｘＤ：接收數(shù)據(jù)端；

ＲｘＣＬＫ：接收時鐘端；

ＴＥＳＴ：檢測端。

圖2

３?。裕樱罚担保档膬?nèi)部結構原理

ＴＳ７５１５的內(nèi)部結構如圖２所示，該電路主要分為發(fā)射器和接收器兩大模塊。

３．１ 發(fā)射器

發(fā)射器部分包含２個緊隨開關電容濾波器的模擬信號發(fā)生器。在相位調(diào)制模式中，ＤＰＳＫ調(diào)制器之前的一個可供選擇的擾碼器可保證連續(xù)變化的位圖傳輸，以避免接收ｍｏｄｅｍ在解調(diào)某一連續(xù)重復的數(shù)據(jù)位時失鎖（它也可在握手過程中禁用）。而在字符異步傳輸模式中，它主要用于異步到同步的轉(zhuǎn)換。

３．２ 接收器

接收器內(nèi)含帶通濾波器、一個放大器和一個限幅器。濾波后，接收信號經(jīng)過放大饋入載波檢測器。因為ＴＳ７５１５所用的解調(diào)器均采用過零點檢測技術，所以在進入解調(diào)器前，接收信號要限幅，然后才能根據(jù)所選擇的標準，通過ＤＰＳＫ解調(diào)器或ＦＳＫ解調(diào)器檢波輸出。在呼叫建立或數(shù)據(jù)檢測過程中，ＴＥＳＴ端用來監(jiān)測ＤＰＳＫ解調(diào)器的輸出。ＤＰＳＫ解調(diào)器后跟著一個解擾器和一個可選的同步到異步轉(zhuǎn)換器，其中解擾器用于譯出原始數(shù)據(jù)。在異步字符格式的工作模式中，數(shù)據(jù)緩沖器可檢測丟失的停止位并重新插入。另外，ＤＣＤ端可監(jiān)測所接收信號的電平，一旦解調(diào)器的輸入端接收到適于解調(diào)的有效信號，該端輸出的電平將被拉低。

４　ＴＳ７５１５的應用

ＴＳ７５１５的應用電路如圖３所示。由于其中的 Ｃ／Ｂ＝０且ＢＲＳ＝０，所以ＴＳ７５１５芯片工作于ＣＣＩＴＴ的Ｖ．２２標準全雙工模式，調(diào)制類型是雙碼元ＤＰＳＫ，數(shù)據(jù)速率為１．２ｋｂｐｓ。又因為ＣＬＳ＝１、ＯＳＥ＝１、 Ａ ／Ｓ＝０，所以電路工作于異步模式，字符長度是１０位。

圖3

電路工作時，計算機通過微處理器ＥＦ６８０１的控制線和接口線將ＴＳ７５１５設置為應答／主叫模式，然后進行內(nèi)部擾碼以將要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳到ＴｘＤ端，經(jīng)過芯片內(nèi)部的異步到同步轉(zhuǎn)換器、擾碼器、ＤＰＳＫ調(diào)制器產(chǎn)生模擬調(diào)制信號，再經(jīng)過有均衡方案的發(fā)射濾波器傳到ＡＴＯ端（模擬信號輸出端）?最后通過Ｄ．Ａ．Ａ（直接訪問電路）傳輸?shù)诫娫捑€。

接收的ＤＰＳＫ調(diào)制信號也是通過Ｄ．Ａ．Ａ傳到ＲＡＩ端（模擬信號輸入端），再經(jīng)過內(nèi)部濾波、均衡，輸出到ＲＦＯ端（接收濾波器輸出端），然后通過一個１μＦ的電容耦合到ＲＤＩ端（接收解調(diào)器輸入端），以滿足電平檢測條件。接著通過內(nèi)部ＤＰＳＫ解調(diào)電路恢復基帶數(shù)據(jù)，而基帶數(shù)據(jù)再經(jīng)過譯碼、解擾、同步到異步轉(zhuǎn)換器，最后將解調(diào)后的數(shù)據(jù)在ＲｘＤ端（接收數(shù)據(jù)端）串行輸出，并經(jīng)過微處理器的接口線回傳給計算機。

為了優(yōu)化ＴＳ７５１５的工作性能，要特別注意電源的去耦和線路圖布線。提供給數(shù)字系統(tǒng)的電源可能包含大的尖峰信號和其它噪聲，為了消除噪聲，電源部分應用鉭電容和電解電容旁路，這些電容應靠近ＴＳ７５１５芯片。為了提高高頻特性，電解電容旁邊應使用陶瓷電容旁路。電源連接線應盡量短且直。并盡量避免接地回路。布線應盡量減少模擬輸入與數(shù)字線之間的耦合。ＲＤＩ端（１３腳）對噪聲尤其敏感。該端通過陶瓷電容和ＲＦＯ（１４腳）端的連接應盡可能短?？傊?，應通過精心的布局盡可能避免該連接處與數(shù)字信號的耦合，以避免電源噪聲和共地噪聲，保證芯片的有效工作。