單片DPSK和FSK MODEM TS7515的原理及應用
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摘要：TS7515是SGS-THOMSON公司生產的高性能單片調制解調器集成電路，該芯片性能優越，使用方便靈活。文中介紹了TS7515單片數字MODEM的原理及應用，給出了該芯片的引腳功能、工作原理及典型應用電路。 １ 引言 隨著網絡的發展，兩臺計算機之間的通信已經變得非常容易。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的數字基帶信號轉換成電話線路能傳輸的模擬信號的調制解調器。 ＴＳ７５１５是美國ＳＧＳ－ＴＨＯＭＳＯＮ公司生產的高性能單片調制解調器，該芯片集成了模擬和數字技術，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。同時具有自動監測撥號線和監控斷點信號的能力。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℃。 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：發送數據端； 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的發送時鐘； ＴｘＳＣＬＫ：終端的發送時鐘； ＲＴＳ：終端發送請求輸入端； ＲＤＩ：接收解調器輸入端； ＲＡＩ：模擬接收輸入端； ＲＦＯ：接收濾波器的輸出端； ＤＣＤ：數據載波檢測端； ＲｘＤ：接收數據端； ＲｘＣＬＫ：接收時鐘端； ＴＥＳＴ：檢測端。 ＴＳ７５１５的內部結構如圖２所示，該電路主要分為發射器和接收器兩大模塊。 ３．１ 發射器 發射器部分包含２個緊隨開關電容濾波器的模擬信號發生器。在相位調制模式中，ＤＰＳＫ調制器之前的一個可供選擇的擾碼器可保證連續變化的位圖傳輸，以避免接收ｍｏｄｅｍ在解調某一連續重復的數據位時失鎖（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換。 ３．２ 接收器 接收器內含帶通濾波器、一個放大器和一個限幅器。濾波后，接收信號經過放大饋入載波檢測器。因為ＴＳ７５１５所用的解調器均采用過零點檢測技術，所以在進入解調器前，接收信號要限幅，然后才能根據所選擇的標準，通過ＤＰＳＫ解調器或ＦＳＫ解調器檢波輸出。在呼叫建立或數據檢測過程中，ＴＥＳＴ端用來監測ＤＰＳＫ解調器的輸出。ＤＰＳＫ解調器后跟著一個解擾器和一個可選的同步到異步轉換器，其中解擾器用于譯出原始數據。在異步字符格式的工作模式中，數據緩沖器可檢測丟失的停止位并重新插入。另外，ＤＣＤ端可監測所接收信號的電平，一旦解調器的輸入端接收到適于解調的有效信號，該端輸出的電平將被拉低。 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，調制類型是雙碼元ＤＰＳＫ，數據速率為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。 接收的ＤＰＳＫ調制信號也是通過Ｄ．Ａ．Ａ傳到ＲＡＩ端（模擬信號輸入端），再經過內部濾波、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（接收解調器輸入端），以滿足電平檢測條件。接著通過內部ＤＰＳＫ解調電路恢復基帶數據，而基帶數據再經過譯碼、解擾、同步到異步轉換器，最后將解調后的數據在ＲｘＤ端（接收數據端）串行輸出，并經過微處理器的接口線回傳給計算機。 為了優化ＴＳ７５１５的工作性能，要特別注意電源的去耦和線路圖布線。提供給數字系統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。總之，應通過精心的布局盡可能避免該連接處與數字信號的耦合，以避免電源噪聲和共地噪聲，保證芯片的有效工作。 |
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