《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種移頻MODEM芯片AM7911的擴(kuò)展
強(qiáng)秀鳳
南京宏圖高科通信設(shè)備分公司
摘要: 介紹移頻MODEM芯片AM7911,,論述將其中心頻率從普通話路頻段移入載波復(fù)用的上音頻帶寬內(nèi)的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算方法,。
Abstract:
Key words :

1 引 言

  隨著微機(jī)與數(shù)傳設(shè)備的發(fā)展,調(diào)制解調(diào)器的傳輸速率越來(lái)越高,,品種也越來(lái)越多,。
  由于電話系統(tǒng)的頻帶寬度很窄,,而數(shù)字信息的矩形波內(nèi)有很豐富的諧波含量,直接將其在電話線上傳輸,,在接收端勢(shì)必造成較大的信號(hào)畸變,。使用調(diào)制解調(diào)器將模擬載波加以調(diào)制,便可以解決長(zhǎng)距離傳輸,、抗干擾等問(wèn)題,。
  電力系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度自動(dòng)化的迅速發(fā)展,尤其是近些年來(lái)微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,對(duì)各數(shù)傳設(shè)備的傳輸性能,、指標(biāo)提出了更高的要求,。
  由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)原因,,我國(guó)電力系統(tǒng)目前的情況是大部分的地區(qū)仍以電力線載波為主要通信" title="通信">通信手段,。為了節(jié)省寶貴的頻率資源,各地區(qū)都配置了大量的復(fù)用電力線載波機(jī),,利用載波機(jī)的上音頻來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息,,但在標(biāo)準(zhǔn)上音頻1kHz的帶寬內(nèi),一般傳輸速率為300bit/s~600bit/s,,當(dāng)以1200bit/s速率傳輸數(shù)據(jù)信息時(shí),,則要占據(jù)整個(gè)話帶(300Hz~3400Hz)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,,要處理和傳送的數(shù)據(jù)急劇增加,,以前的低速調(diào)制解調(diào)器難以適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅仨氀兄聘咚倏煽康?200bit/s的電力線載波用的上音頻復(fù)用的調(diào)制解調(diào)器,。
2 AM7911" title="AM7911">AM7911調(diào)制解調(diào)器原理
    本文介紹一種美國(guó)Advanced Micro Devices公司生產(chǎn)的AM7911調(diào)制解調(diào)器專用芯片,。
2.1 AM7911芯片的原理
  AM7911芯片原理框圖如圖1所示。

2.2 由AM7911為主體組成1200 bit/s的MODEM
  MODEM原理圖如圖2所示,,JC2是AM7911芯片,,它是雙列直插式的28腳封裝,±5V供電,,數(shù)字輸入輸出為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平,,調(diào)制輸出最高電平在600Ω時(shí)為-3dB,解調(diào)接收靈敏度最弱信號(hào)為-43dB,,支持300 bit/s,,600 bit/s,1200bit/s二線半雙工和四線全雙工,。
  當(dāng)請(qǐng)求發(fā)送RTS及數(shù)據(jù)終端DTR準(zhǔn)備好時(shí),,打開(kāi)TXD接口。此時(shí)將計(jì)算機(jī)發(fā)出的控制移頻信號(hào)(“0”表示傳號(hào),,“1”表示空號(hào)),,通過(guò)JC3電平轉(zhuǎn)換,去控制AM7911發(fā)出載頻信號(hào)及移頻信號(hào),,并由C6,,R4耦合到JC4進(jìn)行放大后,再由T1變量器發(fā)送調(diào)頻信號(hào),。
  當(dāng)T2變量器接收到載頻信號(hào),,延遲一個(gè)時(shí)刻給出“1”信號(hào),打開(kāi)接收數(shù)據(jù)口,在收到對(duì)方發(fā)出的調(diào)頻信號(hào)后,,經(jīng)JC7放大,,再由JC6等器件所組成的有源濾波器將無(wú)用邊帶及噪聲源扼制掉,有用的調(diào)頻信號(hào)傳輸?shù)紸M7911解調(diào)器,,經(jīng)解調(diào)后,,將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)絉XD接口至計(jì)算機(jī)。
2.3 AM7911各引腳功能
  AM7911各引腳功能如下:引腳1是RING振鈴信號(hào)輸入,,用于自動(dòng)應(yīng)答;引腳2是+5V電源,;引腳3是復(fù)位,;引腳4是-5V電源;引腳5是調(diào)制波輸入,;引腳6,、7是阻容回路,決定片內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換速度,;引腳8是調(diào)制波輸出,;引腳9是模擬地;引腳10是要發(fā)送的串行數(shù)字信號(hào)輸入,;引腳12是請(qǐng)求發(fā)送,;引腳13是準(zhǔn)備發(fā)送;引腳16是數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備就緒,;引腳17,、18、19,、20,、21組成五位二進(jìn)制共32種通信模式選擇;引腳22是數(shù)字地,;引腳23,、24是晶振接入;引腳25是載  波檢測(cè),;引腳26是解調(diào)數(shù)字輸出,。  



  用上面計(jì)算出的相應(yīng)晶振接入23,、24兩腳,,調(diào)整相應(yīng)負(fù)載電容C1、C2和C3,、C4之值,,便可獲得滿意結(jié)果。
  國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,300bit/s下的頻偏通常為±100Hz,,600bit/s下的頻偏通常為±200Hz,,1200bit/s下的頻偏通常為±400Hz,考慮到上音頻帶寬僅為1440Hz,,最好不要超過(guò)±400Hz,。
3.2 設(shè)計(jì)
  我們對(duì)以下兩種通信模式進(jìn)行了設(shè)計(jì):(1)通信模式1:MC1 MC2 MC3 MC4 MC 
                                                 0 0 1 1 1


4 帶寬計(jì)算
4.1 相位不連續(xù)FSK信號(hào)的功率譜
  FSK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和離散譜組成。其中連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊帶疊加而成,,而離散譜則出現(xiàn)在兩個(gè)載頻位置上,。
  兩個(gè)載頻之差較小,比如小于fS,,則連續(xù)譜出現(xiàn)單峰,,若兩個(gè)載頻之差逐漸增大,即f1與f2的距離增加,,則連續(xù)譜將出現(xiàn)雙峰,,這點(diǎn)從圖3可看得清楚些。
    由上面兩個(gè)特點(diǎn)看到,,傳輸FSK信號(hào)所需的頻帶
    Δf=|f2-f1|+2fs,。
  圖3是相位不連續(xù)FSK信號(hào)功率譜密度圖,圖中的譜高度是示意的,,且只畫(huà)了正頻率部分,,負(fù)頻率部分應(yīng)與其對(duì)稱。

 

4.2 所需帶寬

  根據(jù)上述計(jì)算,,我們?cè)诜菢?biāo)準(zhǔn)復(fù)用通道(2400Hz~3840Hz)上使用第二種通信模式進(jìn)行1200bit/s的傳輸,,工作穩(wěn)定,誤碼率達(dá)到1×10-5,。
5 評(píng) 價(jià)
  邊頻的理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值最多相差0.5dB,,頻率的穩(wěn)定性也非常好,雖然與現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)調(diào)制解調(diào)器的上下邊頻不完全吻合,,但由實(shí)際解調(diào)回路的捕捉帶寬起碼在100Hz以上(事實(shí)上,,必須在有效帶寬范圍內(nèi)都能響應(yīng),才能利用邊帶中的信息解調(diào)出數(shù)字信號(hào),,這是香農(nóng)定理的基本推論之一),,因此,工作效果十分理想,。

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