MSM6882及其在無線數據通信中的應用

2019-11-05 02:17:22

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　　１　引言
　　計算機與數據終端的普及使得無線數據通信技術在很多領域得到廣泛應用。在無線數據傳輸設備中，調制解調器是不可缺少的一環。

調制解調器的調制方式主要有頻移鍵控（ＦＳＫ）、相對相移鍵控（ＤＰＳＫ）等，其中最小頻移鍵控（ＭＳＫ）調制方式是ＦＳＫ方式中較好的一種。ＭＳＫ調制方式是連續相位頻率鍵控（ＣＰ－ＦＳＫ）方式的非凡情況，其調制系數為０．５。ＭＳＫ信號在碼元轉換瞬間沒有相位突變，因而信號頻譜在頻帶之外的滾降會加快，占用頻帶比ＰＳＫ信號窄，但卻具有與ＰＳＫ相同的性能，非常適合在無線通信中使用。
　　
　　ＭＳＭ６８８２是日本ＯＫＩ公司生產的采用ＭＳＫ調制方式的調制解調芯片。它的工作溫度為－２５℃～７０℃，采用ＤＩＰ２２或ＳＯＣ２４封裝，其主要特點如下：
　　
　　●片內濾波器采用開關電容結構；
　　
　　●數據傳送波特率１２００／２４００ｂｐｓ可選；
　　
　　●片內發送濾波器可作為音頻信號濾波器單獨使用；
　　
　　●接收定時再生電路有兩種同步方式供用戶選擇；
　　
　　●片內集成有振蕩電路；
　　
　　●調制可采用正弦或余弦方式；
　　
　　●采用單５Ｖ電源供電（ＭＳＭ６８８２－５）。
　　　

　　２　ＭＳＭ６８８２的引腳功能
　　ＭＳＭ６８８２的引腳排列如圖１所示，其引腳功能描述如下：
　　
　　Ｘ１、Ｘ２：晶體輸入腳。當外接時鐘時，Ｘ１懸空。
　　
　　ＭＣＳ：時鐘頻率選擇端。該腳為“０”時，外部晶振或時鐘選擇３．６８６４ＭＨｚ，為“１”時，外部晶振或時鐘選擇７．３７２８ＭＨｚ。
　　
　　ＭＥ：調制器使能端。該端為“０”時，ＴＩ腳與發送低通濾波器相連，為“１”時，調制器與發送低通濾波器相連。
　　
　　ＳＤ：發送數據輸入腳。
　　
　　ＳＴ：發送時鐘輸出腳。使用時可用ＳＴ信號的上升沿同步ＳＤ腳的信號。
　　
　　ＳＩＮ：正弦調制方式選擇。
　　
　　ＰＲＥ：發送數據預置選擇。為“０”時，ＳＤ腳信號輸出至ＡＯ腳。
　　
　　ＢＲ：波特率選擇位。其選擇方式見表１所列。
　　　

　　ＳＧ：片內模擬信號地。
　　
　　ＧＮＤ：芯片電源地。
　　
　　ＴＩ：音頻信號輸入。
　　
　　ＡＯ：調制信號輸出。
　　
　　ＡＩ：解調信號輸入。
　　
　　ＣＤＴ，ＣＤＯ：芯片測試腳。正常使用時，ＣＤＴ腳應接地，ＣＤＯ腳懸空。
　　　

　　ＲＤ：接收數據端。經解調后的信號由此腳串行輸出。
　　
　　ＲＴ：接收數據時鐘。使用時可用ＲＴ信號的下降沿同步ＲＤ腳數據。
　　
　　ＣＦ：快速鎖相控制。該端為“１”時，ＲＤ腳和ＲＴ腳的輸出信號相位差大于２２．５°，相位校正將快速完成；假如相位差小于２２．５°，相位校正以低速進行。而在該腳為“０”時，無論ＲＤ腳和ＲＴ腳的輸出信號相位差為多少，相位校正均以低速進行。通常情況下該腳接高電平，即選擇快速鎖相方式。
　　
　　ＣＴ：同步方式選擇。為“０”時，鎖相環在５０比特內完成相位同步。為“１”時，鎖相環在１８比特內完成相位同步。
　　
　　ＦＴ：自環測試控制。通常接高電平。
　　
　　ＶＤＤ：芯片電源端口。
　　
　　３　ＭＳＭ６８８２的內部結構原理
　　ＭＳＭ６８８２的內部結構如圖２所示。該電路主要由三個部分組成：發送電路、接收電路和時鐘發生電路。發送電路包括調制器、發送低通濾波器和兩個ＲＣ低通濾波器。它在ＰＲＥ和ＳＩＮ輸入信號控制下可完成對輸入二進制數據的調制或輸入音頻信號的濾波。在完成調制功能時，首先由調制器將輸入數據調制為ＭＳＫ信號，再由發送濾波器和兩個ＲＣ低通濾波器濾除高頻分量并加以平滑后，輸出到線路上。在完成音頻濾波功能時，發送濾波器將與調制器斷開而與ＴＩ端接通，從而直接將輸入的音頻信號濾波并送至線路。
　　
　　接收電路由ＲＣ低通濾波器、混頻器、接收帶通濾波器、限幅器、采樣保持電路、延遲檢測器、檢測后置濾波器和定時再生器組成。接收信號經接收濾波器濾除雜波后，可由限幅器和采樣保持電路變換為方波信號輸入延遲檢測器。然后由延遲檢測器恢復出解調數據，經檢測濾波送入定時再生電路以提取接收時鐘，最后將接收時鐘和解調數據輸出。
　　

　　時鐘發生電路可為整個電路提供時序信號。
　　
　　４　應用電路
　　圖３給出了ＭＳＭ６８８２的實際應用電路。此電路的通信波特率為１２００ｂｐｓ，由于ＭＳＭ６８８２的發送數據和接收數據均需要有同步時鐘來同步，因此應選擇８２Ｃ５１異步串行通信接口芯片來使ＭＳＭ６８８２與ＡＴ８９Ｓ５２微處理器相連接。通過ＡＴ８２Ｃ５１的ＲＴＳ腳可控制電臺的ＰＴＴ，而ＲＴＳ則通過反相信號控制ＭＳＭ６８８２的發送使能。電臺的ＳＰＫ腳和ＭＩＣ腳通過各自的耦合回路與ＭＳＭ６８８２的ＡＩ腳和ＡＯ腳相連。在設計時，８２Ｃ５１單片機ＣＬＫ腳的輸入時鐘周期應在０．４２μｓ到１．３５μｓ范圍內，否則芯片可能不能正常工作。由于ＭＳＭ６８８２的ＡＯ腳的輸出電平較高，因此，通過可調電阻Ｗ１可調節調制信號輸入到電臺的幅值。
從電臺接口出來的ＳＰＫ信號一路經信號限幅后送入ＭＳＭ６８８２的ＡＩ腳，另外一路經放大、檢波、幅值比較后送入８２Ｃ５１的ＤＳＲ腳，以作為載波檢測信號。同時，通過Ｗ２調節載波檢測信號的靈敏度。當系統檢測到該信號時，可以采取延時發送的方式來避免同頻干擾和信道阻塞。對８２Ｃ５１的操作方法可參考相關書籍，這里不再重復。對于抗干擾性要求較高的場合，電臺和調制解調器之間可采取加入傳輸線變壓器的方法將兩端的電信號進行隔離，由于篇幅所限，這里不再贅述。

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