便攜式儀器通常使用調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，受條件所限，便攜式儀器所使用的調(diào)制解調(diào)器要求具有功耗低、溫度適應(yīng)范圍寬、外部元件少、供電簡單等特點。本文介紹OKI公司設(shè)計制造的1200波特率的調(diào)制解調(diào)器MSM7512B系列器件。該芯片可以通過使用移頻鍵控調(diào)制的工作方式(Frequency Shift Keyed)在一個電話網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接收連續(xù)的二進制數(shù)據(jù)，并在片內(nèi)完成連續(xù)的異步通信所需的調(diào)制、解調(diào)和濾波。內(nèi)部集成電路的設(shè)計確保可與低速調(diào)制解調(diào)器和耦合器相兼容，所有數(shù)據(jù)接口與TTL電平相兼容。該芯片主要用于低成本的嵌入式調(diào)制解調(diào)器、遠程控制系統(tǒng)及家庭安全防范等場合。

引腳說明

MSM7512B有四種工作模式，其工作模式的選擇是由MOD1和MOD2的不同信號組合決定的，具體見表1。

　　                                       

                                          表1  工作模式信號組合

MSM7512B的基本特性

采用FSK調(diào)制解調(diào)方式，價格低廉；
MSM7512B符合V.23標(biāo)準(zhǔn)，半雙工工作方式；
低功耗：工作模式－典型值25mW；掉電模式－最大值0.1mW；
數(shù)據(jù)傳輸率：0~1200波特率；
片上具有調(diào)制器、解調(diào)器和帶通濾波器；
具有可用于自檢的模擬回路；
3.579545MHz晶體振蕩電路；
電源范圍：+3V~+5V；
多種封裝形式

基本原理

如圖1所示，該芯片主要由發(fā)送電路、接收電路、載波檢測電路、定時器時鐘電路組成，下面分別介紹各個模塊電路的工作原理。

發(fā)送電路

發(fā)送電路包括調(diào)制器，發(fā)送濾波器和發(fā)送放大器。要發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)信號首先從XD端進入調(diào)制器，調(diào)制器實際上是一個可控的頻率合成器，經(jīng)3.579545MHz時鐘分頻產(chǎn)生所需的頻率。然后根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)和調(diào)制解調(diào)器所處的工作狀態(tài)形成FSK信號送入發(fā)送濾波器以及濾除信號的高頻分量和雜波。由發(fā)送濾波器輸出的信號經(jīng)過發(fā)送放大器后，變成幅度不隨電源電壓變化的FSK信號輸出到線路。

接收電路

接收電路包括AGC放大器、接收濾波器、限幅器、解調(diào)濾波器、解調(diào)器和比較器組成。從線路接收的FSK信號首先通過AGC放大器，輸出為穩(wěn)定的FSK信號。該信號通過接收濾波器濾除多余的頻率成分，再通過限幅器變換成方波信號，該信號通過解調(diào)器和比較器的處理，最后形成解調(diào)數(shù)據(jù)在RD端輸出。

　　
            圖2  MSM7512B調(diào)制解調(diào)器與微處理器的接口及公用電話網(wǎng)接口
                                 

             圖3  恒流源假負載及極性轉(zhuǎn)換電路

載波檢測電路

載波檢測電路包括能量檢測電路和數(shù)字延遲組成。能量檢測器將接收濾波器的輸出電平與通過EAI端由片外設(shè)置的門限電平相比較，從而檢出載波信號。為防止輸出振蕩，檢測電路具有2.5dB的滯后特性。數(shù)字延遲電路是為防止載波信號瞬間突然消失而設(shè)計的。

定時器時鐘電路

定時器時鐘電路包括振蕩器和產(chǎn)生時鐘信號的邏輯電路組成，時間基準(zhǔn)信號可以由3.579545MHz的晶體或外部時鐘信號輸入，經(jīng)定時器時鐘邏輯電路分頻，為系統(tǒng)提供1300Hz或外部時鐘信號輸出。當(dāng)XD=1時，AO端的發(fā)送信號頻率為1300Hz；當(dāng)XD=0時，AO端的發(fā)送信號頻率為2100Hz。

MSM7512B在公用電話網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

利用MSM7512B調(diào)制解調(diào)器可以通過專用雙線制的網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，也可以通過公用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，甚至不需要外部控制器，利用它可以設(shè)計出高效率、高性能、低費用的網(wǎng)絡(luò)解決方案，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸、信用卡驗證系統(tǒng)、POS終端、遠程控制系統(tǒng)、個人數(shù)據(jù)鏈接等許多方面。

在圖2中給出了MSM7512B調(diào)制解調(diào)器與微處理器的接口方式以及通過公用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌陔娐?。MSM7512B的工作模式控制信號MOD1、MOD2都是TTL電平，可以與微處理器直接相接，通過微處理器的軟件控制調(diào)制解調(diào)器發(fā)送或接收狀態(tài)。如果通過MAX232等RS-232接口集成電路將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平，也可以使計算機利用低成本的接口電路進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸。

如果利用專用雙線制的網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，MSM7512B調(diào)制解調(diào)器的RD和XD可以與網(wǎng)絡(luò)直接連接。

只需要加少量的外圍器件就可以利用MSM7512B調(diào)制解調(diào)器通過公用電話網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸。MSM7512B調(diào)制解調(diào)器通過一個阻抗變換器與公用電話網(wǎng)連接，該阻抗變換器為600：600的音頻變壓器。

為了提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，通過MSM7512B調(diào)制解調(diào)器處理后的音頻信號在傳輸之前，將其疊加在直流電壓上，由于傳輸線上直流電壓的存在，可以提高音頻信號的抗干擾能力，傳輸更遠的距離。同時，為了使公用電話網(wǎng)識別“摘機信號”的存在，設(shè)計恒流源供電電路成為用戶端口的一個固定假負載。設(shè)計極性轉(zhuǎn)換電路，方便用戶在使用中的信號接入。在圖3中給出了極性轉(zhuǎn)換電路和恒流源假負載的電路原理圖，以供大家在設(shè)計時參考。

結(jié)語

該芯片與OKI公司以前出品的MSM6926/6927系列調(diào)制解調(diào)器芯片相比，MSM6926/6927采用的是雙電源供電，其靈活性較差，運行功耗也較大，而MSM7512B調(diào)制解調(diào)器供電方式簡單，價格低廉，只需+3V~+5V單電源供電，且由于其外圍電路簡單，可靠性也將大大的提高。所以，在實際應(yīng)用之中可以根據(jù)各自的特點加以使用。

參考文獻：

1．MSM7512B 1200 Half Duplex FSKModem-ITU-T V.23. OKI Semiconductor Corp.
2. 陸曉.高性能單片調(diào)制解調(diào)器MC145442.電子技術(shù).1994(11)