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便攜式儀器通常使用調制解調器來實現數據的遠距離傳輸，受條件所限，便攜式儀器所使用的調制解調器要求具有功耗低、溫度適應范圍寬、外部元件少、供電簡單等特點。本文介紹OKI公司設計制造的1200波特率的調制解調器MSM7512B系列器件。該芯片可以通過使用移頻鍵控調制的工作方式(Frequency Shift Keyed)在一個電話網絡上發送和接收連續的二進制數據，并在片內完成連續的異步通信所需的調制、解調和濾波。內部集成電路的設計確保可與低速調制解調器和耦合器相兼容，所有數據接口與TTL電平相兼容。該芯片主要用于低成本的嵌入式調制解調器、遠程控制系統及家庭安全防范等場合。 圖1 內部結構框圖 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調制解調方式，價格低廉； MSM7512B符合V.23標準，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； 數據傳輸率：0"1200波特率； 片上具有調制器、解調器和帶通濾波器； 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。 發送電路 發送電路包括調制器，發送濾波器和發送放大器。要發送的二進制數據信號首先從XD端進入調制器，調制器實際上是一個可控的頻率合成器，經3.579545MHz時鐘分頻產生所需的頻率。然后根據輸入的數據和調制解調器所處的工作狀態形成FSK信號送入發送濾波器以及濾除信號的高頻分量和雜波。由發送濾波器輸出的信號經過發送放大器后，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、解調濾波器、解調器和比較器組成。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，該信號通過解調器和比較器的處理，最后形成解調數據在RD端輸出。 圖2 MSM7512B調制解調器與微處理器的接口及公用電話網接口 圖3 恒流源假負載及極性轉換電路 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。數字延遲電路是為防止載波信號瞬間突然消失而設計的。 定時器時鐘電路 定時器時鐘電路包括振蕩器和產生時鐘信號的邏輯電路組成，時間基準信號可以由3.579545MHz的晶體或外部時鐘信號輸入，經定時器時鐘邏輯電路分頻，為系統提供1300Hz或外部時鐘信號輸出。當XD=1時，AO端的發送信號頻率為1300Hz；當XD=0時，AO端的發送信號頻率為2100Hz。 MSM7512B在公用電話網數據傳輸中的應用 利用MSM7512B調制解調器可以通過專用雙線制的網絡進行數據傳輸，也可以通過公用電話網進行數據傳輸，甚至不需要外部控制器，利用它可以設計出高效率、高性能、低費用的網絡解決方案，廣泛應用于數據傳輸、信用卡驗證系統、POS終端、遠程控制系統、個人數據鏈接等許多方面。 在圖2中給出了MSM7512B調制解調器與微處理器的接口方式以及通過公用電話網進行數據傳輸的接口電路。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制解調器發送或接收狀態。如果通過MAX232等RS-232接口集成電路將TTL電平轉換成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據傳輸。 如果利用專用雙線制的網絡進行數據傳輸，MSM7512B調制解調器的RD和XD可以與網絡直接連接。 只需要加少量的外圍器件就可以利用MSM7512B調制解調器通過公用電話網進行數據傳輸。MSM7512B調制解調器通過一個阻抗變換器與公用電話網連接，該阻抗變換器為600：600的音頻變壓器。 為了提高信號傳輸的穩定性和可靠性，通過MSM7512B調制解調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，為了使公用電話網識別“摘機信號”的存在，設計恒流源供電電路成為用戶端口的一個固定假負載。設計極性轉換電路，方便用戶在使用中的信號接入。在圖3中給出了極性轉換電路和恒流源假負載的電路原理圖，以供大家在設計時參考。 結語 該芯片與OKI公司以前出品的MSM6926/6927系列調制解調器芯片相比，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調制解調器供電方式簡單，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，在實際應用之中可以根據各自的特點加以使用。 |
