解調(diào)器MSM6882及其在無線數(shù)據(jù)通信中的應用
關鍵詞:MSM6882;最小頻移鍵控;無線數(shù)據(jù)通信
1 引言
計算機與數(shù)據(jù)終端的普及使得無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)在很多領域得到廣泛應用。在無線數(shù)據(jù)傳輸設備中,調(diào)制解調(diào)器是不可缺少的一環(huán)。調(diào)制解調(diào)器的調(diào)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(diào)制方式是FSK方式中較好的一種。MSK調(diào)制方式是連續(xù)相位頻率鍵控(CP-FSK)方式的特殊情況,其調(diào)制系數(shù)為0.5。MSK信號在碼元轉(zhuǎn)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(chǎn)的采用MSK調(diào)制方式的調(diào)制解調(diào)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(nèi)濾波器采用開關電容結(jié)構(gòu);
●數(shù)據(jù)傳送波特率1200/2400bps可選;
●片內(nèi)發(fā)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(nèi)集成有振蕩電路;
●調(diào)制可采用正弦或余弦方式;
●采用單5V電源供電(MSM6882-5)。
2?。停樱停叮福福驳囊_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(diào)制器使能端。該端為“0”時,TI腳與發(fā)送低通濾波器相連,為“1”時,調(diào)制器與發(fā)送低通濾波器相連。
SD:發(fā)送數(shù)據(jù)輸入腳。
ST:發(fā)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(diào)制方式選擇。
PRE:發(fā)送數(shù)據(jù)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。
表1 波特率選擇表
時鐘頻率(MHz) | MCS | BR | 波特率(bps) |
7.3728 | 1 | 1 | 2400 |
1 | 0 | 1200 | |
3.6864 | 0 | 0 | 1200 |
SG:片內(nèi)模擬信號地。
GND:芯片電源地。
TI:音頻信號輸入。
AO:調(diào)制信號輸出。
AI:解調(diào)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(shù)據(jù)端。經(jīng)解調(diào)后的信號由此腳串行輸出。
RT:接收數(shù)據(jù)時鐘。使用時可用RT信號的下降沿同步RD腳數(shù)據(jù)。
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;如果相位差小于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(huán)在50比特內(nèi)完成相位同步。為“1”時,鎖相環(huán)在18比特內(nèi)完成相位同步。
FT:自環(huán)測試控制。通常接高電平。
VDD:芯片電源端口。
3?。停樱停叮福福驳膬?nèi)部結(jié)構(gòu)原理
MSM6882的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。該電路主要由三個部分組成:發(fā)送電路、接收電路和時鐘發(fā)生電路。發(fā)送電路包括調(diào)制器、發(fā)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(shù)據(jù)的調(diào)制或輸入音頻信號的濾波。在完成調(diào)制功能時,首先由調(diào)制器將輸入數(shù)據(jù)調(diào)制為MSK信號,再由發(fā)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(fā)送濾波器將與調(diào)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(jīng)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(diào)數(shù)據(jù),經(jīng)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(diào)數(shù)據(jù)輸出。
圖3
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(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)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(fā)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(nèi),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(diào)電阻W1可調(diào)節(jié)調(diào)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(jīng)信號限幅后送入MSM6882的AI腳,另外一路經(jīng)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(diào)節(jié)載波檢測信號的靈敏度。當系統(tǒng)檢測到該信號時,可以采取延時發(fā)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(diào)制解調(diào)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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