一種移頻MODEM芯片AM7911的擴展

扼要介紹移頻MODEM芯片AM7911，論述將其中心頻率從普通話(huà)路頻段移入載波復用的上音頻帶寬內的設計思想和計算方法。
關(guān)鍵詞：FSK調制解調器，AM7911，通信

1 引 言
　　隨著(zhù)微機與數傳設備的發(fā)展，調制解調器的傳輸速率越來(lái)越高，品種也越來(lái)越多。
　　由于電話(huà)系統的頻帶寬度很窄，而數字信息的矩形波內有很豐富的諧波含量，直接將其在電話(huà)線(xiàn)上傳輸，在接收端勢必造成較大的信號畸變。使用調制解調器將模擬載波加以調制，便可以解決長(cháng)距離傳輸、抗干擾等問(wèn)題。
　　電力系統生產(chǎn)調度自動(dòng)化的迅速發(fā)展，尤其是近些年來(lái)微機遠動(dòng)在電力系統中的廣泛應用，對各數傳設備的傳輸性能、指標提出了更高的要求。
　　由于技術(shù)、經(jīng)濟原因，我國電力系統目前的情況是大部分的地區仍以電力線(xiàn)載波為主要通信手段。為了節省寶貴的頻率資源，各地區都配置了大量的復用電力線(xiàn)載波機，利用載波機的上音頻來(lái)傳送數據信息，但在標準上音頻1kHz的帶寬內，一般傳輸速率為300bit／s～600bit／s，當以1200bit／s速率傳輸數據信息時(shí)，則要占據整個(gè)話(huà)帶（300Hz～3400Hz）。隨著(zhù)計算機技術(shù)在電力系統中的廣泛應用，要處理和傳送的數據急劇增加，以前的低速調制解調器難以適應數據傳輸的要求，必須研制高速可靠的1200bit／s的電力線(xiàn)載波用的上音頻復用的調制解調器。
2　AM7911調制解調器原理
本文介紹一種美國Advanced Micro Devices公司生產(chǎn)的AM7911調制解調器專(zhuān)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，數字輸入輸出為標準TTL電平，調制輸出最高電平在600Ω時(shí)為－3dB，解調接收靈敏度最弱信號為－43dB，支持300 bit／s，600 bit／s，1200bit／s二線(xiàn)半雙工和四線(xiàn)全雙工。
　　當請求發(fā)送RTS及數據終端DTR準備好時(shí)，打開(kāi)TXD接口。此時(shí)將計算機發(fā)出的控制移頻信號（“0”表示傳號，“1”表示空號），通過(guò)JC3電平轉換，去控制AM7911發(fā)出載頻信號及移頻信號，并由C6，R4耦合到JC4進(jìn)行放大后，再由T1變量器發(fā)送調頻信號。
　　當T2變量器接收到載頻信號，延遲一個(gè)時(shí)刻給出“1”信號，打開(kāi)接收數據口，在收到對方發(fā)出的調頻信號后，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，有用的調頻信號傳輸到AM7911解調器，經(jīng)解調后，將數據信號傳輸到RXD接口至計算機。
2．3　AM7911各引腳功能
　　AM7911各引腳功能如下：引腳1是RING振鈴信號輸入，用于自動(dòng)應答；引腳2是＋5V電源；引腳3是復位；引腳4是－5V電源；引腳5是調制波輸入；引腳6、7是阻容回路，決定片內A／D轉換速度；引腳8是調制波輸出；引腳9是模擬地；引腳10是要發(fā)送的串行數字信號輸入；引腳12是請求發(fā)送；引腳13是準備發(fā)送；引腳16是數據終端準備就緒；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是數字地；引腳23、24是晶振接入；引腳25是載　　波檢測；引腳26是解調數字輸出?！　?/p>

其余的11、14、15、27、28引腳分別為二線(xiàn)半雙工時(shí)，低速后備通道（逆向）的請求發(fā)送，準備發(fā)送，解調數字輸出，載波檢測，和數字發(fā)送輸入。
3　功能的擴展
3．1　技術(shù)要求
　　AM7911有以下技術(shù)要求：符合CCITTV．32標準；通信方式：四線(xiàn)，全雙工；調制方式：FSK；工作方式：異步；接口：RC－232－C；傳輸速率：1200bit／s；通信線(xiàn)路特性阻抗：600Ω平衡式；回波損耗：≥14dB；發(fā)送電平：－20dB～3dB／600Ω連續可調；接收電平：≥－40dB／600Ω；誤碼率：在信號、噪聲比為16dB時(shí)，誤碼率不大于1×10－5。
　　因國情不同，美國廠(chǎng)商只考慮在全話(huà)路情況下使用，而我國電力系統目前的情況是大部分的地區仍以電力線(xiàn)載波為主要通信手段，為了節省寶貴的頻率資源，各地區都配置了大量的復用電力載波機，利用載波機的上音頻來(lái)傳送數據信息。這就使我們考慮能否擴展AM7911的功能，使其中心頻率移到上音頻（2400Hz～3840Hz）帶內，以充分發(fā)揮單片MODEM AM7911高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)理論計算和實(shí)測試驗，證明可行。
　　顯然，同一模式下，芯片內部對時(shí)鐘的分頻比是固定的，要使中心頻率fZ向高端移動(dòng)，必需提高晶振頻率，在提高晶振頻率的同時(shí)，頻偏也會(huì )按比例增大，若要在上音頻段以1200波特速率傳輸，本人認為宜采用原來(lái)1200 bit／s的模式。表1所列出的是AM7911芯片在1200 bit／s下兩種模式的參數。

根據部頒標準，上音頻通道中心頻率在300bit/s和600bit／s時(shí)為＝2880Hz。
　　目前國內市場(chǎng)已有中心頻率為3000Hz，考慮到兼容性我們將3000Hz選為1200波特速率下的中心頻率。
　　設，原來(lái)的晶振頻率為X0＝2457．6kHz，原來(lái)的中心頻率為fZ，上音頻的中心頻率為，求在上音頻段內1200bit／s下的新晶振頻率。即：