单片DPSK和FSK MODEM TS7

摘要：TS7515是SGS-THOMSON公司生产的高性能单片调制解调器集成电路，该芯片性能优越，使用方便灵活。文中介绍了TS7515单片数字MODEM的原理及应用，给出了该芯片的引脚功能、工作原理及典型应用电路。

１ 引言

随着网络的发展，两台计算机之间的通信已经变得非常容易。但距离比较遥远的两台计算机间的通信仍须借助电话线来降低成本，同时也要在每台计算机上安装一台可把要传输的数字基带信号转换成电话线路能传输的模拟信号的调制解调器。

ＴＳ７５１５是美国ＳＧＳ－ＴＨＯＭＳＯＮ公司生产的高性能单片调制解调器，该芯片集成了模拟和数字技术，功耗低，邻道干扰小，既能工作于１２００ＢＰＳ和６００ＢＰＳ的ＤＰＳＫ同步模式，又能工作于１２００ＢＰＳ和６００ＢＰＳ的ＤＰＳＫ字符异步模式（１０、１１位）?还能工作于０－３００ＢＰＳ的ＦＳＫ模式。同时具有自动监测拨号线和监控断点信号的能力。此外，ＴＳ７５１５还带有与标准微处理器的直接接口。ＴＳ７５１５ＩＰ的工作温度范围为－２５℃～＋８５℃。

２　引脚功能

图１所示是ＴＳ７５１５芯片采用ＤＩＰ２８封装的引脚排列，其引脚功能如下：

Ｖ＋：＋５Ｖ电源端；

Ｖ－：－５Ｖ电源端；

ＧＮＤ：地；

ＸＴＡＬ＿ＩＮ：振荡器输入；

ＸＴＡＬ＿ＯＵＴ：振荡器输出；

ＣＬＫ：时钟端；

Ｃ／Ｂ：ＣＣＩＴＴ或ＢＥＬＬ标准的选择端；

Ａ ／Ｓ：ＤＰＳＫ传输中同步或异步模式的选择端；

ＴＬ：检测回路的选择端；

ＯＳＥ：ＣＣＩＴＴ建议所要求的异步字符模式中的超速选择；

ＢＲＳ：用于根据Ｃ ／Ｂ标准选择芯片对应的工作速率；

ＣＬＳ：字符长度的选择；

Ａ／Ｏ：应答／主叫模式的选择；

ＴｘＤ：发送数据端；

ＡＴＯ：模拟信号输出端；

ＥＸＩ：外部音输入端；

ＡＴＥ：应答音使能端；

ＳＥＩ：扰码使能端；

ＴｘＣＬＫ：Ｍｏｄｅｍ的发送时钟；

ＴｘＳＣＬＫ：终端的发送时钟；

ＲＴＳ：终端发送请求输入端；

ＲＤＩ：接收解调器输入端；

ＲＡＩ：模拟接收输入端；

ＲＦＯ：接收滤波器的输出端；

ＤＣＤ：数据载波检测端；

ＲｘＤ：接收数据端；

ＲｘＣＬＫ：接收时钟端；

ＴＥＳＴ：检测端。

图2

３　ＴＳ７５１５的内部结构原理

ＴＳ７５１５的内部结构如图２所示，该电路主要分为发射器和接收器两大模块。

３．１ 发射器

发射器部分包含２个紧随开关电容滤波器的模拟信号发生器。在相位调制模式中，ＤＰＳＫ调制器之前的一个可供选择的扰码器可保证连续变化的位图传输，以避免接收ｍｏｄｅｍ在解调某一连续重复的数据位时失锁（它也可在握手过程中禁用）。而在字符异步传输模式中，它主要用于异步到同步的转换。

３．２ 接收器

接收器内含带通滤波器、一个放大器和一个限幅器。滤波后，接收信号经过放大馈入载波检测器。因为ＴＳ７５１５所用的解调器均采用过零点检测技术，所以在进入解调器前，接收信号要限幅，然后才能根据所选择的标准，通过ＤＰＳＫ解调器或ＦＳＫ解调器检波输出。在呼叫建立或数据检测过程中，ＴＥＳＴ端用来监测ＤＰＳＫ解调器的输出。ＤＰＳＫ解调器后跟着一个解扰器和一个可选的同步到异步转换器，其中解扰器用于译出原始数据。在异步字符格式的工作模式中，数据缓冲器可检测丢失的停止位并重新插入。另外，ＤＣＤ端可监测所接收信号的电平，一旦解调器的输入端接收到适于解调的有效信号，该端输出的电平将被拉低。

４　ＴＳ７５１５的应用

ＴＳ７５１５的应用电路如图３所示。由于其中的 Ｃ／Ｂ＝０且ＢＲＳ＝０，所以ＴＳ７５１５芯片工作于ＣＣＩＴＴ的Ｖ．２２标准全双工模式，调制类型是双码元ＤＰＳＫ，数据速率为１．２ｋｂｐｓ。又因为ＣＬＳ＝１、ＯＳＥ＝１、 Ａ ／Ｓ＝０，所以电路工作于异步模式，字符长度是１０位。

图3

    电路工作时，计算机通过微处理器ＥＦ６８０１的控制线和接口线将ＴＳ７５１５设置为应答／主叫模式，然后进行内部扰码以将要发送的数据传到ＴｘＤ端，经过芯片内部的异步到同步转换器、扰码器、ＤＰＳＫ调制器产生模拟调制信号，再经过有均衡方案的发射滤波器传到ＡＴＯ端（模拟信号输出端）?最后通过Ｄ．Ａ．Ａ（直接访问电路）传输到电话线。

接收的ＤＰＳＫ调制信号也是通过Ｄ．Ａ．Ａ传到ＲＡＩ端（模拟信号输入端），再经过内部滤波、均衡，输出到ＲＦＯ端（接收滤波器输出端），然后通过一个１μＦ的电容耦合到ＲＤＩ端（接收解调器输入端），以满足电平检测条件。接着通过内部ＤＰＳＫ解调电路恢复基带数据，而基带数据再经过译码、解扰、同步到异步转换器，最后将解调后的数据在ＲｘＤ端（接收数据端）串行输出，并经过微处理器的接口线回传给计算机。

为了优化ＴＳ７５１５的工作性能，要特别注意电源的去耦和线路图布线。提供给数字系统的电源可能包含大的尖峰信号和其它噪声，为了消除噪声，电源部分应用钽电容和电解电容旁路，这些电容应靠近ＴＳ７５１５芯片。为了提高高频特性，电解电容旁边应使用陶瓷电容旁路。电源连接线应尽量短且直。并尽量避免接地回路。布线应尽量减少模拟输入与数字线之间的耦合。ＲＤＩ端（１３脚）对噪声尤其敏感。该端通过陶瓷电容和ＲＦＯ（１４脚）端的连接应尽可能短。总之，应通过精心的布局尽可能避免该连接处与数字信号的耦合，以避免电源噪声和共地噪声，保证芯片的有效工作。