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基于V.90的高速MODEM电路设计

作者:时间:2012-08-02来源:网络收藏

摘要:目前超短波通信设备绝大多数采用模拟通信体制,而模拟通信存在抗干扰能力弱、通信质量差、保密性不强等缺点,这些缺点严重制约了通信装备性能的发挥和通信保障的顺畅。针对上述问题,文章设计了V.90标准的,核心是CX88168单片调制解调芯片,外加一片CX20463线路接口芯片和一片CX20437语音编解码芯片,可以实现模拟信号的数字化传输。
关键词:V.90;;语音信号;数字通信

0 引言
V.90的可实现对语音信号的模数转化和调制解调,在设计上突破了传统的对称通信模式,采用的是一种不对称通信模式,使用户可以享受56kb/s的下行速率,而上行速率依然保持33.6kb/s。从信息编码角度看,下行方向采用PCM编码技术,ISP点与交换局是通过数字接口连接的,下行数字数据无需进行A律A/D转换,而直接通过数字复接设备进入数字交换网。

1 特点
V.90的MODEM具有以下几个性能特点:1)支持ITU-T V.90/K56flex/V.34/V.32bis/V.22/V.21协议;2)支持ITU-T V.42 LAPM和MNP 2-4数据纠错协议;3)支持ITU-T V.4.2bis和MNP5数据压缩协议;4)支持全双工语音通话模式;5)支持CallerID功能;6)支持即插即用功能;7)提供EEPROM电路,使用户可以对MODEM应用参数进行设置;8)+3.3V电源供电,但允许DTE输入TTL电平。

2 功能概述
基于V.90标准的高速MODEM可以实现模拟信号数字化,从而使超短波电台和手持台具备数字通信的优点,增强通信的抗干扰能力、纠检错能力、降低误码率、提高通信质量,且数字通信易于对信息进行处理、变换、存储,通过CPU加密处理,能够实现超短波电台和手持台的通信加密。在接收端进行相应的解调,数字信号恢复成为语音模拟信号,通过CPU解密处理获得信息。

3 电路组成
这种高速MODEM总体上分为三个部分:一个是数字部分,主要完成AT命令的解释和处理、数字信号的调制和解调,以及一些其他数字信号的处理;另一个是DAA模拟线路接口部分(图中虚线框内),主要提供与电话网的模拟接口;再一个就是语音模拟部分(图中点划线框内),这部分主要是话筒及麦克风的接口电路。DAA模拟线路接口部分与数字线路接口部分通过数字隔离变压器来隔离,CX88168通过隔离变压器来传送CX20463所需要的数字时钟信号并提供电源,他们之间的数据通过10pF/2kF的高压电容进行传输。采用这种设计,可以将DAA线路接口部分与MODEM的其他部分完全隔离开,避免了两部分电路互相干扰,也可以防止电话线路的高压电损坏MODEM的调制解调芯片。CX20463及其外围接口分立元件主要完成输入/输出信号的增益控制、振铃检测、数/模转换等功能,并要求在摘机状态下为电话线路提供600负载。语音编解码芯片CX20437内有A/D、D/A及语音编解码电路,使MODEM增加了语音处理功能。EEPROM用于修改CX88168内ROM的厂家Caller ID设置,以及其他的用户参数设置。当MODEM上电后,会首先调用EEPROM内用户设置的内容。MAX3232用于实现RS232/TTL电平转换。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/171086.htm

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从组成布局来说,MODEM的数字部分、语音模拟部分、DAA模拟线路接口部分这三部分各自独立。数字和语音模拟部分占线路板的3/4,DAA模拟部分占1/4。
CX88168单片调制解调芯片(SCM)是12pin的TQFP封装,内部包含微控制器(MCU),数据泵(MDP)、256k字节ROM、32k字节RAM以及与DAA的接口电路。此外,CX88168还可以根据实际需要,外接256 kbit串行EEPROM、4Mbit ROM/flash ROM和1Mbit ROM。与CX88168相配套的DAA芯片是CX20463,用以提供与外围电话电路的模拟接口。如果需要MODEM提供语音功能,还需要增加一片语音编解码芯片CX20437。

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使用Prote199 SE绘制电路原理图。
4.1 CX88168的串口电路

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CX88168使用串口芯片MAX3232所提供的两路接口中的X1通道,作为与计算机连接的串口,这里采用RS232简单电路,只需使用TXD和RSD,其余信号线不使用。引脚27-TXD和32-RXD分别连接串口芯片的TX1、RX1。
4.2 CX88168的EEPROM连接
调制解调芯片CX88168支持扩展存储,EEPROM用来作为配置存储器,引脚33-NVMCLK和18-NVMDATA分别连接EEPROM的时钟接口和数据接口。

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4.3 CX88168与CX20437的连接电路图
CX88168与芯片CX29437相连接,为CX29437提供电源和时钟,通过信号输入输出连接端口可以实现语音编解码功能。

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4.4 CX88168通过DIB与CX20463连接电路图
DAA模拟线路接口部分与数字线路接口部分通过数字隔离变压器DIB来隔离,CX88168接口7-PWRCLKN,96-PWRCLKP通过隔离变压器DIB来为CX20463提供所需要的数字时钟信号,接口93-DIB DATDP和94-DIB DATDN通过DIB为CX20463提供电源。

d.JPG



5 结束语
本文所研究和设计的芯片组所用的芯片数较少,外围电路简单,采用它可以较快地设计出体积小、功能强、支持多种协议和多种应用的高速MODEM。将其与超短波设备互连互通,可实现对话音的数模转换和加密传输,有重要的实用价值。

数字通信相关文章:数字通信原理




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