這種高速MODEM總體上可分為三個部分：一個是數(shù)字部分,主要完成AT命令的解釋和處理、數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)。以及一些其他數(shù)字信號的處理;另一個是DAA模擬線路接口部分（圖3中虛線框內(nèi)）,主要提供與電話網(wǎng)模擬接口;再一個就是語音模擬部分（圖3中點劃線框內(nèi)）,這部分主要是話簡及麥克風(fēng)的接口電路。DAA模擬線路接口部分與數(shù)字部分通過數(shù)字隔離變壓器來隔離,CX88168通過隔離變壓器傳送CX20463所需的數(shù)據(jù)時鐘信號并提供電源,它們之間的數(shù)據(jù)通過10pF/2kV的高壓電容進行傳輸。采用這種設(shè)計方法可將DAA線路接口部分與MODEM的其它部分完全隔離開來,避免了兩部分電路相互干擾,也可防止電話線路的高電壓損壞MODEM的調(diào)制解調(diào)芯片。CX20463及其外圍接口分立元件主要完成輸入/輸出信號的增益控制、振鈴檢測、數(shù)/模轉(zhuǎn)換等功能,并要求在摘機狀態(tài)下為電話線路提供600Ω的負(fù)載。語音編解碼芯片CX20437內(nèi)有A/D、D/A及語音編解碼電路,使MODEM增加了語音處理功能。圖中中專門配置的EEPROM用于修改CX88168內(nèi)ROM的廠家Caller ID設(shè)置以及其它用戶參數(shù)設(shè)置。當(dāng)MODEM上電后會首先調(diào)用EEPROM內(nèi)用戶設(shè)置的內(nèi)容。MAX3237用于實現(xiàn)RS232/TTL電平轉(zhuǎn)換。74HC244用于驅(qū)動指示用的一組發(fā)光二極管。
本文所設(shè)計的MODEM具有以下幾個性能特點：
（1）支持ITU-T V.90/K56flex/V.34/V.32bis/V.22/V.21協(xié)議。
（2）支持ITU-T V.42 LAPM和MNP 2-4 數(shù)據(jù)糾錯協(xié)議;
（3）支持ITU-T V.42bis和MNP 5 數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議;
（4）支持全雙工的語音通話模式;
（5）支持Caller ID功能;
（6）支持即插即用功能;
（7）提供EEPROM電路,使用戶可對MODEM應(yīng)用參數(shù)進行設(shè)置;
（8）+3.3V電源供電,但允許DTE輸入TTL電平。
3 V.90高速MDOEM設(shè)計應(yīng)注意的問題
MODEM的設(shè)計很重要的一環(huán)就是抗干擾、
抗噪聲設(shè)計,這里包括器件的選擇、各種接口的設(shè)計以及電路板的設(shè)計等。這是由于MODEM內(nèi)既有高速數(shù)字信號處理電路,又有模擬電路,還有DAA模擬線路接口電路。這三種線路的電氣特性各不相同,處理不好極易引起互間的干擾,;輕則使MODEM的速率下降,重則使MDOEM無法正常工作。
3.1 器件的選擇
MODEM設(shè)計中模擬器件的選擇十分講究的,特別是DAA模擬線路接口部分的電阻、電容、三極管等器件,設(shè)計時對這些器件的精度、耐壓、容量等參數(shù)都有嚴(yán)格的要求。DAA模擬線路接口電路中的阻抗匹配電路、收發(fā)電路等就要求其外圍電阻采用精密電阻（1%精度）,這些電阻的選擇將直接影響MODEM速率的高低。而DAA模擬線路接口電路中振鈴檢測電路、模擬摘機電路、RJ-11接口的抗電磁干擾電路則對所選的電容、三極管的耐壓有嚴(yán)格的要求。RJ-11接口的抗電磁干擾電路所用的電容一般要求能有2000V以上的耐壓,這主要是為了防止雷擊對電路的損害。振鈴檢測電路的隔直電容均要求有250V以上的耐壓,這是為了防止振鈴信號（有效值75±15V）擊穿電容。構(gòu)成模擬摘機電路的兩個三極管組成達林頓電路,該電路的主要作用是在電話摘機后,為電話線路提供600Ω的負(fù)載（電話摘機后,電話線路的環(huán)路電流必須大于18mA）,要求這兩個三極管的耐壓要在400V以上,因為在電話振鈴期間,MODEM進行模擬摘機時,如果三極管的耐壓不夠,振鈴信號極易擊穿管子。圖4給出了MODEM的模擬摘機電路。
3.2 電話的抗干擾設(shè)計
MODEM電路抗干擾設(shè)計是設(shè)計中很重要的一環(huán),它涉及許多方面的知識和一些細節(jié)問題。限于篇幅,本文僅就設(shè)計中應(yīng)遵循的基本原則和電源連接做一些介紹。
3.2.1 基本原則
·從布局來說,MODEM的數(shù)字部分、語音模擬部分、DAA模擬線路接口部分這三個部分應(yīng)各自獨立。數(shù)字和語音模擬部分占線路板的3/4,DAA模擬部分占1/4。除DAA模擬部分所占區(qū)域外的所有空余部分（包括芯片的底部）,盡量用數(shù)字地填充（雙面板的數(shù)字地通過過孔多點相連）。
·數(shù)字信號線、語音模擬信號線、DAA模擬信號線不要靠在一起平行走線,這樣可避免數(shù)字信號對模擬信號產(chǎn)生干擾。
·高速數(shù)據(jù)線、時鐘線、晶振引出線等易產(chǎn)生干擾的軌線應(yīng)盡量短,盡量不經(jīng)過過孔。所謂的易產(chǎn)生干擾的軌線具體指的是串行數(shù)據(jù)線、CX88168與CX20463連接的時鐘線和數(shù)據(jù)線、CX88168外掛的28.224MHz的晶振引線。
·語音模擬信號線、DAA模擬信號線等易受干擾的軌線也應(yīng)盡量短,盡量遠離數(shù)字信號。所謂的易受干擾的軌線主要是指CX20437電路的VREF、VC麥克區(qū)和聽簡的引線及CX20463與電話線相連的軌線。
·所有信號線應(yīng)遠離振蕩電路,28.224MHz晶振的金屬外殼應(yīng)接地。
·無論是數(shù)字地還是模擬地,接地走線都不要形成回環(huán)。
·為了減小電磁干擾,MODEM的所有引入線的接口端都應(yīng)串接高頻磁珠,至少在電源接和電話線接口端要加高頻磁珠和高頻濾波電容。
·芯片電源和地之間用0.1μF獨石電容和10μF的鉭電容并接去耦。如果電源走線較長,需每隔一段加一組去耦電容。
3.2.2 電源的連接問題
MODEM內(nèi)的各部分電路均有自己的電源,
各電源間有相互獨立,有的雙相互聯(lián)系。①以CX88168為核心的數(shù)字電路部分采用+3.3V電源供電（VCC）,數(shù)字電路的接地線和電源地接在一起形成大面積的數(shù)字地（GND）。②具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能的語音芯片CX20437的供電電路由兩部分組成,數(shù)字部分的供電電源還是+3.3V電源供電（VCC）,這部分的地線也是數(shù)字地（GND）;另外一部分是模擬部分,模擬電源線（AVCC）匯集在一起后通過軟鐵氧體磁珠接入+3.3V電源（VCC）,模擬地線（AGND）匯集在一起后通過短路線單點接入數(shù)字地（GND）。③以CX20463為核心的DAA模擬線路接口部分的供電也健成模擬和數(shù)字兩部分,這兩部分的電源與+3.3V電源完全隔離,數(shù)字部分的電源（DVDD）和模擬部分的電源（AVDD）是通過對隔離變壓器次級輸出的交變信號進行半波整流、濾波、穩(wěn)壓而得到,DVDD和AVDD之間用短而精的舅線相接。這部分的模擬地（AGND-LSD）和數(shù)字地（GND-LSD）也是各自匯集成兩塊地,最后通過短路線單點彼此相連,這部分的地是浮地,和電話線路相接。
4 B.90高速MODEM的功能測試
在確認(rèn)所有設(shè)計、安裝、焊接基本上沒什么問題后,就可以上電測試MODEM了。MODEM上電后,單片調(diào)制解調(diào)芯片（CX88168）首先進行自檢,OTR指示燈選亮后滅,CTS指示燈在DTR指示燈熄滅后亮起來,這表示MODEM自檢通過,處于等待發(fā)送狀態(tài)。將MODEM與計算機串口相連,打開MODEM的電源,并啟動起級終端軟件,正常情況下DTR指示燈和RTS指示燈常亮,CTS指示燈隨后也亮起來,這表明計算機已和MODEM相連,可以進行通信。這時輸入“AT”命令,計算機屏幕上應(yīng)能顯示MODEM回送的“OK”信息,自此,基本上可保證MODEM的調(diào)制解調(diào)部分硬件上沒什么問題。如果接入計算機,DTE指示燈不亮表明數(shù)據(jù)終端沒有和MODEM建立連接,應(yīng)檢查串口電路是否連接正確,是否接口電路設(shè)計存在問題。
接下來就是對DAA電路的測試。用AT命令撥號,如果能撥通電話,就表明DAA電路部分工作正常。如果無法撥通,首先應(yīng)檢查模擬摘機電路工作是否正常,通常在撥號狀態(tài)下電話線路上的電壓應(yīng)低于10V（這時環(huán)路電流并不好測）,如達不到該要求應(yīng)調(diào)整模擬摘機電路的相關(guān)參數(shù)。
上述過程都測試完成后,接下來就是對語音電路和Call ID功能的測試。根據(jù)表1所提供的有關(guān)MDOEM語音模式的AT命令,用戶就可以利用MODEM的語音功能和變通電話用戶通話。如果對方聽到的聲音呈斷續(xù)狀態(tài),表明MODEM的麥克風(fēng)輸入增益調(diào)得太高,造成語音信道阻塞,這時可調(diào)整麥克風(fēng)輸入增益,或?qū)⒃捄嗊m當(dāng)拿遠一些。如果用戶有申請Call ID功能,那么計算機在收到第一個MODEM返回代碼“R”后,就可以收到Call DI信息。當(dāng)MDOEM初始化命令設(shè)為“AT+VCID=1”時,Call ID信息是ASCII碼形式返回,信息格式如下（以實際收到的數(shù)據(jù)為例）：
DATE=1103
TIME=1610
NMBR=2183056
如果無法正確顯示,應(yīng)檢查一下MODEM的國家代碼調(diào)碼是否正確,寫入EEPROM內(nèi)的有關(guān)Call ID的設(shè)置是否正確。
表1 語音模式下的AT命令
