Сигнальний процесор (Digital Signal Processor - DSP) СП

УСПК

КУ

УСГ ДО

RS 232

Мал. 13.8 Структурна схема модему

На мал. 13.8 представлена типова структурна схема зовнішнього модему до складу якого входять:

ІТЛ – інтерфейс телефонної лінії;

ДС – Диференціальна система розділення вхід і вихідного сигналів, перехід від 2-х провідний до 4-х провідної лінії;

СОС – система обробки сигналів ЦАПом і АЦП.

СП – сигнальний процесор кодування сигналу;

До – контроллер управління СП, що забезпечує: корекцію помилок, стиснення інформації, роботу з пам'яттю;

УСП – пристрій сполучення з гучномовцем;

КУ – ключі управління;

УСПК – пристрій сполучення з персональним комп’ютером.

1. Інтерфейс з телефонною лінією - ІТЛ

(Direct Access Arrangement - DAA)

В Гостах екс-СРСР регламентується "Стик 1 ТЧ". В США модеми перевіряються на відповідність FCC Part 65, Part 15, у Великобританії відповідний стандарт - BS6305... Телефонні компанії всього світу жорстко регламентують вимоги до устаткування, що підключається до каналів.

Забезпечення фізичного з'єднання, захист від перенапруження і радіоперешкод, набір номера і фіксація телефонних дзвінків, гальванічна розв'язка і узгодження імпедансу - ось далеко не повний перелік функцій, підтримуваних схемою DAA. Перераховані функції забезпечуються таким чином.

1) З'єднувачі RJ11 забезпечують фізичне підключення до комутованої телефонної лінії і телефонного апарату. В дешевих виробах телефон підключається паралельно входу модему, в якісних підтримується перемикання телефон/модем, реалізоване на реле.

Добрим тоном можна рахувати реалізацію режимів багатолінійних телефонних систем (Key Telephone System) - RJ12, RJ13 і підтримку роботи на чотирьохпровідних виділених лініях RJ45, JM8. В таблиці 1 приводиться призначення контактів цих з'єднувачів.

Номер контакту

RJ11

RJ12,RJ13

RJ45

Номер контакту

JM8

Ring transmit

А

Tip receive

Tip transmit

Tip

Tip

Ring transmit

Ring

Ring

Tip transmit

A1

Ring receive

Tip receive

Ring receive

Таблиця 1

2) Вхідні лінії захищаються від перенапруження варістором, який різко зменшує свій опір при напрузі 400...500 В. Другий каскад швидкодійного захисту встановлюється у вторинну обмотку трансформатора і реалізований на зустрічно-включених стабілітронах.

3) Захист лінії від радіоперешкод, випромінюваних модемом, виконується на звичайних LC фільтрах (1000 pF плюс три витки на фериті).

4) Для комутованих ліній підтримуються функції імпульсного набору номера, "відбою" (постійний струм менше 0.5 мА) і "утримання лінії" (постійний струм більше 8 мА).

Найбільш універсальна реалізація, в якій набір номера виконує реле, а постійний струм протікає через трансформатор.

В нових розробках часто використовується схема Electronic Holding Coll Circuit (EHCC). Вона має низький опір постійному струму, достатнє для утримання лінії, але зберігає високий імпеданс для змінного струму корисного сигналу. При цьому набір номера здійснює реле або сам вузол EHCC з оптронною розв'язкою управління.

Схема EHCC має обмежене застосування на деяких типах АТС (наприклад, "Квант").

5) Найбільш консервативний вузол фіксації телефонних дзвінків. За останні десять років він майже не змінився. Високовольтна місткість, резистор, стабілітрон, світлодіод оптронної розв'язки (з невеликою грою на номіналах і типах) - ось, мабуть, і все.

6) Важливою вимогою до інтерфейсу з лінією є забезпечення симетричності входу і його гальванічна розв'язка. Для цього використовуються трансформатори. Оптронні розв'язки сьогодні рідкісні, швидше, як екзотика.

Самі трансформатори, безперервно удосконалюючись, зазнали дві хвилі моди. Спочатку використовувалися звичайні - з розв'язкою місткості по змінному струму. Потім були розроблені моделі, не погіршуючі параметрів при значних постійних струмах підмагнічення. При переході до високих швидкостей все повернулося в початок...

7) Узгодження імпедансу. Вхідний і вихідний опір модему змінному струму (300...3400 Гц) повинен бути 600 Ом +-15%.

Якісний трансформатор і точний резистор навантаження тому застава. Для зменшення залежності імпедансу від частоти встановлюють додаткову місткість паралельно вторинній обмотці трансформатора.

2. Диференціальна система (HYBRID) - ДС

Мета диференціальної системи - перехід від двохпровідної лінії до чотирьохпровідної схеми аналогового закінчення модему. Вузол компенсує проникнення вихідного сигналу у вхідній (ближнє ехо), що підвищує реальну чутливість.

Відомі декілька типів "пасивних реалізацій":

• трансформаторна, при якій вторинна обмотка трансформатора має середню крапку, що підключається через баластний резистор до землі;
• електронні, для схем з однополярним і двохполярним живленням; в цьому випадку вихідний сигнал віднімається з вхідного на операційному підсилювачі, а частотна залежність мінімізується використовуванням форсуючого каскаду.

Хворим місцем цих схем є залежність від опору конкретної телефонної лінії. Декілька типів модемів мають апаратне підстроювання, але до кінця справитися із залежністю опору від частоти в пасивних системах не вдається.

Активна диференціальна система використовується в дорогих моделях. Необхідний для компенсації сигнал постійно обчислюється сигнальним процесором. Сформований додатковим ЦАП і згладжений фільтром, він віднімається з вхідного сигналу, забезпечуючи високу якість компенсації.

3. Система обробки сигналів СОС.

Гальванічно ізольований від зовнішнього світу трансформатором і розділений на вхідній і вихідною диференціальною системою сигнал потрапляє на "аналоговий фронт", де розгортається боротьба замілівольти і децибели.

Вихідний сигнал формується ЦАП. Для середніх швидкостей передачі він звичайно 10-розрядний, а для високошвидкісних модемів -14...16-разрядный. Частота дискретизації даних від 7.2 до 9.6 кГц. Згладжуючий фільтр, як правило, виконується на базі інтегральної технології конденсаторів", що "перемикаються. Він забезпечує загасання більше 32 дБ на частотах понад 4.6 кГц.

Вхідний сигнал поступає на смуговий фільтр. Для модемів, відповідних V.22bis - це 900...1500 Гц або 2100...2700 Гц. Для високошвидкісних смуга може досягати 300...4000 Гц (V.34). "Ушляхетнюючий сигнал" посилюється програмно керованою схемою АРУ і вимірюється АЦП. Частота дискретизації і розрядність АЦП приблизно відповідають ЦАП.

Давно закінчилися часи, коли "одиниці" і "нулі" виділялися з перешкод за допомогою апаратних компараторів. Швидкість передачі і її якість зараз визначаються обчислювальними ресурсами, задіяними для обробки сигналу. Їх усереднені значення приведені в таблиці 2.

ПЗП DSP виконується або за масовою технологією на кристалі процесора, або у вигляді мікросхем ОЗУ, в які програма завантажується з ПЗП контроллера. ОЗУ даних реалізується на процесорі або поєднується з ОЗУ команд.

Рекомендація ITU-T	V.22bis	V.32bis	V.34
Швидкість передачі б/с
Розрядність (біт)
Швидкодія (MIPS)
Ресурс ПЗУ/ОЗУ (кбіт*разр.)	2*16/0.124*16	8*16	32*16
Приклад DSP	TMS320C10	ADSP2115	DSP1633F

Таблиця 2

Дата добавления: 2014-01-07