CMX867AD2 یک راه حل لایه فیزیکی انعطاف پذیر برای ارتباطات صنعتی فراهم می کند.

^{27 نوامبر 2025 - در زمینه‌های حیاتی مانند کنترل صنعتی، اندازه‌گیری انرژی، و نظارت از راه دور، قابلیت اطمینان و سازگاری محیطی سیستم‌های ارتباطی به اجزای کلیدی رقابت تجهیزات تبدیل شده‌اند. تراشه مودم چند حالته CMX867AD2، با معماری سیگنال مختلط عمیق و قابلیت برنامه‌ریزی قوی، راه‌حل تک‌تراشه‌ای بسیار یکپارچه را برای رسیدگی به محیط‌های پیچیده الکترومغناطیسی و الزامات پروتکل متنوع ارائه می‌دهد و به عنوان یک انتخاب ایده‌آل برای اتصال هوشمند کنار لبه در تنظیمات صنعتی ظاهر می‌شود.}

 

 

I. بررسی اجمالی تراشه: موتور ارتباطات صنعتی یکپارچه

 

^{CMX867AD2 چیزی فراتر از یک مودم است - این یک "زیر سیستم ارتباطی روی یک تراشه" است. این یک صفحه جلویی آنالوگ با کارایی بالا، یک هسته مودم دیجیتال قابل تنظیم، منطق پردازش پروتکل و رابط های سیستم غنی را در یک بسته فشرده واحد ترکیب می کند. این تراشه برای کنترل کل لایه فیزیکی و بخشی از عملکرد لایه پیوند داده بین تجهیزات صنعتی و رسانه های سیمی مختلف (مانند جفت پیچ خورده، خط برق یا خطوط اختصاصی) طراحی شده است، در نتیجه بار پردازشی روی کنترل کننده میزبان و مصرف انرژی کلی سیستم را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.}

 

^{تجزیه و تحلیل فناوری هسته:معماری چند حالته انعطاف پذیر و قابل تنظیم
مزیت اصلی CMX867AD2 در مسیر پردازش سیگنال قابل تعریف نرم افزاری آن نهفته است که می تواند برای پشتیبانی از نیازهای ارتباطی در چندین سناریو صنعتی پیکربندی شود.}

 

^{1. مدولاسیون تطبیقی ​​و پردازش سیگنال:}

^{این تراشه دارای یک موتور مدولاسیون قابل برنامه ریزی است که از طرح های FSK کلاسیک (Frequency Shift Keying) تا روش های مدولاسیون دیجیتال کارآمدتر پشتیبانی می کند. کاربران می توانند انتخاب ها را بر اساس فاصله انتقال، نرخ داده و الزامات ایمنی نویز بهینه کنند.}

^{این یک بانک فیلتر دیجیتال قابل برنامه ریزی با کارایی بالا و یک اکولایزر تطبیقی ​​را ادغام می کند. پارامترهای فیلتر (مانند فرکانس مرکزی، پهنای باند و ضریب roll-off) را می توان از طریق نرم افزار تنظیم کرد تا به طور مطلوب با ویژگی های کانال مطابقت داشته باشد و تداخل در باندهای فرکانسی خاص را مهار کند، که برای عملکرد در محیط های صنعتی پر از نویز اینورتر و رله بسیار مهم است.}

^{این شامل یک نشانگر قدرت سیگنال دریافتی دقیق (RSSI) و مدار تشخیص حامل (CD) است که نظارت بر کیفیت پیوند در زمان واقعی را ارائه می‌کند و تصمیمات خواب/بیداری هوشمند را برای نرم‌افزار لایه بالایی ممکن می‌سازد.}

 

^{2. پردازش به کمک پروتکل چند منظوره:}

^{فراتر از مدولاسیون و دمودولاسیون لایه فیزیکی، تراشه رمزگذار/رمزگشاهای تصحیح خطای پیشروی (FEC) و واحد بررسی افزونگی چرخه‌ای (CRC) را ادغام می‌کند که می‌تواند قابلیت اطمینان انتقال قاب داده را در سطح سخت‌افزار به طور قابل توجهی افزایش دهد و بار CPU میزبان را کاهش دهد.}

^{این توابع کمکی لایه پیوند قابل تنظیم مانند تأیید خودکار و ارسال مجدد زمان پایان فریم، ساده‌تر کردن طراحی نرم‌افزار میزبان و بهبود عملکرد بلادرنگ پاسخ سیستم را ارائه می‌دهد.}

 

 

 

II. نمودار مدار خارجی توصیه شده برای کاربردهای معمولی

 

 

^{ماژول های عملکردی اصلی و توضیحات پین}

^{1. مدار ساعت (XTAL/CLOCK)}

^{پین‌ها: XTALN، X1 (پین‌های 1، 2)}

^{اجزای خارجی:}

^{کریستال X1: 11.0592 مگاهرتز یا 12.288 مگاهرتز}

^{خازن بار C1, C2: 22pF}

^{توضیحات: ساعت اصلی سیستم را ارائه می دهد. C1 و C2 برای تثبیت نوسان کریستال استفاده می شود.}

 

^{2. مدار قدرت و بایاس}

^{VDD: منبع تغذیه مثبت (پین های 7، 11 و غیره)}

^{VSS: زمین (چند پین)}

^{VBIAS: ولتاژ بایاس (نیاز به جدا شدن از طریق C3)}

^{جداسازی خازن ها:}

^{C3، C4: 100nF (قرار گرفته در نزدیکی VDD/VBIAS)}

^{C5: 10µF (خازن بزرگتر برای جداسازی فرکانس پایین)}

 

^{3. دریافت کانال (رابط خط RX)}

^{پین‌ها: RXAFB، RXAN، RXA (پین‌های ۸–۱۰)}

^{عملکرد: سیگنال های خارجی را دریافت می کند. برای جلوگیری از تداخل درون باند به چیدمان دقیقی نیاز است.}

 

 

 

 

^{4. کانال انتقال (رابط خط TX)}

^{پین‌ها: TXA، TXAN (پین‌های 17–18)}

^{عملکرد: سیگنال های مدوله شده را ارسال می کند.}

 

^{5. کنترل و رابط داده (C-BUS)}

^{پین‌ها: CSN، داده‌های فرمان، ساعت سریال، داده‌های پاسخ، IRQN}

^{نوع رابط: گذرگاه کنترل سریال که برای ارتباط با میکروکنترلر (µC) استفاده می شود.}

 

<sup>نکات کلیدی طراحی
1. قدرت و جداسازی زمین</sup>

^{VDD و VBIAS باید با استفاده از C3، C4 و C5 جدا شوند.}

^{VSS Ground Plane: توصیه می شود برای اطمینان از اتصال زمین با امپدانس کم، یک صفحه زمین در زیر تراشه ایجاد کنید، به ویژه برای:}

^{بین پین های VSS}

^{اتصالات زمین خازن های جداکننده}

^{اتصالات زمین خازن های بار کریستالی (C1, C2)}

 

^{2. طراحی نوسان ساز کریستالی}

^{دامنه سیگنال: سطح درایو باید ≥ 40% VDD (اوج به پیک) باشد.}

^{کریستال های چنگال تنظیم توصیه نمی شوند زیرا قابلیت درایو آنها معمولاً کافی نیست.}

^{برای پشتیبانی از طراحی مدار نوسان ساز مناسب، توصیه می شود با تامین کننده کریستال مشورت کنید.}

 

^{3. حفاظت از مسیر را دریافت کنید}

^{تراشه می تواند سیگنال های با دامنه کوچک را تشخیص دهد. بنابراین، مسیر دریافت باید از تداخل درون باند جلوگیری کند.}

^{توصیه می شود برای جلوگیری از کوپلینگ نویز، خط دریافت را در طول طرح بندی جدا کنید.}

 

^{الزامات دقت کامپوننت}

^{مقاومت: ± 5%}

^{خازن: ± 20% (مگر اینکه غیر از این مشخص شده باشد)}

 

^{خلاصه
این نمودار کاربردی معمولی حداقل پیکربندی سیستم را برای CMX867A ارائه می دهد، از جمله:}

^{منبع ساعت (کریستال + خازن بار)}

^{شبکه فیلتر برق}

^{رابط خط انتقال/دریافت}

^{رابط اتوبوس را کنترل کنید}

^{توصیه های چیدمان و زمین (به ویژه در مورد سطوح زمین و محل جداسازی)}

^{هدف این پیشنهادات طراحی تضمین عملکرد پایدار تراشه، به ویژه در سناریوهای دریافت با حساسیت بالا و پردازش سیگنال کوچک است.}

 

 

 

III. ترجمه نمودار بلوک عملکردی

 

 

^{بخش کنترل و رابط داده
ماژول ها:
رابط سریال C-BUS}

^{Tx / Rx DATA REGISTERS & USART}

^{ردیاب حلقه}

 

^{توضیحات عملکردی:}

^{C-BUS یک گذرگاه کنترل سریال است که برای ارتباط با یک میکروکنترلر خارجی استفاده می شود. این شامل سیگنال های زیر است:}

^{CSN (انتخاب تراشه)}

^{ساعت سریال (ساعت سریال)}

^{داده های فرمان (داده های فرمان)}

^{داده های پاسخ (داده های پاسخ)}

^{IRQN (درخواست وقفه)}

^{ثبت داده ها و USART مسئول بافر و تبدیل سریال در حین انتقال و دریافت داده ها هستند.}

^{آشکارساز حلقه برای تشخیص سیگنال های حلقه در خط و خروجی به RDRVN استفاده می شود.}

 

^{نکات کلیدی در مدارهای کاربردی معمولی}

^{1. ساعت: به یک نوسان ساز کریستالی 11.0592 مگاهرتز یا 12.288 مگاهرتز با خازن بار 22 pF نیاز دارد.}

^{2. منبع تغذیه: VDD و ولتاژ بایاس VBIAS باید با استفاده از خازن های 100 nF و 10 μF که تا حد امکان نزدیک به تراشه قرار می گیرند جدا شوند.}

^{3.اتصال به زمین: یک صفحه زمین در زیر تراشه توصیه می شود که حداقل امپدانس را برای همه پایه های VSS و اتصالات خازن جداکننده زمین تضمین می کند.}

^{4. رابط فرستنده گیرنده: RXA/TXA پورت های سیگنال آنالوگ هستند. طرح باید از تداخل جلوگیری کند.}

^{5. گذرگاه کنترل: ارتباط با یک میکروکنترلر خارجی از طریق CSN، ساعت و خطوط داده (C-BUS) حاصل می شود.}

^{6. انتخاب کریستال: سطح درایو باید ≥ 40% VDD باشد. کریستال های چنگال تنظیم توصیه نمی شود.}

 

 

 

^{هسته نمودار بلوک عملکردی داخلی
گردش کار داخلی تراشه را می توان به سه مرحله اصلی تقسیم کرد:}

 

^{1-کنترل و تعامل داده ها (بخش چپ):
ارتباط با میکروکنترلر از طریق رابط سریال C-BUS، مدیریت انتقال داده، دریافت و تشخیص حلقه برقرار می شود.}

 

^{2. هسته مودم (بخش مرکزی):
از طرح های مدولاسیون متعدد مانند FSK، QAM و DPSK پشتیبانی می کند. شامل توابع درهم آمیزی، رمزگشایی و تشخیص انرژی سیگنال است.}

 

^{3. پردازش سیگنال آنالوگ (بخش سمت راست):
شامل فیلتر کردن، یکسان سازی، و کنترل برای انتقال و دریافت است. تولید و تشخیص DTMF را ادغام می کند و عملکرد تست حلقه آنالوگ را ارائه می دهد.}

 

^{بررسی اجمالی فرآیند اصلی}

^{انتقال: داده ها از طریق C-BUS → مدولاسیون → فیلتر/تنظیم افزایش → خروجی دیفرانسیل از TXA/TXAN وارد می شوند.}

^{دریافت: سیگنال از RXA ← تقویت/کنترل افزایش ← فیلترینگ/تعادل ← دمدولاسیون → بازخوانی داده از طریق C-BUS وارد می شود.}

^{ویژگی‌های کلیدی: از پردازش DTMF، تشخیص حلقه و نظارت بر انرژی در طول فرآیند پشتیبانی می‌کند و شامل خودآزمایی از طریق عملکرد حلقه‌ای است.}

 

^{خلاصه
این تراشه یک مودم، رابط خط تلفن و منطق کنترل را در یک واحد ادغام می کند. در ترکیب با یک مدار ساده محیطی، می تواند یک پایانه ارتباطی کامل مناسب برای برنامه های کاربردی تعبیه شده که به انتقال داده های قابل اعتماد نیاز دارند، تشکیل دهد.}

 

 

 

IV. مدار رابط آشکارساز سیگنال حلقه و نمودار زمان بندی

 

 

^{عملکرد مدار}

^{این مدار به عنوان رابط تشخیص حلقه خارجی تراشه عمل می کند. این سیگنال حلقه ولتاژ AC (معمولاً 40 تا 90 Vrms) روی خط تلفن را به سیگنال سطح دیجیتال قابل تشخیص توسط تراشه تبدیل می‌کند و آن را از طریق پین RT به ماژول آشکارساز حلقه داخلی می‌رساند.}

 

^{ساختار مدار و جریان سیگنال}

^{1. حفاظت و اصلاح ورودی (بخش چپ):
D1-D4 (1N4004) یک یکسوساز پل را تشکیل می دهد و سیگنال حلقه AC را به سیگنال DC ضربانی تک جهتی تبدیل می کند.}

 

^{R20-R22 (هر 470 کیلو اهم) و R23 (قابل تنظیم، در نمودار به عنوان 68 کیلو اهم توصیه می شود) یک شبکه تقسیم کننده ولتاژ بالا را تشکیل می دهند که سیگنال ولتاژ بالا تصحیح شده را به محدوده ورودی ایمن برای تراشه کاهش می دهد.}

 

^{2. فیلتر کردن و تهویه سیگنال (بخش میانی):}

^{C20، C21 (0.1 µF) و C22 (0.33 µF) یک شبکه فیلتر پایین‌گذر RC را تشکیل می‌دهند که برای صاف کردن سیگنال پالسی اصلاح شده و سرکوب تداخل فرکانس بالا استفاده می‌شود.}

^{سیگنال فیلتر شده (که در نمودار با عنوان X مشخص شده است) به پین ​​RT تراشه وارد می شود.}

 

^{3. تشخیص داخلی (بخش راست):}

^{پین RT به صورت داخلی به یک ماشه اشمیت متصل است و ولتاژ آستانه سطح بالای آن به عنوان Vthi نشان داده شده است.}

^{هنگامی که ولتاژ سیگنال X از Vthi بیشتر شود، ماشه یک سطح بالایی را خروجی می دهد و 14 بیت (Ring Detect) ثبت وضعیت داخلی تراشه تنظیم می شود که نشان دهنده تشخیص یک سیگنال حلقه معتبر است.}

^{این وضعیت می تواند توسط میکروکنترلر از طریق C-BUS خوانده شود یا برای راه اندازی یک وقفه (IRQN) پیکربندی شود.}

 

 

 

 

^{پارامترهای کلیدی طراحی و محاسبات}

^{ضمانت آستانه تشخیص:
این سند یک مثال طراحی ارائه می‌کند: وقتی R20=R21=R22=470 kΩ و R23=68 kΩ، مدار تشخیص سیگنال‌های حلقه را در 40 Vrms یا بالاتر در محدوده VDD 3-5 V تضمین می‌کند.}

 

^{تحلیل اصولی:
پیک ولتاژ پس از یکسوسازی استVpeak=40 Vrms×2≈56.6 V.}
 

^{پس از تضعیف شبکه تقسیم کننده ولتاژ، ولتاژ ورودی به پین ​​RT باید از Vthi ماشه داخلی اشمیت تجاوز کند. تنظیم R23 به تنظیم نسبت تقسیم ولتاژ برای انطباق با آستانه های Vthi مختلف (که به VDD بستگی دارد) و آستانه ولتاژ حلقه اجازه می دهد.}

^{الزامات تحمل مولفه:}

^{مقاومت: ± 5%}

^{خازن: ± 20%}

 

 

^خلاصه

^{این مدار رابط به عنوان یک قسمت جلویی آنالوگ با ولتاژ بالا و امپدانس بالا با اصلاح و فیلتر عمل می کند. توابع اولیه آن عبارتند از:}

^{جداسازی ایمن: از یک تقسیم کننده ولتاژ با مقاومت بالا برای کاهش ایمن سیگنال حلقه ولتاژ بالا تا سطح قابل قبول تراشه (معمولا}

^{تهویه سیگنال: تصحیح و فیلتر سیگنال حلقه AC را به یک پالس DC نسبتا صاف تبدیل می کند و تشخیص دیجیتال را تسهیل می کند.}

^{تشخیص قابل اعتماد: از ویژگی‌های هیسترزیس ماشه اشمیت برای تقویت ایمنی نویز و جلوگیری از تحریک نادرست ناشی از نوسانات ولتاژ یا نویز استفاده می‌کند.}

^{این طراحی یک راه حل معمولی برای اتصال خطوط تلفن سنتی به تراشه های کم مصرف CMOS است. تشخیص حلقه قابل اعتماد، ایمنی و سازگاری با محدوده وسیع ولتاژ کاری را تضمین می کند.}

 

 

 

V. مدار رابط خط تلفن دو سیم

 

 

 

^{این مدار رابط خط تلفن دو سیم برای CMX867AD2 است که برای تطبیق و جفت کردن سیگنال های گیرنده آنالوگ تراشه با خط تلفن دو سیم استاندارد 600Ω طراحی شده است.}

 

 

^{عملکرد مدار}

^{این مدار به عنوان رابط آنالوگ آنالوگ بین تراشه و خط تلفن عمل می‌کند و در درجه اول اجرای:}

 

^{1. انتقال سیگنال کوپلینگ: سیگنال مدوله شده (TX) را از تراشه به خط تلفن می رساند.}

^{2. Receive Signal Extraction: سیگنال ارسال شده توسط طرف مقابل (RX) را از خط تلفن استخراج می کند و آن را به تراشه تغذیه می کند.}

^{3. تطبیق و فیلتر امپدانس: امپدانس سمت تراشه را با خط تلفن 600Ω مطابقت می دهد و نویز فرکانس بالا را فیلتر می کند.}

^{4. جداسازی DC: ولتاژ DC در خط را از طریق خازن ها مسدود می کند و تنها به سیگنال های AC اجازه عبور می دهد.}

 

^{ترکیب مدار و مسیر سیگنال}

^{1. مسیر انتقال (TX → Line)
خروجی های دیفرانسیل تراشه TXA/TXAN مستقیماً به سمت اصلی ترانسفورماتور 1:1 متصل می شوند.}

^{ترانسفورماتور به دست می آورد:}

^{کوپلینگ سیگنال: سیگنال را به خط تلفن منتقل می کند.}

^{جداسازی الکتریکی: پتانسیل DC بین تراشه و خط تلفن را جدا می کند.}

^{تبدیل متعادل به نامتعادل: سیگنال دیفرانسیل را به سیگنال تک سر روی خط تبدیل می کند.}

 

^{2. مسیر دریافت (خط → RX)
سیگنال خط تلفن از طریق ترانسفورماتور کوپل شده و وارد شبکه دریافت می شود:}

^{R11, R12: یک شبکه تقسیم کننده ولتاژ برای تنظیم سطح سیگنال دریافتی و جلوگیری از اضافه بار ورودی تشکیل دهید.}

^{C11 (100 pF): همراه با مقاومت ها، یک فیلتر پایین گذر را برای کاهش نویز فرکانس بالا تشکیل می دهد.}

^{سیگنال در نهایت به پایانه های دریافت دیفرانسیل تراشه RXAFB / RXAN / RXA وارد می شود.}

 

^{3.خطوط و فیلترینگ}

^{R13 و C10 (33 nF) به صورت موازی به هم متصل شده اند تا یک شبکه پایان خط را تشکیل دهند و تطبیق امپدانس پیچیده ای را ارائه دهند که با ویژگی های خط 600Ω همسو می شود.}

^{C10 همچنین با C11 برای فیلتر بیشتر تداخل فرکانس بالا کار می کند.}

 

 

 

 

 

^{خلاصه ای از توابع مولفه کلیدی}

 

^{ترانسفورماتور (1:1): به عنوان کوپلینگ هسته و جزء جداسازی، ایزولاسیون الکتریکی (محافظت از تراشه در برابر ولتاژهای بالا در خط)، انجام تبدیل متعادل به نامتعادل (تبدیل سیگنال دیفرانسیل تراشه به سیگنال تک سر در خط تلفن) و انتقال موثر سیگنال های AC را انجام می دهد.}

 

^{مقاومت های R11 و R12: یک شبکه تقسیم کننده ولتاژ را در مسیر دریافت تشکیل می دهند. وظیفه اصلی آنها تنظیم و تضعیف سطح سیگنال از خط تلفن است و اطمینان حاصل می کند که دامنه سیگنال ارسال شده به پین ​​های دریافت تراشه (RXAFB/RXAN) در محدوده مناسب برای جلوگیری از اضافه بار باقی می ماند.}

 

^{مقاومت R13 و خازن C10 (33 nF): به صورت موازی وصل شده اند تا شبکه پایان خط را تشکیل دهند. R13 امپدانس مقاومتی اولیه را فراهم می‌کند و در ارتباط با C10، ویژگی‌های امپدانس خط پیچیده را برای دستیابی به تطابق امپدانس با خط تلفن 600Ω شبیه‌سازی می‌کند و در نتیجه بازتاب سیگنال را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، C10 همچنین به فیلتر فرکانس بالا کمک می کند.}

 

^{خازن C11 (100 pF): که در ورودی دریافت قرار دارد، عملکرد اصلی آن فیلتر کردن نویز با فرکانس بالا است. همراه با مقاومت های جلویی، یک فیلتر پایین گذر را تشکیل می دهد که به طور موثر تداخل فرکانس بالا را در خط سرکوب می کند و کیفیت سیگنال دریافت را بهبود می بخشد.}

 

^{خازن جداکننده C3 (100 nF): به پین ​​بایاس تراشه VBIAS متصل است. عملکرد اصلی آن ارائه یک ولتاژ بایاس پایدار و تمیز برای مدارهای آنالوگ داخلی (به ویژه تقویت کننده دریافت)، فیلتر کردن صدای منبع تغذیه برای اطمینان از عملکرد آنالوگ بهینه است.}

 

^{ملاحظات طراحی}

^{1.مدار حفاظتی نشان داده نشده است: نمودار یک شماتیک ساده شده است. در کاربردهای عملی، مدارهای حفاظت از اضافه ولتاژ/جریان اضافی (مانند لوله های تخلیه گاز، دیودهای TVS، ترمیستورهای PTC و غیره) باید در ورودی خط تلفن اضافه شوند.}

^{2تطبیق امپدانس: مقادیر R13، C10 و پارامترهای ترانسفورماتور باید بر اساس امپدانس واقعی خط (معمولاً 600Ω) تنظیم شوند تا تلفات برگشتی کاهش یابد.}

^{3.سرکوب نویز: مقادیر C10 و C11 فرکانس قطع فرکانس بالا را تعیین می کند و باید برای محیط نویز خط خاص بهینه شود.}

^{4.تحمل قطعات: مقاومت: ± 5%، خازن: ± 20%. استفاده از انواع قطعات پایدار برای اطمینان از عملکرد ثابت توصیه می شود.}

 

^خلاصه

^{این مدار رابط 2 سیم یک مدار هیبریدی معمولی است که به موارد زیر دست می یابد:}

^{جداسازی سیگنال های ارسال و دریافت}

^{تطبیق امپدانس خط}

^{عایق الکتریکی و سرکوب صدا}

 

^{این CMX867A را قادر می‌سازد تا ارتباطات داده تمام دوبلکس یا نیمه دوبلکس را روی یک خط تلفن استاندارد دو سیمه انجام دهد و به عنوان یک پل آنالوگ مهم بین تراشه و خط فیزیکی عمل کند. در طرح های عملی، مدارهای جانبی حفاظتی اضافی و مدارهای جانبی مورد نیاز گواهی نظارتی باید بر اساس این پایه اضافه شوند.}

 

 

VI. مدار رابط خط چهار سیم

 

 

^{این مدار رابط خط چهار سیم برای CMX867AD2 است که برای اتصال تراشه به یک خط ارتباطی چهار سیمه استاندارد 600Ω طراحی شده است. سیستم‌های چهار سیم معمولاً در ارتباطات حرفه‌ای یا انتقال از راه دور استفاده می‌شوند که با جداسازی فیزیکی کامل کانال‌های انتقال (Tx) و دریافت (Rx) مشخص می‌شود که هر کدام از یک جفت سیم پیچ خورده مستقل استفاده می‌کنند.}

 

^{عملکرد و ویژگی های مدار}

^{این مدار به عنوان رابط جلویی آنالوگ بین تراشه و خط چهار سیم عمل می کند. ویژگی های اصلی آن عبارتند از:}

 

^{جداسازی کانال: مسیرهای ارسال و دریافت کاملاً مستقل هستند و هر کدام از یک ترانسفورماتور 1:1 استفاده می‌کنند، بنابراین از چالش‌های لغو ترکیبی و اکو در سیستم‌های دو سیمه جلوگیری می‌شود.}

 

^{کوپلینگ و جداسازی سیگنال: دو ترانسفورماتور به ترتیب برای انتقال و دریافت سیگنال ها جفت می شوند و ایزوله الکتریکی را فراهم می کنند.}

 

^{تطبیق و فیلتر امپدانس: تطبیق پایان مستقل 600Ω و فیلتر نویز با فرکانس بالا برای هر خط (خط انتقال و خط دریافت) را فراهم می کند.}

 

 

^{ساختار مدار و مسیر سیگنال}

^{1. مسیر انتقال (جفت خط انتقال مستقل)
خروجی های دیفرانسیل تراشه TXA/TXAN مستقیماً به سمت اصلی ترانسفورماتور سمت انتقال 1:1 متصل می شوند.}

^{ترانسفورماتور سیگنال را به خط انتقال مستقل جفت می کند و به انتقال متعادل و ایزوله DC دست می یابد.}

 

^{2. مسیر دریافت (جفت خط دریافت مستقل)
سیگنال خط دریافت مستقل ابتدا وارد ترانسفورماتور 1:1 سمت دریافت می شود.}

^{پس از کوپل شدن توسط ترانسفورماتور، سیگنال وارد شبکه تهویه گیرنده می شود:}

^{R11 و R12: یک شبکه تقسیم کننده ولتاژ برای تنظیم سطح سیگنال دریافتی و جلوگیری از اضافه بار ورودی در تراشه تشکیل دهید.}

^{C11 (100 pF): به عنوان یک خازن فیلتر فرکانس بالا برای کاهش نویز در کانال دریافت عمل می کند.}

^{سیگنال در نهایت به پایانه های دریافت تراشه RXAFB / RXAN وارد می شود.}

 

 

 

^{3.خط تطبیق خاتمه}

^{R10: به عنوان مقاومت تطبیق خاتمه برای خط انتقال عمل می کند. مقدار مقاومت آن به مشخصات ترانسفورماتور و الزامات امپدانس خط بستگی دارد.}

^{R13: به عنوان مقاومت تطبیق پایان برای خط دریافت عمل می کند. مقدار مقاومت آن نیز باید بر اساس ترانسفورماتور و امپدانس خط تعیین شود.}

 

^{این سند خاطرنشان می کند که مقادیر R10 و R13 به ویژگی های ترانسفورماتور انتخاب شده بستگی دارد و باید بر اساس طراحی واقعی محاسبه شود.}

 

 

^{4. سایر اجزا}

^{C12 (33 nF): به صورت موازی در سمت خط دریافت برای بای پس فرکانس بالا یا تطبیق امپدانس کمکی متصل می شود.}

^{C3 (100 nF): جداسازی پین VBIAS تراشه را فراهم می کند و ولتاژ بایاس تقویت کننده دریافت کننده را تثبیت می کند.}

 

 

^{توابع اجزای کلیدی}

^{ترانسفورماتور انتقال و ترانسفورماتور دریافت (هر دو 1:1): هر یک به طور مستقل ایزوله الکتریکی، انتقال متعادل و جفت سیگنال برای سیگنال های ارسال و دریافت را فراهم می کند. این پایه و اساس برای دستیابی به ارتباطات دوبلکس با ایزوله بالا در یک سیستم چهار سیمه را تشکیل می دهد.}

 

^{مقاومت‌های R10 و R13: به‌ترتیب به‌عنوان مقاومت‌های تطبیق پایان برای خطوط انتقال و دریافت عمل می‌کنند. نقش اصلی آنها همکاری با ترانسفورماتورها برای دستیابی به تطابق امپدانس با خط 600Ω است که بازتاب سیگنال را تا حد زیادی به حداقل می رساند.}

 

^{مقاومت‌های R11 و R12: یک شبکه تضعیف سیگنال دریافتی را تشکیل می‌دهند که برای تنظیم سطح سیگنال کوپل شده از خط دریافت به محدوده مناسب برای پایانه‌های ورودی تراشه (RXAFB/RXAN) استفاده می‌شود.}

 

^{خازن C11 (100 pF): که در ورودی دریافت تراشه قرار دارد، وظیفه اصلی آن فیلتر کردن نویز فرکانس بالا از سیگنال دریافتی است و در نتیجه نسبت سیگنال به نویز را بهبود می بخشد.}

 

^{خازن C12 (33 nF): به صورت موازی در سمت خط دریافت متصل می شود، در درجه اول برای عبور از نویز فرکانس بالا استفاده می شود و همچنین ممکن است در یک شبکه تطبیق امپدانس کمکی شرکت کند.}

 

^{خازن جداسازی C3 (100 nF): جداسازی ولتاژ بایاس (VBIAS) مدارهای آنالوگ داخلی تراشه (مخصوصاً تقویت کننده دریافت) را فراهم می کند و از پایداری منبع تغذیه و سرکوب نویز اطمینان می دهد.}

 

 

^{ملاحظات طراحی}

^{1. انتخاب ترانسفورماتور: مقادیر R10 و R13 به ویژگی های ترانسفورماتور انتخاب شده (مانند نسبت چرخش، اندوکتانس نشتی، مقاومت سیم پیچ و غیره) بستگی دارد. آنها باید از طریق محاسبات جامع بر اساس برگه اطلاعات ترانسفورماتور و امپدانس خط (600Ω) تعیین شوند.}

 

^{2-تنظیم سطح: پیکربندی سطح سیگنال برای خطوط انتقال و دریافت و همچنین مقدار مقاومت R11 را می توان با مراجعه به متدولوژی مورد استفاده برای مدار دو سیمه طراحی کرد.}

 

^{3. مدارهای حفاظتی: نمودار یک شماتیک ساده شده است. در کاربردهای عملی، مدارهای حفاظت اضافه ولتاژ/ اضافه جریان مناسب باید در نقاط ورودی هر دو خط (خط انتقال و خط دریافت) اضافه شود.}

 

^{4. تحمل جزء: مقاومت: ± 5% تحمل. خازن ها: تحمل ± 20٪، برای اطمینان از عملکرد ثابت.}

 

^خلاصه

^{این مدار رابط چهار سیم یک راه حل استاندارد برای اتصال CMX867A به خطوط چهار سیم حرفه ای ارائه می دهد. مزیت اصلی آن در جداسازی فیزیکی کانال‌های ارسال و دریافت نهفته است که از تداخل اکو جلوگیری می‌کند، طراحی را ساده‌تر می‌کند و ارتباطات تمام دوبلکس با ثبات‌تر و با کیفیت‌تر را امکان‌پذیر می‌کند. ملاحظات کلیدی طراحی، انتخاب دو ترانسفورماتور و محاسبه مقاومت‌های تطبیق پایان متناظر آنها (R10، R13) است. این مدار به عنوان یک جلوی آنالوگ قابل اعتماد برای ارتباط داده های خطی از راه دور یا اختصاصی عمل می کند.}

 

 

 

VII. بلوک دیاگرام مسیر داده مودم دریافت

 

^{جریان مسیر داده هسته}

^{1. ورود داده ها
داده ها از خروجی دمدولاتور FSK یا DPSK سرچشمه می گیرند.}

^{فقط حالت DPSK: داده ها ابتدا از descrambler عبور می کنند که توسط سیگنال Enable کنترل می شود.}

 

^{2. بافر داده و تبدیل سریال به موازی
داده ها وارد بافر داده های Rx می شوند (بافر داده های دریافتی).}

^{ماژول USART (گیرنده/فرستنده سنکرون/ناهمزمان جهانی) تبدیل سریال به موازی را انجام می دهد که توسط ساعت نرخ بیت کنترل می شود.}

^{USART بیت‌های شروع/توقف را مدیریت می‌کند و تأیید بررسی برابری را انجام می‌دهد.}

 

^{3. خروجی داده به میکروکنترلر
داده های موازی پردازش شده (7 بیت) در Rx Data Rx از رابط C-BUS نوشته می شود.}

^{میکروکنترلر (µC) داده ها را از این رجیستر از طریق رابط C-BUS می خواند.}

 

 

 

 

^{پرچم‌های وضعیت کلیدی و مکانیسم‌های کنترل}

^{1. Rx Data Ready Flag
شرط ماشه: هر زمان که یک کاراکتر جدید در Rx Data Register ذخیره شود.
عملکرد: پرچم Rx Data Ready در Status Register روی 1 تنظیم شده است و میکروC را برای خواندن داده های جدید مطلع می کند.
عملیات اضافی در حالت Start-Stop: به طور همزمان پرچم Even Rx Parity را در Status Register به روز می کند.}

 

^{2. مدیریت خطای فریم (حالت استارت-توقف)}

^{شرط خطا: اگر یک بیت توقف گم شده باشد (یعنی به جای یک عدد 0 دریافت شود).}

^{فرآیند رسیدگی:}

 

^{1. کاراکتر هنوز در Rx Data Register ذخیره می شود و پرچم Data Ready تنظیم شده است.}

^{2. مگر اینکه گزینه V.14 Overrun فعال باشد، بیت خطای فریم Rx در Status Register نیز روی 1 تنظیم می شود.}

^{3. USART در انتقال 1 → 0 بعدی (بیت توقف به بیت شروع) مجدداً همگام می شود.}

^{4. پرچم خطای فریم تا زمانی که کاراکتر بعدی با موفقیت دریافت نشود، تنظیم باقی خواهد ماند.}

 

^{آشکارسازهای الگوی داده ویژه
بخش بالای بلوک دیاگرام چهار آشکارساز متصل به بیت های ثبت وضعیت (b9، b7، b8) را نشان می دهد که برای نظارت بر الگوهای خاص در جریان داده دریافتی استفاده می شود:}

 

^{آشکارساز 1.1010: فقط در حالت FSK برای تشخیص الگوهای 1/0 متناوب استفاده می شود.}

^{2.Continuous Unscrambled 1 Detector: 1های پیوسته و بدون رمز را تشخیص می دهد.}

^{3. Continuous Scrambled 1 Detector: 1 های پیوسته و درهم را تشخیص می دهد.}

^{4. آشکارساز پیوسته: آشکارساز سیگنال پیوسته عمومی.}

 

^{خروجی های این آشکارسازها را می توان برای تشخیص شرایط خط، کیفیت همگام سازی یا سیگنالینگ خاص استفاده کرد.}

 

^خلاصه

^{هسته اصلی این مسیر داده دریافتی، یک کانال تبدیل سریال به موازی است که توسط USART مدیریت می‌شود، که با تشخیص خطای جامع (بررسی برابری، خطای فریم) و مکانیسم‌های گزارش وضعیت تکمیل می‌شود. طراحی آن انتقال داده‌های قابل اعتماد از دمدولاتور به میکروکنترلر را تضمین می‌کند، در حالی که قابلیت‌های نظارت عمیق وضعیت پیوند را از طریق آشکارسازهای متعدد فراهم می‌کند و سیستم را قادر می‌سازد تا به طور انعطاف‌پذیر ناهنجاری‌های ارتباطی مختلف را مدیریت کند.}

 

 

 

هشتم. بلوک دیاگرام آشکارساز و اجرای فیلتر قابل برنامه ریزی Dual-Tone

 

 

^{توابع اصلی}

^{تشخیص دو آهنگ قابل برنامه ریزی: قادر به تشخیص جفت سیگنال صوتی متشکل از دو فرکانس خاص است.}

^{انعطاف‌پذیری بالا: فرکانس‌های تشخیص، سطوح و محدوده‌های تحمل همگی می‌توانند از طریق برنامه‌نویسی نرم‌افزار تنظیم شوند و نیاز به تنظیمات سخت‌افزار خارجی را از بین ببرند.}

 

 

^{معماری پیاده سازی}

^{1. بخش فیلتر
از یک مرحله فیلتر IIR مرتبه 4 استفاده می کند.}

^{عملکرد: اجزای فرکانس هدف را از سیگنال ورودی استخراج می کند و نویز خارج از باند را سرکوب می کند.}

^{ویژگی: فیلترهای IIR (پاسخ ضربه بی نهایت) معمولاً ویژگی‌های رول آف تندتری را برای همان ترتیب فیلتر ارائه می‌کنند و جداسازی فرکانس دقیق را تسهیل می‌کنند.}

 

^{2. مکانیسم تشخیص فرکانس
اصل: از روش زمان بندی چرخه استفاده می کند.}

^{فرآیند:}

 

^{1. زمان صرف شده برای سیگنال ورودی برای تکمیل تعداد قابل برنامه ریزی (N) از چرخه های کامل را اندازه گیری کنید.}

^{2. این زمان را با محدودیت های زمانی بالا و پایین قابل برنامه ریزی مقایسه کنید.}

^{تصمیم: اگر زمان اندازه گیری شده در پنجره زمانی از پیش تعیین شده قرار گیرد، فرکانس هدف شناسایی شده در نظر گرفته می شود.}

^{مزیت: در مقایسه با اندازه‌گیری فرکانس مستقیم، این روش ممکن است در محیط‌های پر سر و صدا قوی‌تر باشد و اجرای دیجیتالی آن آسان‌تر باشد.}