一种适合机车的数字信号远距离传输模块的研制

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1、第1期(总第431期)内燃机车2010年1月一种适合机车的数字信号远距离传输模块的研制赵殿滨，罗明旭2(1．中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心，辽宁大连116022；2．大连恒为电子有限公司，辽宁大连116023)摘要：在分析传统数字信号RS232或RS458和常用网关通信电路设计问题的基础上，提出一种基于MSK调制方式的数字信号远距离传输模块来实现数字信号远距离传输，并介绍了此模块的软硬件设计方案。该方案具有成本低、技术简单、传输距离长、通信速率高、抗干扰性强等特点。关键词：MSK调制方式；远距离传输；数字信号中图分类号：TN919．3文献标识码：B

2、文章编号：1003-1820(2010)01-0031-031引言在远距离通信中，一般要用调制解调器将数字信号转换成模拟信号通过公共电话网或专用网络在机车控制领域，经常需要在不同设备之间进传输，调制解调器的调制方式主要有频移键控行具有多种通信速率、远距离、较强抗干扰能力的(FSK)、相对相移键控(DPSK)等，其中最小频移键有线通信。在现有技术中一般采用RS232、RS485控(MSK)调制方式是FSK方式中较好的一种。总线通信，但由于电缆具有阻容特性和外界干扰，MSK调制方式是连续相位频率键控方式的特殊情数字信号在较长距离传输后发生畸变和衰减无法况，其调制

3、系数为0．5。MSK信号在码元转换瞬间识别，一般RS232总线只能传输几十米，RS485总没有相位突变，因而信号频谱在频带之外的滚降会线也只能传几百米，而且要求数据传输速度较低加快，占用频带比PSK信号窄，但却具有与PSK相(一般300～600波特率)。设备和设备之间通信线同的性能，非常适合在有线通信中使用。不隔离，干扰和故障率较高。如果不同设备之间的基于MSK调制方式的数字信号远距离传输模通信速率不同，传输距离很远，一般要用调制解调块如图1所示。处理电路具有双向通信转换的能器将数字信号转换成模拟信号通过公共电话网或力，采用MSK调制方式，既可将RS232或

4、RS485通专用网络传输，但需要控制信号较多，成本较高。信总线的数据调制成适合MSK方式调制解调电路目前在列车中也常采用国际列车通信网络(TCN)发送的数据通过模拟通信网络传输，也可将模拟通标准的网关进行不同设备之间通信，但这种TCN信网络数据通过MSK方式调制解调电路解调成适标准的网关成本高，技术难度大。本文设计了一种合外部设备接收的数据通过RS232或RS485通信基于MSK调制方式的数字信号远距离传输模块来总线传输。整个模块接口简单，在需要RS232或实现数字信号远距离传输，并介绍了此模块的软硬RS485通信总线的不同设备之间只需配备一对数件研制设计方

5、案。该方案具有成本低、技术简单、字信号远距离传输模块，就可方便实现成本低、技传输距离长、通信速率高、抗干扰性强等特点。RS232或RS485通信总线模拟通信网络2模块原理RS232或MSK方R$485处理电路式调制通信电路解调电收修回稿日期：2009-06一l1路作者简介：赵殿滨(1971一)，男，黑龙江哈尔滨人，工程师；罗明旭(1973一)，男，辽宁盖州人，工程师。图1数字信号远距离传输模块结构框图32内燃机车2010矩图2处理电路图术简单、传输距离长、通信速率高、抗干扰性强的有容结构；数据传送波特率1200／2400BPS可选；片内线通信了。发送滤波器可

6、作为音频信号滤波器单独使用；接收定时再生电路有两种同步方式供用户选择；片内集3硬件设计成有振荡电路；调制可采用正弦或余弦方式；采用单5V电源供电(MSM6882-5)。数字信号远距离传输模块由RS232或RS485通MSM6882的内部结构主要由3个部分组成：信电路、处理电路、MSK方式调制解调电路组成。发送电路、接收电路和时钟发生电路。发送电路包3．1处理电路括调制器、发送低通滤波器和2个RC低通滤波处理电路采用台湾WINBOND公司的W77E58作器。它在PRE和SIN输入信号控制下可完成对输为核微处理器(见图2)。W'／7E58是8051兼容的8位入二

7、进制数据的调制或输入音频信号的滤波。在微处理器，工作时钟频率达40MHz，32kB的Flash存完成调制功能时，首先由调制器将输入数据调制为储器，1kB的SRAM，2个串行通信接口(SCI)。处理MSK信号，再由发送滤波器和2个RC低通滤波器电路部分功能是将特定波特率的RS232或RS485通滤除高频分量并加以平滑后输出到线路上。在完信电路信号和MSK调制方式的调制解调电路要求的成音频滤波功能时，发送滤波器将与调制器断开而2400波特率的信号进行相互转换。核微处理器与外与rrI端接通，从而直接将输入的音频信号滤波并部设备的通信波特率可通过4位拨码开关来VCC

8、设定，可设定300～9600之间16挡波特率。7TC