2024年3月12日发(作者：诺基亚500强排名)

ＭＳＭ６８８２－５ＭＳＫ调制解调器的应用

夏志忠姚晓刘爱娟马云升

（大连海事大学信息工程学院）

摘要：本文在讨论ＭｓＫ（ｇｉｎｉｍｕｍ

Ｓｈｉｆｔ

Ｋｏｙｉｎｇ最小移频键控）工作原理

的基础上，结合０ＫＩ公司生产的ＭＳｔ４６８８２—５ＭＳＫ芯片，介绍该芯片的内部结袖、

引脚功能和实际应用电路的特点．

关键词：Ｈｓ￡调制解调器

最近几年来，计算机的通信技术有了很大的发展，在许多领域中借助于调制解调器芯

片（Ｍｏｄｅｍ），实现了远程有线和无线数据通信。这些Ｍｏｄｅｍ芯片主要是采用ＦＳＫ，ＭＳＫ

等调制解调方式。由于ＭＳＫ信号具有恒包络、连续线性相位、信号所占带宽小和自身同

步能力强等优点，在许多无线移动数据通信中得到了广泛的应用。下面结合ＭＳＭ６８８２－－

５ＭＳＫ芯片介绍ＭＳＫ调制解调器的工作原理与应用特点．

１

ＭＳＫ调制解调器的工作原理

ＭＳＫ调制解调是在研究ＦＳＫ载波调频方式的相位连续问题时产生的。此时的ＦＳＫ信

号可以表示为：

ｓ（ｔ）＝Ａｃｏｓ【２Ⅱ伉＋△矗ｍｔＩ）ｃ蝴

其中：￡是载波频率．△矗是频镐，ｍ（ｔ）是二元不归零对称数字信号。

对于二进制调制的ＦＳＫ信号，其瞬时频率只有两个，ｆｌ＝￡一△毛和毛＝‘＋△￡．进

一步定义调制指数ｈ．

ｈ《心一ｆｌｙｒｂｔ２Ａｆｄ／ｒｂ

卜一２

其中：ｈ＝ｌ，ｈ是调制数字信号的速率。为了讨论调制指数ｈ的变化与调制后信号功率

谱之间的关系，在这里引进了被调制后两个模拟信号波形的相关系数Ｐ，讨论变化Ｐ对ｈ

的影响．

当满足条件２０ｃＴ－＿ｎⅡ时．此式表明在一个码元间隅Ｌ内包含有载波１／４周的整数

倍，可以推导求得：ｐ＝ｓｉｎ［２Ⅱ（ｆ２－ｆ，）Ｔ－】，２Ⅲ（ｆｘ－ｆ１）Ｔｂ．它是一个基本的ｓｉｎ（ｈ）／ｈ函数．当

ｐ＝ｏ时，这两个信号具有正交特性，解调器利用此特性报容易区分这两个信号：同时从

・ｌ弱・

ｐ铷的条件中可以得到第一个过０点：２

Ｗ（丘一ｆｌ”～＝Ⅱ；根据式（１－２）求出ｈ＝０．５。另

外－当ｈ为不同值时，ｐ的值也不同；在进一步讨论不同ｈ值对应信号的功率谱密度时发

现：当ｈ较小时，其功率谱密度呈现单峰，即调制后的信号所占的带宽最小。

因此：ＭＳＫ调制实际上是：连续相位移频键控（ＣＰＦＳＫ）的一个特殊情况．即：

忙２△厶，ｒｂ＝０．５，也就是频偏△矗＝ｒｂ肛＝１／４１ｉ，这样使得每一个数据码元与调制后的

＾，岛之间存在着密切的关系－即Ｔｂ内必须包古四分之一载波的整倍数，也就是这个原因，

在实际使用与ＭＳＫ有关（如ＴＦＭ，ＧＭＳＫ）的调制解调器芯片时，需要关注数据码元速

率与载波频率‘之间的协调。否则数据调制后的误码率会大大增高，在第３部分将对此作

具体讨论．

下面举例说明“，△矗．‘．ｆ１．ｆ２之间的关系。

设ｈ，＝１２００ｂｉｔ／ｓ，则△ｆ，Ｆｒｂ／＇４＝１２００／４＝３００Ｈｚ。选择ｒｏ＝ｓｘ△￡Ｉ＝１５００Ｈｚ，

所以：ｆ：４ｘ

６毛＝１２００Ｉ－Ｉｚ．丘＝６×△ｆｃｉ＝ｌ￥００Ｈｚ．

这样在一个码元时间内：ｆ，ｔｒｂ＝１２００／１２００＝１周

ｆ；饥＝１８００ｔ１２００＝１。５周

Ｃ．．／ｒｂ＝１５００１１２００＝１．２５周

因此・在一个码元的时间内，丘要比‘多ｌ“个周期，提供＋９０。的线性相位；而ｆ＿

要比ｅ少１，４个周期，提供一９０’的线性相位，所以码元间的相位差严格是１８０。，当使

用正弦波调制，异步发送一个十六进制数Ｅ６Ｈ时，１２００ｂｉｔ／ｓ的ＭＳＫ的调制波形如图１一

】所示。

２

ＭＳＭ６８８２－５ＭＳＫ的性能

位

ＩＩ

Ｉ

Ｉ

Ｉ

Ｉ

｝位Ｉ

Ｉｌ

和引脚功能

０ｏ

ｌ

ｉ

１

１

１

０Ｏ

ｌ

１

１

ｉ

１

１

１

１

Ｌ型１

ＩＩ１

ｌＩ

ｆ

ｌ

ｌ

ＩＩ

ＭＳＭ６８８２．５ＭＳＫ调制解调器

是由ＯＫ［公司生产的。采用ＣＭＯＳ

１ｆ

０

ｈ

Ｉｎ

Ｉｆｌ

ｆ

．０．ｎ

ｎ

ｎ

ｎＩｎ

ｎ

ｎ

７

技术。它的引脚是非标准的２２引

Ｕ

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ＵＵ

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Ｊ

Ｖ

ＵＵ

ＵＵ

Ｕ

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脚．该芯片内部采用开关电容滤波

图１＿１

ＩｓＸ被形图

嚣．实现１２００和２４００波特的数传

率，可在ＭＳＫ调制解调方式下选择正弦或余弦的ＦＦＳＫ．

具体的引脚和内部框图如图ｌ－２所示。数字信号由ＳＤ输入，通过ＭＳＫ调制，经发送

低通滤波器到ＡＯ输出｛接收的ＭＳＫ信号由ＡＩ输入，通过ＢＲ波特率拉制和接收带通滤

波器到ＭＳＫ解调器，由ＲＤ输出解调的数字信号．该芯片具体引脚功能介绍如下：

Ｘ，，Ｘ：：外接晶体．

ＭＣＳ．＂时钟选择．ＭＣＳ－－－－ｌ，选择外接晶体７．３７２８Ｍ，否则选择３．６８６４７Ｍ．

Ｍ哐：调制选择，ＭＥ＝Ｉ．ＭＳＫ调制信号输出。否则语音信号输出。

ＳＤ：发送数据输入．

ＳＴ：输出同步信号．频率等于波特率．发送数据ＳＤ与ｓＴ上升沿同步后送入ＭＳＫ

调制器。

・１５４・

ＳＩＮ：载波方式选择，ＳＩＮ＝１，是余弦ＭＳＫ调制，否则是正弦ＭＳＫ调制。

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眦一”盯汀；謇∞∽嘲ⅧⅡ

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图卜２｜Ｓｉ６８８２－５

Ｉｓ湖制解调器引脚和内部框图

ＰＲＥ：自检选择。ＰＥＲ＝１，ＭＳＫ调制器输出０１０１０１…．调制的ＭＳＫ信号．ｓＤ输入

无效，否则，ＳＤ输入有效。

ＢＲ：波特率选择，ＢＲ＝】，ＭＣＳ＝１

ｉ波特率是２４００ｂｐｓ，否则是１２００ｂｐｓ。

ＳＧ：模拟地。该点直流电压＝Ｏ／２）Ｖ＿．

ＧＮＤ：接地。

ｎ：语音信号箱入．

ＡＯ：ＭＳＫ或语音信号输出

ＡＩ：接收ＭＳＫ信号．

ＣＤＴ和ＣＤＯ：器件测试用，ＣＤＴ接地，ＣＤＯ开路。

ＲＤ：解调后数字信号输出．

ＲＴ：接收致据定时时钟输出，解调的敦字信号ＲＤ与ＲＴ在下降沿同步后输出。

ＣＦ：接收数据相位纠正速度选择．ＣＦ＝Ｉ，当ＲＤ与ＲＴ信号间相位差超过２２．５度则

快速纠正，小于２２．５度是慢速纠正．否则．一直是慢速纠正．通常ＣＦ＝１．

ＣＴ：锁相环的锁定特性选择．ＣＴ＝ｌ，锁相环在５０ｂｉｔ数据内锁定．否则在ｌＳｂｉｔ数

据内镇定．

行：控制Ａｏ输出．

Ｖ＿：电源电压．＋ＳＶ

由单片机控制ＭＳＭＯＳ９２－５ＭＳＫ调制解调器电路如图１－３所示，单片机发送的数据输

入到ＳＤ。与ｓＴ上的时钟信号同步后进行调制，ＡＯ输出的ＭＳＫ信号经运算放大器输出：

而接收的ＭＳＫ调制信号经运放输入到Ａｌ，通过解调后由ＲＤ输出到单片机的ＲＸ。当运

放的ＭＳＫ输出与输入相连接时，通过编程就可以实现数据的自发自收功能，同对能检测

ＭＯＤＥＭ工作是否正常。控制开关Ｋｌ、Ｋ２、Ｋ３．能改变波特率、实现自检和选择调制载

波的方式。另外运放采用单电源供电时．需要给运放的Ｖ＋端加（Ｉ彪）ｖ＿的偏置电压。

唧

图１—３

Ｍ疆８８８２—５

ＩｓＫ调制解调器的连接电路

３．ＭＳＭ６８８２－－５ＭＳＫ调制解调器电路的应用特点

在本电路的实际使用中还需要特别注意晶体振荡器的选择，如图１—３所示，需采用

一个专门的晶体振荡电路．同时提供给ＭＳＭ６８８２－－５和单片机工作，换一句话讲，它们

使用的是同一个时钟频率。开始我们是采用与其他ＦＳＫ调制解调器电路一样的方法，即

ＭＯＤＥＭ和单片机分别使用晶体７．３７２８ＭＨｚ，结果发现：在连续发送大量的数据时，数据

的同步十分困难，接收数据的误码率很高，从接收的数据波形看，在接收数据一段时间后

的某个时刻数据波形发生移动．产生误码：经测试：ＭＯＤＥＭ波特率略低于单片机的波特

率，在更换晶体并测试它们的波特率一致后．再进行连续大量的数据发送和接收，结果误

码率很小，但还是存在；然而使用ＦＳＫ近距有线数据抟输是没有误码的．因此确认由两

个晶体振荡器的微小差别引起．所以采用专门的晶体振荡电路，从而在根本上解决了６８８２

－－５ＭＳＫ近距有线数据传输的误码问题．

该问题从理论上讲：是由于单片机发送数据的波特率和ＭＯＤＥＭ载波调制数据的波

特率不一致累积而成。对于ＦＳＫ调制．发送数据与载波之间不存在严格的互相约束关系，

因此ＭＯＤＥＭ和单片机分别使用晶体振荡器而形成的微小误差并不影响数据传输，解调

是采用相干或非相干频率解调。然而对于ＭＳＫ调制却不是这样，发送数据与载波之间存

在互相约束的关系。即：ｆ２一ｆ１＝１／４Ｔｂ．因此它们的相对关系必须一致，其解调是采用最

佳接收差分相干解调，即是利用后一个间隔发送信号与前一个间隔发送信号的载波相位来

传送信息，也就是把前一个信号延时后作为参考信号进行解调。这就要求单片机发送数据

的波特率和ＭＯＤＥＭ使用的波特率严格一致。在ＭＳＭ６８８２芯片的具体实施时，它通过

ＭＯＤＥＭ产生的内部ＳＴ同步时钟。周期为Ｔｈ，将从引脚ＳＤ输入的单片机产生的外部数

据同步后变抉成ＭＳＫ调制数据．当ＭＯＤＥＭ波特率硌低于（或高于）输入数据的波特率

时（实际上是晶体振荡器的误差），若连续发送与接收大量数据，将导致ＳＴ上的时钟与

引脚ｓＤ输入的外部数据周期之问的误差累积．从而无法准确同步，因此在调制与解调时

造成误码．由此可见对于ＭＳＫ调制解调器芯片的应用要特别注意波特率的一致性。

４．结束语

以上讨论可见：ＭＳＭ６８８２－－５ＭＳＫ调制解调器芯片的应用，比ＦＳＫ调制解调器有更

多的优点，尤其是调制后信号占用带宽窄，频带利用率高，从而深受用户欢迎；但是在使

用中必须注意其应用的特点，以便获取低误码率，提高数据传输的可靠性。

参考文献

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［２］Ｓ”ｐｈｅａ

Ｇ．Ｗｉｌｓｏｎ

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ｓｍｉ。∞ｄｔ咖手册

ＭＯＤＵＬＡＴＩＯＮ

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MSM6882-5MSK调制解调器的应用

作者：

作者单位：

夏志忠， 姚晓， 刘爱娟， 马云升

大连海事大学信息工程学院

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