作者：廈門大學計算機與信息工程學院（361005）石江宏 施海彬來源：《電子技術應用》

摘要：作者以cx88168單片調制調芯片為核心，設計了一種基于v.90標準的高速modem。對v.90高速modem的工作模型、硬件構成、設計中應注意的問題及其功能調試等進行了詳細介紹。 關鍵詞：cx88168器件 v.90標準 modem 隨著因特網的普及和發展，上網的用戶數正不斷增加，各種各樣的上網手段層出不窮。但對于廣大網民來說，采用modem進行數據傳輸卻是一種最常用的接入方式。面對這樣一個巨大市場，世界各大芯片制造商相繼推出了自己的modem芯片組，并不斷在簡化硬件設計和提高modem的傳輸速度上下功夫。rockwell公司（由conexant公司生產）推出了一款全新的modem芯片組——smartscm/56s，它能支持新一代計算機高速modem標準——v.90，并向下兼容rockwell原有的56k modem標準——k56flex，以及itu—t的v.34、v.32bis、v.22、v.21等協議標準。其核心芯片是cx88168單片調制解調芯片，外加一片cx20463線路接口芯片和一片cx20437語音編解碼芯片。該芯片組所用的芯片數據較少、外圍電路簡單，采用它可以較快地設計出體積小、功能強、支持多種協議和多種應用的高速modem。 本文將就這種符合v.90標準的高速modem的工作模型、硬件構成、設計中應注意的問題等進行系統的描述，最后給出這種modem的一些調試方法。 1 v.90高速modem的工作模型及原理 在討論v.90高速modem電路設計之間，先闡述一下v.90高速modem的工作模型和工作原理。 基于v.90標準的modem與通常的v系列modem有所不同，害在設計上突破了傳統的對稱通信模式，采用的是一種不對稱的通信模式（如圖1所示），使用戶在進行終端到網絡運營商的連接時（home to isp），可以享受56kb/s的下行速率，而上行速率仍然和原有b.34 modem一樣，只有33.6kb/s。該不對稱通信模型與傳統的對稱通信模型的本質差別在于：isp點的數字v.90 modem是采用b交換局提供的數字專線直接與局間高速數字線路相連，使isp點到用戶的下行信道不再需要經過b交換局交換機中a律a/d轉換器，從而突破了因a/d轉換器引入量化噪聲所產生的modem速率瓶頸。 從信息編碼角度看，下行信道之所以能達到56kb/s的傳輸速率，其原因就在于下行方向采用pcm編碼技術，isp點與交換局是通過數字接口連接的，下行數字數據無需進行a律a/d轉換，而直接通過數字復接設備進入數字交換網。到達交換局a后，經過一次a律d/a轉換和脈沖形成濾波，pcm碼就被轉換成相應的離散電壓，并通過電路線送到客戶端v.90模擬modem上。客戶端v.90模擬modem把接收到的信號重新轉換成離散的pcm碼，并解碼輸出發端發送的信息。 本文所設計的模擬v.90 modem的解碼任務就是鑒別這256個可能的離散電壓值（8bit的pcm編碼），并將其還原為8000 pcm碼/秒（采樣率8000次/秒）。因此，從理論上說采用pcm編碼技術的模擬v.90 modem，其數據下行速率應能接近64kb/s。但是，采用a律解擴技術的d/a轉換器在接近于零的各個dac輸出電壓太過接近，使得信號在經過噪聲線路傳輸后，模擬v.90 modem很難精確地區分出各離散電壓，所以，v.90協議在編碼端只選用最可靠的128個電壓用于56kb/s下行速率。 在模擬v.90 modem連接的上行信道中，需要經過a交換局的a律a/d轉換器，這就必須會引入量化噪聲，這種采用a律13折線壓縮非均量化的信噪比可用下式計算[8]，即

式中，c表示語音信號的動態范圍，p(x)表示語音信號的幅度概率密度服從拉普拉斯分布，n為pcm編碼的位數，dy/dx表示13折線各段所對應的斜率。根據上述公式，本文給出用matlab繪出