电力线MODEM芯片ST7536

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摘要：欧洲ST公司的ST7536是一个半双工、同步FSK调制解调器芯片。它专为低压电力线传输而设计，较好地克服了低压电力线载波传输中的技术问题。本文详细介绍ST7536的原理及具体应用示例。

关键词：低压电力线 MODEM ST7536 电力线接口

随着国家电力公司“一户一表、抄表到户”用电管理模式的推广和普及，利用220V低压电力线传输信息的载波集抄系统产品应运而生。这样电力载波技术成为抄表系统的关键。当前国内主要应用的是FSK电力线载波调制技术。

　　低压电力线是为传输50Hz的工频电能而铺设的。由于不是为通信铺设的，故其特性往往较难直接满足载波通信的要求。这直接体现在两方面：第一、电力网络的阻抗特性及其衰减，制约了信号的传输距离；第二、低压电力线上的噪音干扰，制约了信号的传输质量。
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　　由于在低压电力线上存在诸多使载波信号的信噪比急剧下降的因素，使得载波信号难以在一个供电区域内较好地传输，这样就须选取合适的低压电力线MODEM。在应用中，我们选择了欧洲ST公司的电力载波调制解调器芯片ST7536。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

一、ST7536芯片介绍

　　ST7536是一种半双工、同步的FSK MODEM。它专为低压电力线网络通信而设计。用ST7536构造一个完整的通信系统，还必须包括1个微控制器（单片机）和1个电力线接口，如图1所示。这样的系统能够在4个不同的信道上以2种不同的数据传输率（600和1200bps）进行发送和接收。

　　ST7536是单芯片MODEM，有28个引脚；它是半双工的，有发送和接收两种工作模式；它又是同步的，因为数据的发送和接收与时钟信号有关。时钟信号由ST7536内部产生。ST7536芯片还需要一些外部元件来完成所有操作：1个晶振，4个电阻和5个电容。

1.ST7536芯片引脚

ST7536芯片引脚如图2所示。

2.ST7536芯片引脚说明

ST7536芯片引脚说明如表1所列。

表1

引脚	名称	类型	说明
1	Rx/Tx	数字	发送或接收模式选择输入
2	RESET	数字	逻辑复位和电源关闭模式输入。低有效
3	TEST4	数字	测试输入，选择发送频段滤波器。高有效
4	TEST3	数字	测试输入，进入时钟恢复输入阶段。TEST1为高时选择输入
5	RxD	数字	同步接收数据输出
6	CLR/T	数字	和功能模式相关的发送接收时钟输出
7	RxDEM	数字	解调后的数据输出
8	DGND	电源	数字地
9	DVDD	电源	数字正电压：5（1±0.05）V
10	TEST1	数字	测试输入，取消发送到接收模式的自动切换，使TEST3输入有效。高有效
11	TEST2	数字	测试输入，减小发送到接收模式自动切换的时间。高有效
12	TxD	数字	发送数据输入
13	XTAL2	数字	振荡器输出
14	XTAL1	数字	振荡器输入
15	CHS	数字	信道选择输入
16	BRS	数字	波特率选择输入
17	AFCF	模拟	自动频率控制输出，连接外部补偿电路
18	DVss	电源	数字负电压：-5（1±0.05）V
19	IFO	模拟	中间频率滤波器输出
20	DEMI	模拟	FSK解调输入
21	AVss	电源	模拟负电压：-5（1±0.05）V
22	AGND	电源	模拟地：0V
23	AVDD	电源	模拟正电压：5（1±0.05）V
24	RAI	模拟	接收模拟输入
25	RxFO	模拟	接收滤波器输出
26	TxFI	模拟	发送滤波器输入（TEST4为高电被选中）
27	ALCI	模拟	自动等级控制输入
28	ATO	模拟	模拟发送输出

　　从功能上看，这28个引脚可大致分为如下11类。

　　（1）电源供应输入：DGND、DVDD，DVSS，AVSS，AGND，AVDD。 ST7536内部有数字和模拟两个独立的电源供应；而外部的电源供应是应该接在一起的。

　　（2）信道和波特率的选择：CHS、BRS。 ST7536提供600和1200baud两种波特率，通过BRS选择；对每种波特率，ST7536提供两个信道，通过CHS来选择。具体情况如表2所列。

表2

BRS	CHS	波特率/baud	频率/kHzTxD=1	频率/kHzTxD=0
0	0	600	81.75	82.35
0	1	600	67.20	67.80
1	0	1200	71.40	72.60
1	1	1200	85.95	87.15

　　(3) 振荡器输入、输出：XTAL1、XTAL2。

ST7536的内部振荡器需要1个外部110592MHz的晶振和2个电容。也可以直接往振荡器输入时钟信号，这种情况下晶振和电容都不必要了。

　　（4）自动频率控制的稳定：AFCF。

自动频率控制部分调节发送/接收频段滤波器的中心频率。这部分功能的稳定性由外接的电阻电容网络电路来保证。

　　（5）自动等级控制输入：ALCI。

自动等级控制处理发送信号的最后输出。它使得功率放大器的输出电压不受电力线网络变化的影响。一般电力线网络的电阻在5~100Ω。如果电力线电阻改变了，则放大器的输出也相应改变。自动等级控制输入可以纠正这些输出变化。为了控制电力线接口的输出，需要一个反馈信号，这个信号通过一个放大器来传送。自动等级控制可以以32步，每步0.84dB来减小最大的发送输出值。探测自动等级控制输入的峰值，和两个参考电压相比较，进行相应处理。这样保证输入的放大器反馈信号的峰值电压在两个参考电压之间。
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　　（6) 数据输入和输出：RxD、CLR/T、RxDEM、TxD。

ST7536是同步的调制解调器，数据输入和输出都和时钟(CLR/T)有关。发送模式下，ST7536自己产生时钟信号，发送的数据在CLR/T的上升沿被采样，所以这时TxD有效。接收模式下，解调后的数据在引脚RxDEM上有效，时钟恢复电路从解调后的数据中取得时钟信号，在CLR/T上升沿发送同步数据(RxD)。

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