关键词 双向catv 窄带 ffsk

有线电视网(catv)是中国普及最广的网络，在已建的宾馆、居民小区中绝大部分都已建成。因此利用已有的网络进行更广泛的功能的开发，如：影视点播、安防监控、自动抄表及其它的服务呼叫等，是一个值得研究的课题。这些功能实现的关键，是在同轴电缆中控制信令的可靠实现。

在catv网中，由于分支较多、用户繁杂、线路老化等原因，不可避免地会造成大量的干扰信号的窜入。在实际的频谱测试中，整个基带经常被噪波干扰抬高，因此，寻找廉价且可靠的线路和传送方案变得尤为重要。为此，我们通过长期的试验和实践，研制出一成本极其低廉，性能相当可靠的工作电路和通信方案，并在实际装机运行中使用。

1 硬件组成及原理框图

1.1 传输通道

根据国标，数据信息只能在双向catv网的低端通过，允许分布的频率为65 mhz以下。鉴于此，我们采用的通信频率分别为：上行信号采用无线信号工作方式，频点为21．7 mhz，采用窄带方式，带宽为20 khz；下行信号采用电视信号的工作方式，中心频率为38 mhz，带宽为8 mhz。为加强抗干扰能力，上、下行被调制的信号采用ffsk方式，速率为1．2 kb／s。

采用此种通信方式的另一种考虑是成本及可生产化。数据采集中心与控制终端的通信系统是典型的一对多的通信，控制终端数量众多，应尽可能地设计得简单、低廉、精确；而数据采集中心的采集卡则相对可靠即可。因此，在控制终端线路上的窄带发射电路，为保证频点精确且不漂移，舍弃lc振荡电路而采用晶体振荡，定制晶体频率为21．7mhz，带宽为5 khz。通过对电源的控制来实现对振荡电路起振与否的控制。接收电路采用电视信号解调芯片ta7606，解调出音频ffsk信号。数据采集中心的采集卡相对应的接收电路采用窄带接收芯片mc3363。mc3363是一个由rf放大器到音频前置放大器输出的完整的fm窄带接收机。低电压双变换设计产生了用于窄带音频和数据链路的低功耗、高灵敏度和优越的图像载波抑制功能。mc3363具有较高的灵敏度，对于12db sinad(信号对噪声的失真比)的典型的输入值为0．3 μv。输入信号先通过两级本生振荡器的差频输出到455 khz以下，然后再对信号限幅放大，最后经过正交检波输出音频范围内的有用信号。虽然catv网是有线的， 但mc3363用在此处可大大提高上行信号的灵敏度，在信噪比较低时也能接收得很好。发射电路采用电视信号的中频电路，即采用芯片mcl 374，它的工作频率也是晶体通过第6脚输入的调制ffsk信号，硬件框图如图1所示。综合数据处理中心的采集卡和终端的控制卡，上行和下行信号发射的工作频率都是通过晶体振荡产生的。这种设计思路将大大方
便于调试、生产。上行信号采用窄带是因为mc3363的接收性能极优，同时节省频率资源；而下行信号采用电视信号是因为成本低廉且便于调试、生产。图1是数据中心采集卡的通信线路原理方框图。

1．2 控制线路

采集卡的主控制芯片采用华邦公司的w77e58，主要出于三方面的考虑：

一是工作频率高，最高可达40 mhz，而且w77e58的机器工作频率只是晶体振荡频率的4分频，即40 mhz的频率相当于普通mcs-51系列单片机的120 mhz。由于数据处理中心的采集卡要接收及处理多个终端来的信息，快速处理数据是必需的。二是w77e58拥有2个全双工异步串口， 给采集卡与数据控制中心的数据交换提供了便利。三是w77e58片内有1 kb的sram(采用movx指令)，无须外扩数据存储芯片。当然，w77e58还有其它一些特点也为程序设计带来了极大的便利：双16位的数据指针、watchdog定时器等。ffsk调制解调芯片采用toshiba公司的tc35470。该芯片有极少的外部线路，宽电压(2．7～5．5 v)和低功耗，内部抗电源干扰电路和抗噪声滤波器。tc35420采用3．58 mhz晶体，与cpu的5根线相连，分别为：rtm(4脚)ffsk接收解调时钟输出，rdt(5脚)ffsk接收解调数据输出，td(11脚)ffsk发送调制时钟输出，trd(12脚)ffsk发送调制数据输入，mske(13脚)ffsk解调允许输出控制脚。w77e58的双串口有各自的用途：一串口通过rs232与控制主机相连，用以数据的通信；另一串口与其它设备相连。

由于终端所在的环境千变万化，千差万别，因此终端控制线路最关心的硬件设计是抗干扰和低功耗。为此，我们采用ti公司的msp430系列的msp430f1111芯片。该芯片具有esd保护，抗干扰能力特别强，低电压的工作范围1．8-3．6 v和超低功耗。它与tc35470组成终端的控制线路，可将电压设计成3 v，大大节省了耗电，使锂电池供电成为可能。由于一个数据处理中心的采集卡要对应于多个