（2）SYM20C15特點(diǎn)
*符合HART協(xié)議物理層規(guī)范;
*單片CMOS、低功耗、FSK調(diào)制解調(diào)器;
*符合Bell 2020標(biāo)準(zhǔn),傳輸率1200bit/s,半雙工;
*單電源3.3～5V供電;
*需外部提供460.8kHz時(shí)鐘;
*5V供電時(shí)TTL兼容。
3 SYM20C15工作過程
SYM20C15是專為實(shí)現(xiàn)HART協(xié)議而設(shè)計(jì)的低功耗調(diào)制解調(diào)器。它包含幾乎怕有在4～20mA模擬現(xiàn)場儀表上疊加HART通信協(xié)議所需的電路,只需外接少量元件即可構(gòu)成HART協(xié)議的完整應(yīng)用。SYM20C15包含4個(gè)主要模塊：時(shí)鐘模塊、調(diào)制器模塊、解調(diào)器模塊、載波檢測模塊。
（1）調(diào)制過程
當(dāng)INRTS引腳為低電平時(shí),調(diào)制器工作,解調(diào)器關(guān)閉。調(diào)制器模塊接收由ITXD引腳輸入的不歸零制（NRZ）數(shù)字信號,生成FSK調(diào)制信號由OTXA引腳輸出。圖1為調(diào)制過程波形。
ITXD引腳為高電平時(shí),OTXA引腳輸出1200Hz的梯形波;ITXD引腳為低電平時(shí),OTXA引腳輸出2200Hz的梯形波。OTXA輸出通常需要和放大器或緩沖器進(jìn)行交流耦合,輸出電壓幅度由IAREF引腳上的參考電壓決定,其波形示意如圖2所示。
圖2中VQ為OTXA上的靜態(tài)電壓（非調(diào)制狀態(tài)）,VREF為IAREF引腳上的參考電壓。VREF為1.235V時(shí),VQ為0.5V,信號電壓0.25～0.75V,這正好滿足HART主設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)上的電壓要求。但由于OTXA沒有足夠的驅(qū)動(dòng)能力直接接入HART網(wǎng)絡(luò),所以需要連接一個(gè)緩沖放大器。在工業(yè)現(xiàn)場儀表的應(yīng)用中,通常將OTXA上的0.5V峰-峰電壓輸出轉(zhuǎn)換為1mA峰-峰電流輸出。
（2）解調(diào)過程
圖3為解調(diào)過程波形。當(dāng)INRTS引腳為高電平時(shí),解調(diào)器工作,調(diào)制器關(guān)閉。接收到的信號需經(jīng)過一個(gè)帶通濾波器。這個(gè)濾波器的一部分被集成到SYM20C51內(nèi)部,其余元件外接,用以降低電源變化帶來的影響。整個(gè)帶通濾波器由1個(gè)單極點(diǎn)低通濾波器和1個(gè)四極點(diǎn)高通濾波器構(gòu)成。SYM20C15需要IAREF和ICDREF兩個(gè)電壓參考源。IAREF為芯片內(nèi)部的放大器和比較器提供電壓基準(zhǔn),通常為1.235V。ICDREF用于載波檢測,應(yīng)比IAREF低0.08V。圖4為SYM20C15解調(diào)電路原理圖。
（3）載波檢測
當(dāng)IRXAC上的電壓小于ICDREF時(shí),圖4中的比較器CDCMP輸出邏輯電平。這個(gè)輸出被引入一個(gè)載波檢測模塊,當(dāng)INRTS為高且有4個(gè)連續(xù)脈沖到達(dá)時(shí),OCD置高,下一個(gè)有效脈沖必須在2.5ms內(nèi)被接收才能使OCD保持高電平。
（4）時(shí)鐘模塊
芯片正常工作需要460.8kHz的時(shí)鐘信號,可在引腳OXTL和IXTL間連接1個(gè)晶體或隱瓷諧振器,或在引腳OXTL上連接外部時(shí)鐘,同時(shí)將引腳IXTL接地。
4 SYM20C15應(yīng)用電路
圖5為使用SYM20C15設(shè)計(jì)的一個(gè)HART從設(shè)備的典型應(yīng)用電路。SYM20C15的UART接口可以很誰地與微處理器進(jìn)行連接。
