DTMF电话语音接收器BU8874/BU8874F及其应用

2006-05-07 15:50:00来源: 国外电子元器件

1 概述

DTMF电话语音接收器集成电路BU8874/BU8874F是ROMHM公司生产的一类电话语音应答器。它们可以将16种不同的DTMF信号转换成4位二进制串行数据。其中BU8874采用8脚DIP封装形式,而BU8874F则采用18脚封装,两种芯片内部电路结构基本上是相同的。这种器件的最大特点是其动态范围很宽,因而可以省去了扩展输入动态范围而使用的放大器。另外,BU8874/BU8874F还采用专门的数字技术来进行设计,因而可以通过主控制器可靠地进行计时控制。BU8874/BU8874F可以广泛应用于DTMF电话语音应答器中。

BU8874/BU8874F的主要特点如下:

●具有45dB的宽动态范围;

●具有低点源模式;

●采用4位二进制码串行输出;

●可通过主控制器对BU8874/BU8874F进行可靠地计时控制;

●带有输入延迟响应引脚(ACK脚);

●可以使4.19MHz的晶体蜂鸣器。

2 结构功能和主要参数

2.1 内部结构和引脚功能

BU8874/BU8874F分别采用DIP-8和SOP-18封装形式。图1所示为BU8874/BU8874的内部结构和引脚排列。BU8874/BU8874F的各引脚的功能如表1所列。

表1 BU8874/BU8874F的引脚功能

BU8874引脚号 BU8874F引脚号 引脚名称 功   能   说   明
1 2 INPUT 音频信号输入端,该端口前应带有耦合器
2 5 PWDN 休眠信号输入引脚。该脚为低电平“L”时,器件为正常工作模式,该脚为高电平“H”时,器件进入低功耗的休眠工作状态。应当说明的是:在将PWDN引脚设置为高电平“H”时,应首先将ACK引脚设置为低电平“L”。
3 6 OSC 器件内部振荡器输入引脚。在该脚和GND脚之间应连接一个4.194304MHz的晶体振荡器或其它合适的外部振荡器
4 8 GND 接地引脚
5 11 SD 串行数据输入引脚。当EST脚为高时,如果在ACK端输入一个串行脉冲,那么将在SD端输出一个4位的二进制码信号
6 13 ACK 应答脉冲信号输入引脚。该引脚存在着一定的管迟。当EST引脚进入高电平之后,该引脚将在四个连续脉冲的作用下激下SD数据输出引脚输出4位DTMF数字信号,并在数据移位时将第一个脉冲的上升沿进行锁定
7 14 EST 控制信号输出引脚。当一有效的DTMF信号到来时,该脚进入高电平
8 17 VDD 电源端

2.2 主要参数

BU8874/BU8874F的电源工作电压应在4.75~5.25V范围之间,它们的3脚OSC和GND之间的外接晶体(也可以是陶瓷)谐振器的振荡器频率应选择4.194304MHz,其精度应在±0.1%之内。下面给出了BU8874/BU8874F的几个主要的极限参数:

●最高电源电压VDD:7V;

●最大输入电压范围:GND-0.3V~VDD-0.3;

●最大输出电压范围:GND-0.3V~VDD-0.3;

●最大功耗:BU8874为500mW;

BU8874F为55mW;

●工作温度范围:-10~+70℃;

●存储温度范围:-55~125℃。

3 工作原理

3.1 正常操作

当一个DTMF信号输入到BU8874/BU8874F的INPUT引脚时,BU8874/BU8874F中的一对带通滤波器将分别把这一DTMF信号变换成高频(COL)和低频(ROW)的音频信号,同时又将这两种音频信号变换成数字信号送入数字检测器(DIGITAL DETECTOR),数字检测器对这两个音调信号进行检测以确定它们是否是DTMF的有效信号。如果它们是DTMF的有效信号,那么,BU8874/BU8874F的数字检测器将向其控制电路发送一个DETECT信号,同时也向代码转换器(CCDE CONVERTER)发送一个相应的COLUMN和ROW地址信号。而此时的代码转换器则在对接收并检测到的DTMF信号进行编码后,也向器件的控制电路输出一个使能(ENABLE)信号。

在数字检测电路输出的DETECT信号和代码转换电路输出的ENABLE信号的共同作用下,BU8874/BU8874F中的控制操作电路将输出一个初始的控制操作信号,此时如果EST引脚进入高电平,则说明器件已经检测到了有效的DTMF信号。

当EST脚为高电平时,如果在ACK脚输入一个串行脉冲信号,那么,SD引脚将输出一个二进制的DTMF解码信号。图2给出了上述三个引脚的操作时序图。

如果在ACK引脚输入一个并行脉冲序列,那么,数据将在并行/串行转换器(PARALLEL-SERIAL CONVERTER)第一个脉冲的上升沿被锁存,并同时由SD引脚输出其最低位LSB。在这之后,由ACK引脚输入的并行脉冲中,每一个脉冲的每一位都将由SD引脚输出,直到数据中的其余三位都输出完毕。至此,四个脉冲中的全部四个数据位将全部输出完毕。其操作时序如图3所示。

如果在ACK引脚输入的脉冲序列的数目只有三个或者更少,那么,其后的DTMF输入将不能被完全解码;而如果输入ACK引脚的脉冲数目超过了四个,那么系统将不予接受而不能正常工作,直到EST引脚再次高为止。表2所示为从SD端输出的串行数据格式。

表2 SD端口的数据输出格式

ROW(Hz) COL(Hz) No. b3(MSB) b2 b1 b0(LSB)
697 1209 1 0 0 0 1
697 1336 2 0 0 1 0
697 1477 3 0 0 1 1
770 1209 4 0 1 0 0
770 1336 5 0 1 0 1
770 1477 6 0 1 1 0
852 1209 7 0 1 1 1
852 1336 8 1 0 0 0
852 1447 9 1 0 0 1
941 1336 0 1 0 1 0
941 1209 * 1 0 1 1
941 1477 # 1 1 0 0
697 1633 A 1 1 0 1
770 1633 B 1 1 1 0
852 1633 C 1 1 1 1
941 1633 D 0 0 0 0

表3 操作模式的输入逻辑选择

ACK PWDN ACK PWDN状态
X L 正常操作模式
L H 低功耗模式
H H 未定义

3.2 低功耗模式

如果ACK为低,那么,BU8874/BU8874F的低拉耗模式将在PWDN的上升沿被激活。表3所列是BU8874/BU8874F的操作模式输入逻辑选择方式。当电路处于低功耗模式时,ACK引脚可以由低电平转入高电平并再次加到低电平。而当PWDN为低电平时,电路将返回正常操作模式。在电路从低功耗模式转入正常操作模式之后,如果仍然存在一个有效的DTMF信号,也就是说,电路在低功耗模式时的有效输入信号还存在,那么,数据将由输入的ACK脉冲序列进行第二次读入(第一次读入已经伴随着正常操作模式的恢复而错过)。实际上,假如电路有n次进入低功耗模式,只要输入的DTMF信号连续存在,那么在EST为高时,数据就将被重新读放n+1次。

4 应用电路

BU8874/BU8874F是DTMF电路语音应答器的理想器件。它的应用电路十分简单。图4是一个BU8874/BU8874F的典型应用电路。图中,由晶体管2SC1740和电阻R591~R595、以及电容C592~C593组成的前置放大器的主要作用是用业增加DTMF信号的接收灵敏度。而如果要将DTMF信号直接输入给BU8874/BU8874F,那么可将图中的JP592短接即可。耦合电路C501的选择原则是应能很好地耦合697Hz以上的DTMF信号。由于BU8874/BU8874F器件对其晶振的振荡频率精度要求较高。因此,在设计时应尽量选择频率精度较高的石英晶体振荡器。如果选用陶瓷振荡器,则一定要保证其精度达到±0.1%以内。而VCC端接的旁路电容则选用100μF的普通铝电解电容器即可。

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/dsp/200605/2706.html
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