Le77D11/Le78D11用户线电话接口器件及其应用

2007-09-05 13:36:16来源: 国外电子元器件

1 引言

21世纪是信息时代,各种电信新技术推动了人类文明的进步。社会的发展对电信业务提出了越来越多的需求,虽然视频、数据、图像等非语音业务在通信业务总量中的比例迅速上升,但传统的电话、电报业务仍然在通信领域中发挥着重要的作用,尤其是语音作为一种直接传递给人的信息,是用户常用的业务类型之一。

2 Le77D11/Le78D11性能特点

Le77D11/Le78D11是Legerity公司的VoiceEd-geTM VE770系列芯片组,是双信道的用户线接口芯片组合,应用于高密度、低成本的交换机语音用户板,能够使板上的SLIC电路所需空间缩小50%,具有如下性能特点:

提供馈电、过压保护、振铃、信号音、话音编解码、2/4线混合、测试等功能;

振铃频率、信号音频率可调,并可产生Modem和传真机的信号音;

A律PCM、μ律PCM、ADPCM及线性编码等多种语音编解码可选;

无需外加振铃源,仅需一个+8 V~40 V电源,即可产生峰值为90 V的铃流;

双音多频(DTMF)信号的检测和产生;

自动摘挂机检测及检测电流门限可调;

可编程的话音增益变化和畸变调整可满足高信噪比要求;

少量的外围器件及芯片本身的小尺寸,可节约空间以满足高集成度的要求;

可实时监控线路上的异常情况,并提供6类错误指示信息;

PCM编码数据的速率从128 kb/s~8.192 Mb/s可调。

3 Le77D11/Le78D11结构简介

3.1 用户电路简介

用户电路通过双绞线与电话机连接,为了完成通话,用户电路必须提供所谓的BORSCHT功能,如图1所示。

馈电是指提供话机所需的直流工作电流;过压保护是用于保护接口电路不受外界雷电、工业高压的损害;振铃是向话机馈送铃流,并能在用户摘机应答后切断;监测是指接口应能监测环路直流电流的变化,并向控制系统提供相应的摘、挂机信号和拨号信息;编解码完成模拟话音信号的PCM编码和解码;混合电路完成环线2/4线转换,以满足数字交换对四线传输的要求;测试是指用于对用户线进行测试所提供的测试端口。

3.2 Le77D11结构及特点

Le77D11是双通道SLIC(Subscriber Line Inter-face Circuit),主要完成BORSHT功能,通过LE78D11编程控制其工作于不同状态,可将用户的话音信号经过信噪比处理和增益调整等一系列处理后送给SLAC;并可实时监测用户线路的异常情况。它采用e-TQFP封装,功能框图如图2所示。

Le77D11除拥有其他SUC的基本功能外还具有以下特点:

(1) 提供低功耗等待、断开连接、正常通话、极性翻转、振铃、线路测试等多种工作状态,并由相应C1~C3引脚电平控制;

(2) 无需-48 V馈电,仅需+8 V~40 V电源,即可以根据工作状态自动完成馈电电压的DC/DC转换,并可驱动普通电话振铃;

(3) 用户线路电压出现异常或是电流过大时,相应通道的F引脚自动拉低;

(4) 芯片底部具有散热垫以便及时散热,同时监测芯片的温度,当温度上升到145℃时,拉低IMT引脚。

3.3 Le78D11结构及接口简介

Le78D11是Legerity公司专门针对语音处理应用而推出的双通道SLAC(Subscriber Line Audio-processing Circuit),内部集成了两条完全独立的语音通道,每条语音通道都提供了丰富的控制寄存器,保证了对语音通道性能的强大编程控制能力。Le78D11内部的每条语音通路上都有两个信号产生器。一个用于产生标准的DTMF(双音多频)信号和其他单一频率的频率、幅值可调的音调。另一个信号产生器与Le77D11配合可以产生25 Hz,90 V的标准振铃信号。Le78D11还具备DTMF信号、modem/fax信号的检测能力。在语音编解码方面,支持A律、μ律、ADPCM及线性编解码。同时,Le78D11还拥有过压、过热等故障检测功能,仅需要3.3 V电源供电;因此,采用Le78D11可以大大简化系统结构,降低成本,保证系统可靠性。其主要功能是控制Le77D11的工作状态和完成线路监测处理,并完成语音的编解码及滤波。通过MPI及PCM接口完成控制和数据传输功能。Le78D11采用TOFP44封装,功能框图如图3所示。

Le78D11与Le77D11处于交互式工作状态。一方面Le78D11处理SLIC发送的语音和线路监测信息,并将各项指标数据存于相应的寄存器中;另一方面通过寄存器的写入命令来控制SLIC工作状态。Le78D11提供PCM/MPI及GCI两种模式的数字接口。前者将话音及控制数据分开传送,话音数据在PCM接口收发,寄存器读写数据则从MPI口传送;而GCI模式下,将话音及寄存器读写数据和并传输。由于GCI模式下读写需要与话音传送同步,因而速率上受到限制;而在PCM/MPI模式下,MPI可以独立工作,且时钟速率可达8 MS/s,具有很大的灵活性。系统结构如图4所示。

PCM接口用于传送话音的PCM码流,可直接与MT8980等上层交换器件相连。当Le78D11检测到PCLK时钟和8 kb/s的FS采样信号时,Le78D11自动进入PCM模式,进行数据传送。PCLK支持256 kS/s~8.192 MS/s时钟信号。因而总时隙数可在4~256间变化。由于编码类型的不同,其数据比特数也各异,线性编码需占有2个时隙,而ADPCM编码仅占用一个时隙的前3个或4个比特,其余为任意数。传输时隙是可编程的,默认状态下,两路PCM数据分别在时隙0和时隙1中收发;通过改写TTS和RTS寄存器数据可调整数据的收发时隙。

MPI接口是与PCM接口配合使用的同步串行接口,由DOUT、DIN、DCLK、CS、RS、INT等引脚组成。通过与处理器连接实现芯片的重启、寄存器渎写、及中断指示。Le78D11内部寄存器的读写时序如图5所示,数据的传输速率由DCLK决定,CS拉低时进行有效数据的读写,每收发一个字节需等待几个时钟周期,以便Le78D11响应。

MPI接口提供完备的中断服务机制。Le78D11提供三类中断源,第一类为FS信号失步及用户线路电压超出范围;第二类为检测到摘机或挂机;第三类为检测到DTMF信号、信号音、芯片温度过高、用户线路AC或DC电压出错、线路测试完毕等。一类中断具有最高优先级,二类次之,三类优先级最低。中断服务流程图如图6所示。

4 实际应用电路

利用Le77D11/Le78D11芯片组来实现用户线接口的具体电路如图7所示。

对于模拟用户接口电路(Z接口),国际与国内均有相应的指标标准及要求,因而对器件的质量与参数的选取是有严格要求的。DC/DC转换部分的稳定及质量与芯片组的正常工作及性能指标的好坏密切相关。相关的重要元件如下:LSWi、CFLi、DSWi、QSW、RLIMi、RBDi、CHSi、RRAMP。上述元件的质量不好或参数不当,都会影响DC/DC的转换效率,并导致QSW管长时间导通而发烫,甚至损坏。因而,QSWi选用VCEO为-140 V的FZT955;RLIMi选用精度为5%的0.1 Ω电阻;LVREGi要求使用Q值较高的47μH电感;而LSWi则要求最大工作电流为3 A。模拟语音信号及回声抑制的有关元件:电阻精度要求1%,如:RDCi、RIMTi、ROUTi;电容精度要求10%,如:CHPi、CNPRi、CLFPi。此外,为防电话线上的过压,对Le77D11/SLIC进行过压保护是必要的,保护电路采用TISP61089过压保护器及F1250T限流元件PTC1i和PTC2i作为次级保护。

除元件质量及参数选择外,部分元件在PCB板上的位置及布线也有严格要求。好的布局与布线不仅能保障芯片组的正常工作,而且还能避免一些干扰的产生与噪声的引入。对于DC/DC电源转换部分相关元件,应尽可能相互靠近,并使其布线呈现低阻抗特性。同时。还应注意该部分电路在布线上与模拟语音信号的相关电路隔离,避免电源噪声对语音信号的影响。而模拟语音信号及回声抑制有关器件,则应尽可能靠近Le77D11/Le78D11的相关引脚,并由低噪声的AGND包围。此外,AGND、BGND及DGND分布也较为重要,为了避免BGND的噪声信号直接引入模拟信号参考地AGND,应通过磁珠将AGND、BGND分别与DGND连接起来.以减少干扰。

Le77D11/Le78D11户线电话接口电路不仅适用于PSTN,而且可广泛应用于包含语音信号的通信系统。以下为该芯片组在SDH勤务电话接口应用中的初始化C语言代码。



5 结束语

与同类SLIC相比,Le77D11/Le78D11可增加局用交换机(CO)、数字回路载波系统(DLC)、远程多任务系统(RMUX)、商业用户交换机(PBX)以及集团电话系统(KTS)的用户线密度,减少系统体积以及降低整体成本,缩短调试周期;强大的可编程控制性使其可以满足全球各国的用户线接口电路标准。经应用证明,该芯片组性能稳定可靠,控制方便,在相关的用户线接口电路设计中得到广泛应用。

关键字:反馈  测试  频率  编码

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/others/200709/15523.html
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