摘? 要: 闡述了帶有振鈴功能的新型SLIC PBL38710/1的主要特性、工作原理及控制使用方法，并介紹了一種用單片機(jī)系統(tǒng)控制的實(shí)際應(yīng)用電路。

　　關(guān)鍵詞: SLIC ?振鈴? PBL38710/1? 集群通信系統(tǒng)

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　　SLIC(用戶線接口電路)是電話通信中的關(guān)鍵器件。為了向電話終端發(fā)送振鈴信號(hào)，傳統(tǒng)的SLIC內(nèi)部需含有振鈴繼電器，而且外部需配備專門的鈴流發(fā)生器。PBL38710/1是愛立信公司近期推出的全新SLIC，這種SLIC不僅能支持多種振鈴信號(hào)，而且電路中省去了諸如振鈴繼電器、鈴流發(fā)生器等許多傳統(tǒng)器件，從而可大大節(jié)省PCB布線空間，降低設(shè)計(jì)成本，并且控制使用也更加方便。本文以作者實(shí)踐為基礎(chǔ)，介紹了PBL38710/1新型振鈴SILC的主要性能以及在“集群通信系統(tǒng)接警控制臺(tái)”中的實(shí)際應(yīng)用。

1 PBL38710/1主要特性

　　(1)省去了振鈴繼電器和傳統(tǒng)的鈴流發(fā)生器;

　　(2)支持正弦波、梯形波和方波振鈴;

　　(3)支持高電壓振鈴信號(hào);

　　(4)片內(nèi)自動(dòng)電池饋電切換;

　　(5)可編程電池饋電特性;

　　(6)供電可低至-21V，利于低功耗線路設(shè)計(jì);

　　(7)低掛機(jī)功耗，50mW@-24V電池;

　　(8)環(huán)流、振鈴和地鍵檢測(cè)功能;

　　(9)可編程環(huán)流、振鈴檢測(cè)器門限;

　　(10)與各種類型編碼器/濾波器的混合功能;

　　(11)可編程線路終端阻抗;

　　(12)掛機(jī)傳輸。

2 引腳說明與功能框圖

　　PBL38710/1為28腳PLCC封裝，其引腳排列如圖1所示，內(nèi)部功能框圖如圖2所示。

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　　引腳說明如下:

　　腳1(BGND):電池地，應(yīng)與AGND相連。

　　腳2(V_BAT2):低電池供電端，-58V～-24V。

　　腳3(V_BAT):高電池供電端，-80V～VBat2。

　　腳4(V_CC):+5V電源。

　　腳5(H_B):待機(jī)狀態(tài)時(shí)的高低電池饋電切換控制，采用高電池饋電時(shí)可提供高的開環(huán)電壓。

　　腳6、腳25、腳28(NC):空腳，必須懸空。

　　腳7(V_R):振鈴信號(hào)輸入端，低電壓振鈴信號(hào)由此輸入。

　　腳8(RSG):內(nèi)部編程電阻RSG由此端接到V_EE。

　　腳9(E1):使能輸入端，控制是否將需要的檢測(cè)器結(jié)果由DET輸出。

　　腳10、腳17、腳24(V_BAT):在芯片內(nèi)部與3腳相連。

　　腳11():內(nèi)部檢測(cè)器公共輸出端，為低電平時(shí)表示選擇的檢測(cè)器被觸發(fā)，為內(nèi)部帶有上拉電阻的集電極開路輸出。

　　腳12(C2)、腳13(C1):控制輸入端，用于選擇SLIC的工作狀態(tài)。　

　　腳14(RDC):該腳與RSN之間接有兩只串聯(lián)電阻，用來編程恒流饋電，兩只電阻的公共節(jié)點(diǎn)需用電容對(duì)地去耦。

　　腳15(AGND):模擬地，應(yīng)與BGND相連。

　　腳16(RSN):音頻輸入端，恒流饋電、二線阻抗及接收增益的編程網(wǎng)絡(luò)均連接到此端。

　　腳18(VEE):-5V電源。

　　腳19(VTX):音頻輸出端。TIPX和RINGX間的交流平衡信號(hào)，經(jīng)內(nèi)部轉(zhuǎn)換，變?yōu)閷?duì)地參考的非平衡信號(hào)由VTX輸出。VTX和RSN之間接有二線阻抗編程網(wǎng)絡(luò)。

　　腳20(HPT):交流/直流隔離電容CHP的一端，CHP的另一端接到腳HPR。

　　腳21(HPR):交流/直流隔離電容CHP的一端，CHP的另一端接到腳HPT。

　　腳22(RD):摘機(jī)檢測(cè)編程電阻RD由此腳連接到VEE。

　　腳23(RDR):振鈴檢測(cè)編程電阻RDR由此腳連接到VEE。

　　腳26(TIPX)、腳27(RINGX):TIPX和RINGX經(jīng)過壓保護(hù)電路連接到二線接口的TIP和RING端。

3 工作原理與控制使用

3.1 環(huán)路監(jiān)視功能

　　PBL38710/1內(nèi)部含有環(huán)流檢測(cè)器、地鍵檢測(cè)器和振鈴檢測(cè)器。通過內(nèi)部邏輯控制，這三種檢測(cè)器共用一個(gè)輸出端DET來輸出各自的狀態(tài)。

　　環(huán)流檢測(cè)器用來檢測(cè)環(huán)路電流的大小。當(dāng)環(huán)路電流超過環(huán)路電流門限值I_LTh 時(shí)，DET輸出邏輯低電平，表明電話摘機(jī)。I_LTh可通過選擇環(huán)流編程電阻RD的阻值來設(shè)定。對(duì)某一希望的I_LTh，電阻RD可由式:RD=360/I_LTh計(jì)算得到，RD的單位為kΩ，I_LTh的單位為mA。當(dāng)環(huán)路電流小于IL_Th時(shí)，輸出為邏輯高電平。

??? 地鍵檢測(cè)器用來檢測(cè)線路中的地鍵狀態(tài)。當(dāng)?shù)劓I壓下(有效)時(shí)，DET輸出邏輯低電平。地鍵檢測(cè)器電路自動(dòng)檢測(cè)TIPX和RINGX中的電流差，一旦這個(gè)電流差超過了門限值ΔI_Lon，檢測(cè)器就被觸發(fā)。ΔI_Lon的典型值為10.5mA。

??? 振鈴檢測(cè)器用來檢測(cè)線路在振鈴期間是否變?yōu)檎獧C(jī)狀態(tài)。電話摘機(jī)時(shí)，由于線路阻抗發(fā)生了變化，因而檢測(cè)器可檢測(cè)到線電流的變化，當(dāng)環(huán)路電流超過環(huán)路電流門限值I_LTh時(shí)，DET輸出邏輯低電平，表明摘機(jī)。通過選擇電阻RDR的阻值可以改變I_LTh。對(duì)某一希望的I_LTh，電阻RDR可由式:RD_R=360/ILTh來計(jì)算得到，RDR的單位為kΩ，I_LTh的單位為mA。當(dāng)環(huán)路電流小于I_LTh時(shí)，DET輸出邏輯高電平。

3.2 控制輸入

??? PBL38710/1有4個(gè)與TTL兼容的數(shù)字輸入端:HB、E1、C2和C1。其內(nèi)部有一個(gè)譯碼器解釋輸入條件并建立命令操作狀態(tài)。表1概括了SLIC的各種操作。

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?? (1)開路狀態(tài)(C2=0，C1=0)

??? 在開路狀態(tài)，TIPX和RINGX線路驅(qū)動(dòng)放大器以及其它的電路部件均處于省電模式，沒有電池用于饋電，此時(shí)SLIC對(duì)線路呈高阻抗，功耗最小，內(nèi)部各檢測(cè)器無效。

?? (2)振鈴狀態(tài)(C2=0，C1=1)

??? 為得到高電壓振鈴信號(hào)，電池饋電需使用高電壓V_Bat，當(dāng)選擇振鈴狀態(tài)時(shí)，SLIC將自動(dòng)轉(zhuǎn)換到這個(gè)高電壓，此時(shí)腳VR輸入的低電壓振鈴信號(hào)被放大，轉(zhuǎn)換為平衡振鈴信號(hào)送到用戶端。振鈴檢測(cè)器檢測(cè)到摘機(jī)狀態(tài)后，在DET端輸出邏輯低電平。

??? (3)有源狀態(tài)(C2=1，C1=0)

??? 在有源狀態(tài)，音頻信號(hào)傳輸正常，環(huán)流檢測(cè)器和地鍵檢測(cè)器有效，哪個(gè)檢測(cè)器輸出到由輸入端E1控制。

??? (4)待機(jī)狀態(tài)(C2=1，C1=1)????????

??? 待機(jī)狀態(tài)禁止音頻信號(hào)傳輸，線路驅(qū)動(dòng)放大器被斷開，電池切換控制信號(hào)HB控制待機(jī)狀態(tài)下用于饋電的電池。環(huán)路檢測(cè)器和地鍵檢測(cè)器在這種工作狀態(tài)下有效，哪個(gè)檢測(cè)器輸出到由輸入端E1控制。

??? (5)使能輸入(E1)

??? 輸入端E1控制有源狀態(tài)和待機(jī)狀態(tài)時(shí)輸出端的功能。在開路狀態(tài)和振鈴狀態(tài)，哪個(gè)檢測(cè)器連接到由SLIC自動(dòng)完成。在有源狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)E1被設(shè)為邏輯低電平時(shí)， E1控制地鍵檢測(cè)器輸出至。當(dāng)E1被設(shè)為邏輯高電平時(shí)，E1控制環(huán)流檢測(cè)器輸出至。

??? (6)電池切換控制(HB)

??? 在待機(jī)狀態(tài)下，輸入端HB控制電池饋電，即在V_BAT 和V_BAT2之間的切換，|V_Bat|>|V_Bat2|(注意，在振鈴狀態(tài)，SLIC將自動(dòng)切換到V_BAT，不受HB影響)。在待機(jī)狀態(tài)下，當(dāng)HB被設(shè)為邏輯低電平時(shí)，SLIC使用VBAT2作為電池饋電;當(dāng)HB被設(shè)為邏輯高電平時(shí)，SLIC使用V_BAT作為電池饋電。

3.3 電池饋電特性

??? (1)恒定環(huán)路電流

I_LProg=2500/(RDC1+RDC2) RDC1、RDC2的單位kΩ。

??? (2)待機(jī)狀態(tài)環(huán)路電流

???? I_L=(|V_Bat|-2)/(R_L+2000)

??? (3)振鈴狀態(tài)環(huán)路電流

??? VTIP-RING>0V，70～95mA;VTIP-RING<0V，47～70mA

3.4 使用中的注意事項(xiàng)

　　(1)必須保證腳VBAT的電壓比其它任何腳上的電壓更負(fù)，最理想的加電順序是:地、V_BAT、其它電源、信號(hào)端。為確保在腳V_BAT上有更負(fù)的電壓，可在VEE和腳VBAT之間接保護(hù)二極管DBE。腳VBAT和VBAT2的上電速率不能超過由5.1Ω電阻和0.47μF電容組成的RC網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)。

　　(2)在PCB布線時(shí)，連接到腳RSN的元件應(yīng)盡可能靠近RSN，以減少干擾;在PCB上應(yīng)將模擬地(AGND)與電池地(BGND)用一點(diǎn)連接起來。

　　(3)為防電話線上的過壓，對(duì)PBL38710/1進(jìn)行過壓保護(hù)是必要的。圖3中保護(hù)電路采用TISP61089過壓保護(hù)器及限流電阻RF1和RF2作為次級(jí)保護(hù)。

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4 實(shí)際應(yīng)用電路

　　PBL38710/1應(yīng)用非常廣泛，圖3是在“集群通信系統(tǒng)接警控制臺(tái)”中的應(yīng)用電路。由80C31單片機(jī)系統(tǒng)配以PBL38710/1及接警電話構(gòu)成的“集群通信系統(tǒng)接警控制臺(tái)”用來完成對(duì)集群通信系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)用戶報(bào)警的接警控制，并根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的話務(wù)鏈接。應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)PBL38710/1進(jìn)行控制非常方便。圖中PBL38710/1的輸入控制端C1、C2、E1、HB及內(nèi)部檢測(cè)器輸出端DET均接到單片機(jī)的P1口，通過對(duì)P1口的操作即可完成對(duì)PBL38710/1的控制。振鈴輸入信號(hào)由單片機(jī)控制ML2035產(chǎn)生，ML2035是頻率可編程的正弦波發(fā)生器，可產(chǎn)生頻率范圍為0～50kHz的精確信號(hào)音，產(chǎn)生的頻率與串行數(shù)據(jù)的換算公式為:f_out=[f_clkin(D15-D0)DEC]/223。ML2035的串行數(shù)據(jù)鎖存控制端LATI接到單片機(jī)的P1.0，同時(shí)將單片機(jī)串行口的工作方式設(shè)為方式0輸出，數(shù)據(jù)從RXD引腳串行輸入，由TXD引腳輸出同步脈沖。電路的工作過程如下:

　　系統(tǒng)初始化后，將PBL38710/1置為待機(jī)狀態(tài)，中斷接收集群系統(tǒng)控制中心送來的告警信息。接警臺(tái)收到告警信息后，最小微機(jī)系統(tǒng)控制ML2035產(chǎn)生低壓振鈴信號(hào)，將PBL38710/1的工作狀態(tài)設(shè)置為振鈴狀態(tài)，向接警電話發(fā)送振鈴。當(dāng)PBL38710/1識(shí)別出電話摘機(jī)時(shí)，DET輸出低電平送單片機(jī)，單片機(jī)查詢到DET低電平時(shí)，停發(fā)振鈴信號(hào)，將工作狀態(tài)設(shè)置為有源狀態(tài)，此時(shí)即可進(jìn)行正常通話。在有源狀態(tài)，將控制輸入端E1置為邏輯高電平，使環(huán)路檢測(cè)器有效，此時(shí)即可識(shí)別掛機(jī)。當(dāng)電話掛機(jī)時(shí)，再將PBL38710/1置為待機(jī)狀態(tài)，開始新的控制過程。

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參考文獻(xiàn)

1 Ericsson Components AB.Telecom Line Access Components Data Book，1999

2 Micro Linear Corporation.Microlinear Datasheet，1997.4

3 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1992