Le77D11/Le78D11性能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用分析

1、引言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，各種電信新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步。社會(huì)的發(fā)展對(duì)電信業(yè)務(wù)提出了越來(lái)越多的需求，雖然視頻、數(shù)據(jù)、圖像等非語(yǔ)音業(yè)務(wù)在通信業(yè)務(wù)總量中的比例迅速上升，但傳統(tǒng)的電話、電報(bào)業(yè)務(wù)仍然在通信領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用，尤其是語(yǔ)音作為一種直接傳遞給人的信息，是用戶常用的業(yè)務(wù)類型之一。

2、Le77D11/Le78D11性能特點(diǎn)

Le77D11／Le78D11是Legerity公司的VoiceEd-geTM VE770系列芯片組，是雙信道的用戶線接口芯片組合，應(yīng)用于高密度、低成本的交換機(jī)語(yǔ)音用戶板，能夠使板上的SLIC電路所需空間縮小50％，具有如下性能特點(diǎn)：

提供饋電、過(guò)壓保護(hù)、振鈴、信號(hào)音、話音編解碼、2／4線混合、測(cè)試等功能；

振鈴頻率、信號(hào)音頻率可調(diào)，并可產(chǎn)生Modem和傳真機(jī)的信號(hào)音；

A律PCM、μ律PCM、ADPCM及線性編碼等多種語(yǔ)音編解碼可選；

無(wú)需外加振鈴源，僅需一個(gè)+8 V～40 V電源，即可產(chǎn)生峰值為90 V的鈴流；

雙音多頻（DTMF）信號(hào)的檢測(cè)和產(chǎn)生；

自動(dòng)摘掛機(jī)檢測(cè)及檢測(cè)電流門限可調(diào)；

可編程的話音增益變化和畸變調(diào)整可滿足高信噪比要求；

少量的外圍器件及芯片本身的小尺寸，可節(jié)約空間以滿足高集成度的要求；

可實(shí)時(shí)監(jiān)控線路上的異常情況，并提供6類錯(cuò)誤指示信息；

PCM編碼數(shù)據(jù)的速率從128 kb／s～8.192 Mb／s可調(diào)。

3、 Le77D11／Le78D11結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

3.1 用戶電路簡(jiǎn)介

用戶電路通過(guò)雙絞線與電話機(jī)連接，為了完成通話，用戶電路必須提供所謂的BORSCHT功能。

饋電是指提供話機(jī)所需的直流工作電流；過(guò)壓保護(hù)是用于保護(hù)接口電路不受外界雷電、工業(yè)高壓的損害；振鈴是向話機(jī)饋送鈴流，并能在用戶摘機(jī)應(yīng)答后切斷；監(jiān)測(cè)是指接口應(yīng)能監(jiān)測(cè)環(huán)路直流電流的變化，并向控制系統(tǒng)提供相應(yīng)的摘、掛機(jī)信號(hào)和撥號(hào)信息；編解碼完成模擬話音信號(hào)的PCM編碼和解碼；混合電路完成環(huán)線2／4線轉(zhuǎn)換，以滿足數(shù)字交換對(duì)四線傳輸?shù)囊螅粶y(cè)試是指用于對(duì)用戶線進(jìn)行測(cè)試所提供的測(cè)試端口。

3.2 Le77D11結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

Le77D11是雙通道SLIC（Subscriber Line Inter-face Circuit），主要完成BORSHT功能，通過(guò)LE78D11編程控制其工作于不同狀態(tài)，可將用戶的話音信號(hào)經(jīng)過(guò)信噪比處理和增益調(diào)整等一系列處理后送給SLAC；并可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶線路的異常情況。它采用e-TQFP封裝。

Le77D11除擁有其他SUC的基本功能外還具有以下特點(diǎn)：

（1） 提供低功耗等待、斷開連接、正常通話、極性翻轉(zhuǎn)、振鈴、線路測(cè)試等多種工作狀態(tài)，并由相應(yīng)C1～C3引腳電平控制；

（2） 無(wú)需-48 V饋電，僅需+8 V～40 V電源，即可以根據(jù)工作狀態(tài)自動(dòng)完成饋電電壓的DC／DC轉(zhuǎn)換，并可驅(qū)動(dòng)普通電話振鈴；

（3） 用戶線路電壓出現(xiàn)異常或是電流過(guò)大時(shí)，相應(yīng)通道的F引腳自動(dòng)拉低；

（4） 芯片底部具有散熱墊以便及時(shí)散熱，同時(shí)監(jiān)測(cè)芯片的溫度，當(dāng)溫度上升到145℃時(shí)，拉低IMT引腳。

3.3 Le78D11結(jié)構(gòu)及接口簡(jiǎn)介

Le78D11是Legerity公司專門針對(duì)語(yǔ)音處理應(yīng)用而推出的雙通道SLAC（Subscriber Line Audio-processing CIRcuit），內(nèi)部集成了兩條完全獨(dú)立的語(yǔ)音通道，每條語(yǔ)音通道都提供了豐富的控制寄存器，保證了對(duì)語(yǔ)音通道性能的強(qiáng)大編程控制能力。Le78D11內(nèi)部的每條語(yǔ)音通路上都有兩個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器。一個(gè)用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF（雙音多頻）信號(hào)和其他單一頻率的頻率、幅值可調(diào)的音調(diào)。另一個(gè)信號(hào)產(chǎn)生器與Le77D11配合可以產(chǎn)生25 Hz，90 V的標(biāo)準(zhǔn)振鈴信號(hào)。Le78D11還具備DTMF信號(hào)、modem／fax信號(hào)的檢測(cè)能力。在語(yǔ)音編解碼方面，支持A律、μ律、ADPCM及線性編解碼。同時(shí)，Le78D11還擁有過(guò)壓、過(guò)熱等故障檢測(cè)功能，僅需要3.3 V電源供電；因此，采用Le78D11可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低成本，保證系統(tǒng)可靠性。其主要功能是控制Le77D11的工作狀態(tài)和完成線路監(jiān)測(cè)處理，并完成語(yǔ)音的編解碼及濾波。通過(guò)MPI及PCM接口完成控制和數(shù)據(jù)傳輸功能。Le78D11采用TOFP44封裝。

Le78D11與Le77D11處于交互式工作狀態(tài)。一方面Le78D11處理SLIC發(fā)送的語(yǔ)音和線路監(jiān)測(cè)信息，并將各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)存于相應(yīng)的寄存器中；另一方面通過(guò)寄存器的寫入命令來(lái)控制SLIC工作狀態(tài)。Le78D11提供PCM／MPI及GCI兩種模式的數(shù)字接口。前者將話音及控制數(shù)據(jù)分開傳送，話音數(shù)據(jù)在PCM接口收發(fā)，寄存器讀寫數(shù)據(jù)則從MPI口傳送；而GCI模式下，將話音及寄存器讀寫數(shù)據(jù)和并傳輸。由于GCI模式下讀寫需要與話音傳送同步，因而速率上受到限制；而在PCM／MPI模式下，MPI可以獨(dú)立工作，且時(shí)鐘速率可達(dá)8 MS／s，具有很大的靈活性。

PCM接口用于傳送話音的PCM碼流，可直接與MT8980等上層交換器件相連。當(dāng)Le78D11檢測(cè)到PCLK時(shí)鐘和8 kb／s的FS采樣信號(hào)時(shí)，Le78D11自動(dòng)進(jìn)入PCM模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。PCLK支持256 kS／s～8.192 MS／s時(shí)鐘信號(hào)。因而總時(shí)隙數(shù)可在4～256間變化。由于編碼類型的不同，其數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)也各異，線性編碼需占有2個(gè)時(shí)隙，而ADPCM編碼僅占用一個(gè)時(shí)隙的前3個(gè)或4個(gè)比特，其余為任意數(shù)。傳輸時(shí)隙是可編程的，默認(rèn)狀態(tài)下，兩路PCM數(shù)據(jù)分別在時(shí)隙0和時(shí)隙1中收發(fā)；通過(guò)改寫TTS和RTS寄存器數(shù)據(jù)可調(diào)整數(shù)據(jù)的收發(fā)時(shí)隙。

MPI接口是與PCM接口配合使用的同步串行接口，由DOUT、DIN、DCLK、CS、RS、INT等引腳組成。通過(guò)與處理器連接實(shí)現(xiàn)芯片的重啟、寄存器瀆寫、及中斷指示。Le78D11內(nèi)部寄存器的讀寫時(shí)序如圖5所示，數(shù)據(jù)的傳輸速率由DCLK決定，CS拉低時(shí)進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的讀寫，每收發(fā)一個(gè)字節(jié)需等待幾個(gè)時(shí)鐘周期，以便Le78D11響應(yīng)。

MPI接口提供完備的中斷服務(wù)機(jī)制。Le78D11提供三類中斷源，第一類為FS信號(hào)失步及用戶線路電壓超出范圍；第二類為檢測(cè)到摘機(jī)或掛機(jī)；第三類為檢測(cè)到DTMF信號(hào)、信號(hào)音、芯片溫度過(guò)高、用戶線路AC或DC電壓出錯(cuò)、線路測(cè)試完畢等。一類中斷具有最高優(yōu)先級(jí)，二類次之，三類優(yōu)先級(jí)最低。

4、實(shí)際應(yīng)用電路

利用Le77D11／Le78D11芯片組來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶線接口的具體電路．

對(duì)于模擬用戶接口電路（Z接口），國(guó)際與國(guó)內(nèi)均有相應(yīng)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及要求，因而對(duì)器件的質(zhì)量與參數(shù)的選取是有嚴(yán)格要求的。DC／DC轉(zhuǎn)換部分的穩(wěn)定及質(zhì)量與芯片組的正常工作及性能指標(biāo)的好壞密切相關(guān)。相關(guān)的重要元件如下：LSWi、CFLi、DSWi、QSW、RLIMi、RBDi、CHSi、RRAMP。上述元件的質(zhì)量不好或參數(shù)不當(dāng)，都會(huì)影響DC／DC的轉(zhuǎn)換效率，并導(dǎo)致QSW管長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通而發(fā)燙，甚至損壞。因而，QSWi選用VCEO為-140 V的FZT955；RLIMi選用精度為5％的0.1 Ω電阻；LVREGi要求使用Q值較高的47μH電感；而LSWi則要求最大工作電流為3 A。模擬語(yǔ)音信號(hào)及回聲抑制的有關(guān)元件：電阻精度要求1％，如：RDCi、RIMTI、ROUTi；電容精度要求10％，如：CHPi、CNPRi、CLFPi。此外，為防電話線上的過(guò)壓，對(duì)Le77D11／SLIC進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)是必要的，保護(hù)電路采用TISP61089過(guò)壓保護(hù)器及F1250T限流元件PTC1i和PTC2i作為次級(jí)保護(hù)。

除元件質(zhì)量及參數(shù)選擇外，部分元件在PCB板上的位置及布線也有嚴(yán)格要求。好的布局與布線不僅能保障芯片組的正常工作，而且還能避免一些干擾的產(chǎn)生與噪聲的引入。對(duì)于DC／DC電源轉(zhuǎn)換部分相關(guān)元件，應(yīng)盡可能相互靠近，并使其布線呈現(xiàn)低阻抗特性。同時(shí)。還應(yīng)注意該部分電路在布線上與模擬語(yǔ)音信號(hào)的相關(guān)電路隔離，避免電源噪聲對(duì)語(yǔ)音信號(hào)的影響。而模擬語(yǔ)音信號(hào)及回聲抑制有關(guān)器件，則應(yīng)盡可能靠近Le77D11／Le78D11的相關(guān)引腳，并由低噪聲的AGND包圍。此外，AGND、BGND及DGND分布也較為重要，為了避免BGND的噪聲信號(hào)直接引入模擬信號(hào)參考地AGND，應(yīng)通過(guò)磁珠將AGND、BGND分別與DGND連接起來(lái)．以減少干擾。

Le77D11／Le78D11戶線電話接口電路不僅適用于PSTN，而且可廣泛應(yīng)用于包含語(yǔ)音信號(hào)的通信系統(tǒng)。以下為該芯片組在SDH勤務(wù)電話接口應(yīng)用中的初始化C語(yǔ)言代碼。

5、 結(jié)束語(yǔ)

與同類SLIC相比，Le77D11／Le78D11可增加局用交換機(jī)（CO）、數(shù)字回路載波系統(tǒng)（DLC）、遠(yuǎn)程多任務(wù)系統(tǒng)（RMUX）、商業(yè)用戶交換機(jī)（PBX）以及集團(tuán)電話系統(tǒng)（KTS）的用戶線密度，減少系統(tǒng)體積以及降低整體成本，縮短調(diào)試周期；強(qiáng)大的可編程控制性使其可以滿足全球各國(guó)的用戶線接口電路標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)應(yīng)用證明，該芯片組性能穩(wěn)定可靠，控制方便，在相關(guān)的用戶線接口電路設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。

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