新型SLIC模块PBL38710/1及其应用

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摘要：阐述了带有振铃功能的新型SLIC PBL38710/1的主要特性、工作原理及控制使用方法,并介绍了一种用单片机系统控制的实际应用电路。    关键词：SLIC 振铃 PBL38710/1 集群通信系统
SLIC（用户线接口电路）是电话通信中的关键器件。为了向电话终端发送振铃信号,传统的SLIC内部需含有振铃断电路,而且外部需配备专门的铃流发生器。PBL38710/1是爱立信公司近期推出的全新SLIC,这种SLIC不仅能支持多种振铃信号,而且电路中省去了诸如振铃继电路、铃流发生器等许多传统器件,从在,从而可节省PCB布线空间,降低设计成本,并且控制使用也更加方便。本文以作者实践为基础,介绍了PBL38710/1新型振铃SILC的主要性能以及在“集群通信系统接警控制台”中的实际应用。
1 PBL38710/1主要特性
（1）省去了振铃继电器和传统的铃流发生器;
（2）支持正弦波、梯形波和方波振铃;
（3）支持高电压振铃信号;
（4）片内自动电池馈电切换;
（5）可编程电池馈电特性;
（6）供电可低至-21V,利于低功耗线路设计;
（7）低挂机功耗,50mW@-24V电池;
（8）环流、振铃和地键检测功能;
（9）可编程环流、振铃检测器门限;
（10）与各种类型编程器/滤波器的混合功能;
（11）可编程线路终端阻抗;
（12）挂机传输。
2 引脚说明与功能框图
PBL38710/1为28脚PLCC封装,其引脚排列如图1所示,内部功能框图如图2所示。
引脚说明如下：
脚1（BGND）：电池地,应与AGND相连。
脚2（VBAT2）：低电池供电端,-58V～-24V。
脚3（VBAT）：高电池供电端,-80V～Vbat2。
脚4（VCC）：+5V电源。
脚5（HB）：待机状态时的高低电池馈电切换控制,采用高电池馈电时可提供高的开环电压。
脚6、脚25、脚28（NC）：空脚,必须悬空。
脚7（VR）：振铃信号输入端,低电压振铃信号由此输入。
脚8（RSG）：内部编程电阻RSG由此端接到VEE。
脚9（E1）：使能输入端,控制是否将需要的检测器结果由DET输出。
脚10、脚17、脚24（VBAT）：在芯片内部与3脚相连。
脚11（DET）：内部检测公共输出端,DET为低电平时表示选择的检测器被触发,DET为内部带有上拉电阻的集电极开路输出。
脚12（C2）、脚13（C1）：控制输入端,用于选择SLIC的工作状态。
脚14（RDC）：该脚与RSN之间接有两只串联电阻,用来编程恒流馈电,两只电阻的公共节点需用电容对地去耦。
脚15（AGND）：模拟地,应与BGND相连。
脚16（RSN）：音频输入端,恒流馈电、二线阻抗及接收增益的编程网络均连接到此端。
脚18（VEE）：-5V电源。
脚19（VTX）：音频输出端。TIPX和RINGX间的交流平衡信号,经内部转换,变为对地参考的非平衡信号由VTX输出。VTX和RSN之间接有二线阻抗编程网络。
脚20（HPT）：交流/直流隔离电容CHP的一端,CHP的另一端接到脚HPR。
脚22（RD）：摘机检测编程电阻RD由此脚连接到VEE。
脚23（RDR）：振铃检测编程电阻RDR由此脚连接到VEE。
脚26（TIPX）、脚27（RINGX）：TIPX和RINGX经过压保护电路连接到二线接口的TIP和RING端。
3 工作原理与控制使用
3.1 环路监视功能
PBL38710/1内部含有环流检测器、地键检测器和振铃检测器。通过内部逻辑控制,这三种检测器共用一个输出端DET来输出各自的状态。
环流检测器用来检测环路电流的大小。当环路电流超过环路电流门限值ILTh时,DET输出逻辑低电平,表明电话摘机时。ILTh可通过选择环流编程电阻RD的阻值来设定。对某一希望的ILTh,电阻RD可由式：RD=360/ILTh计算得到,RD的单位为kΩ,ILTh的单位为mA。当环路电流小于ILTh时,输出为逻辑高电平。
地键检测器用来检测线路中的地键状态。当地键压下（有效）时,DET输出逻辑低电平。地键检测器电路自动检测TIPX和RINGX中的电流差,一旦这个电流差超过了门限值ΔILon,检测器就被触发。ΔILon的典型值为10.5mA。
振铃检测器用来检测线路在振铃期间是否变为摘机状态。电话摘机时,由于线路阻抗发生了变化,因而检测可检测到线电流的变化,当环路电流超过环路电流门限值ILTh时,DET输出逻辑低电平,表明摘机。通过选择电阻RDR的阻值可以改变ILTh。对某一希望的ILTh,电阻RDR可由式：RDR=360/ILTh来计算得到,RDR的单位为kΩ,ILTh的单位为mA。当环路电流小于ILTh时,DET输出逻辑高电平。
3.2 控制输入
PBL38710/1有4个与TTL兼容的数字输入端：HB、E1、C2和C1.其内部有一个译码器解释输入条件并建立命令操作状态。表1概括了SLIC的各种操作。

表1 SLIC的操作

工作状态	HB	E1	C2	C1	DET输出	电池馈电
开路	×	×	0	0	逻辑电平高	元
振铃	×	×	0	1	振铃检测	VBAT
有源	×	0	1	0	地键检测	CBAT2
有源	×	1	1	0	环流检测	VBAT2
待机	0	0	1	1	地键检测	VBAT2
待机	0	1	1	1	环流检测	VBAT2
待机	1	0	1	1	地键检测	VBAT
待机	1	1	1	1	环流检测	VBAT
注：“×”表示无关

（1）开路状态（C2=0,C1=0）
在开路状态,TIPX和RINGX线路驱动放大器以及其它的电路部件均处于省电模式,没有电池用于馈电,此时SLIC对线路呈高阻抗,功耗最小,内部各检测器无效。
（2）振铃状态（C2=0,C1=1）
为得到高电压振铃信号,电池馈电需使用高电压Vbat,当选择振铃状态时,SLIC将自动这个高电压,此时脚VR输入的低电压振铃信号被放大,转换为平衡振铃信号送到用户端。振铃检测器检测到摘机状态后,在DET端输出逻辑低电平。
（3）有源状态（C2=1,C1=0）
在有源状态,音频信号传输正常,环流检测器和地键检测器有效,哪个检测器输出到DET由输入端E1控制。
（4）待机状态（C2=1,C1=1）
待机状态禁止音频信号传输,线路驱动放大器被断开,电池切换控制信号HB控制待机状态下用于馈电的电流。环路检测器和地键检测器在这种工作状态下有效,哪个检测器输出到DET由输入端E1控制。
（5）使能输入（E1）
输入端E1控制有源状态和待机状态时输出端DET的功能。在开路状态和振铃状态,哪个检测器连接到DET由SLIC自动完成。在有源状态或待机状态下,当E1被设为逻辑低电平时,E1控制地键检测器输出至DET。当E1被设为逻辑高电平时,E1控制环流检测器输出至DET。
（6）电池切换控制（HB）
在待机状态下,输入端HB控制电池馈电,即在VBAT和VBAT2之间的切换,Vbat的绝对值>Vbat2的绝对值（注意,在振铃状态,SLIC将自动切换到VBAT,不受HB影响）。在待机状态下,当HB被设为逻辑低电平时,SLIC使用VBAT2作为电流馈电;当HB被设为逻辑高电平时,SLIC使用VBAT作为电池馈电。
3.3 电流馈电特性
（1）恒定环路电流
ILProg=2500/(RDC1+RDC2)RDC1、RDC2的单位kΩ。
（2）待机状态环路电流
IL=[(Vbat的绝对值)-2]/（RL+2000）
（3）振铃状态环路电流
VTIP-RING>0V,70～95mA;VTIP-RING<0V,47～70mA
3.4 使用中的注意事项
（1）必须保证脚VBAT的电压比其它任何脚上的电压更负,最理想的加电顺序是：地、VBAT、其它电源、信号端。为确保在脚VBAT上有更负的电压,可在VEE和脚VBAT之间接保护二极管DBE。脚VBAT和VBAT2的上电速率不能超过由5.1Ω电阻和0.47μF电容组成的RC网络的时间常数。
（2）在PCB布线时,连接到脚RSN的元件应尽可能靠近RSN,以减少干扰;在PCB上应将模拟地（AGND）与电池地（BGND）用一点连接起来。
（3）为防电话线上的过压,对PBL38710/1进行过压保护是必要的。图3中保护电路采用TISP61089过压保护器及限流电压RF1和RF2作为次级保护。
4 实际应用电路
PBL38710/1应用非常广泛,图3是在“集群通信系统接警控制台”中的应用电路。由80C31单片机系统配以PBL38710/1及接警电话构成的“集群通信系统接警控制台”用来完成对集群通信系统内移动内户报警的接警控制。并根据需要进行相应的话务链接。应用单片机系统对PBL38710/1进行控制非常方便。图中PBL38710/1的输入控制端C1、C2、E1、HB及内部检测器输出端DET均接到单片机的P1口,通过对P1口的操作即可完成对PBL38710/1的控制。振铃输入信号由单片机控制ML2035产生,ML2035是频率可编程的正弦波产生器,可产生频率范围为0～50kHz的精确信号值,产生的频率与串行数据的换算公式为：fout=[fclkin(D15-D0)DEC]/2 的23次方。ML2035的串行数据锁存控制端LATI接到单片机的P1.0,同时将单片机串行口的工作方式设为方式0输出,数据从RXD引脚串行输入,由TXD引脚输出同步脉冲。电路的工作过程如下：
系统初始化后,将PBL38710/1置为待机状态,中断接收集群系统控制中心送来的告警信息。接警台收到告警信息后,最小微机系统控制ML2035产生低压振铃信号,将PBL38710/1的工作状态设置为振铃状态,向接警电话发送振铃。当PBL38710/1识别出电话摘机时,DET输出低电平送单片机,单片机查询到DET低电平时,停发振铃信号,将工作状态设置为有源状态,此时即可进行正常通话。在有源状态,将控制输入端E1置为逻辑高电平,使环路检测器有效,此时即可识别挂机。当电话挂机时,再将PBL38710/1置为待机状态,开始新的控制过程。