Mitel MT8880C, MT8880C-1 User guide [cs]

Integrovaný transceiver DTMF TYP
ISO2-CMOS
MITEL
MT8880C/MT8880C-1
Provedení
MT8880CE/CE-1 plastické DIP, 20 vývodů, MT8880CC/CC-1 keramické DIP, 20 vývodů, MT8880CS/CS-1 SOIC, 20 vývodů, MT8880CE/CP-1 plastické LCC, 28 vývodů,
-40 °C - +85 °C
Přednosti
Úplný vysílač/přijímač DTMF
V kvalitě ústředny
Nízká spotřeba
Mikroprocesorový port
Nastavitelná doby pohotovosti (GuardTime)
Režim automatického tonového shlukování (Tone Burst)
Režim filtrace progresu volby (Call Progress)
Aplikace
Systémy kreditních karet
Stránkové systémy (Paging)
Opakovací systémy (Repeater)/mobilní radio
Spojovací voliče
Osobní počítače
Popis
MT8880C/C-1 je monolitická stanice kombinující vysílač a přijímač signálů DTMF (Dual Tone Multi­Frequency, dvoutónových vícefrekvenčních) s filtrem progresu volby. Je vyráběna technologií MMITEL ISO2-CMOS, zajišťující nízkou výkonovou ztrátu a vysokou spolehlivost. DTMF přijímač je založen na průmyslovém standardu MT8870 monolitického přijímače DTMF; vysílač k dosažení nízkého zkreslení a vysoké přesnosti signalizace DTMF využívá převodník D/A se spínanou kapacitou. Vnitřní čítače poskytují takový shlukovací režim, že je možné vysílat precizně časované tónové shluky. K dispozici je standardní mikroprocesorová sběrnice přímo slučitelná s mikroprocesory řady 6800. MT8880C-1 je funkčně shodný s MT8880C s výjimkou výkonnosti sekce přijímače, zvyšující schopnost akceptovat a odmítat nízké signální úrovně.
PAMĚŤ DATOVÉ SBĚRNICE
LOGIKA PŘERUŠENÍ
ŘÍZENÍ VSTUPU/ VÝSTUPU
OBVODY HRADL. tónového shluk.
FILTR VOLACÍHO TÓNU
OBVOD OSCILÁTORU
PODPŮRNÉ OBVODY
D/A PŘEVODŃÍK ŘÁDKOVÉ A
ŘÍDÍCÍ LOGIKA
FILTR VYSOK.
SESKUPOVÁNÍ
FILTR NÍZKÉHO
SESKUPOVÁNÍ
ŘíDICÍ LOGIKA
SLOUPCOVÉ ČÍTAČE
DIGITÁLNÍ ALGORITMUS A PŘEVODÍK KÓDU
OVLÁDACÍ LOGIKA
REGISTR VYSÍLÁNÍ DAT
REGISTR STAVU
ŘÍDICÍ REGISTR A
ŘÍDICÍ REGISTR B
REGISTR PŘÍJMU DAT
Obr. 1 Funkční blokové schéma
1
20 PIN CERDIT/PLST DIP/SOIC 28 PIN PLCC
Obr. 2 Zapojení vývodů
Popis vývodů
Výv.č Název Popis
1 IN+ Neinvertující vstup opračního zesilovače. 2 IN- Invertující vstup operačního zesilovače. 3 GS Vývod Gain Select - ovládání zisku. Zpřístupňuje výstup čelního
Operačního zesilovače pro zapojení zpětnovazebního odporu.
4 V
5 VSS Zemnící vstup (0 V). 6 OSC1 Vstup oscilátoru/hodin DTMF. 7 OSC2 Výstup hodin. Vnitřní oscilátorový obvod se kompletuje připojením krystalu 3,579545
8 TONE Tónový výstup Tone (DTMF nebo prostý tón). 9 R/W Vstup Read/Write ovládající směr čtení/zápis datového přenosu mezi registry stanice
10 CS Vstup Chip Select výběru čipu (CS = 0), je slučitelný s TTL. 11 RS0 Vstup Register Select výběru registru (viz tabulku dekódování registrů), je slučitelný s
12
Výstup referenčního napětí, jmenovitě VDD/2 slouží k podpoře
Ref
Vstupu na střední závoře (viz obr. 13).
mezi vývody OSC1 a OSC2. Je-li však OSC1 vstupem hodin, ponechá se OSC2 otevřený.
a MPU, je slučitelný s TTL.
TTL.
Φ2
Vstup System Clock systémových hodin, slučitelný s TTL. Upozornění: mimo dobu přístupu k zařízení tento vstup Φ2 nemusí být aktivní.
13 RQ/CP Otevřený výstup Interrupt Request žádostí pro MPU o přerušení. Ale také byl-li
nastaven režim Call Progress a povoleného přerušování, na výstupu RQ/CP se vydává obdélníkový signál reprezentace vstupního signálu přivedeného na vstup operačního zesilovače. Vstupní signál musí být uvnitř mezí frekvenčního pásma filtru Call Progress - viz obr. 8.
2
14 - 17 D0 - D3
Mikroprocesorová datová sběrnice, slučitelná s TTL. Při !!!CS = 1 nebo Φ2 Low je sběrnice ve stavu vysoké impedance.
18 ESt Výstup Early Steering včasného ovládání. Kdykoliv digitální algoritmus detekuje platný
tónový pár (signální podmínku), předloží ji na tomto výstupu jako logickou High. Naopak každá ztráta této signální podmínky způsobí návrat do logické Low.
19 St/GT Obousměrný výstup Steering Input/Guard Time. Napětí vyšší než V
zařízení zaregistruje detekovaný tónový pár a upraví výstupní latch. Napětí nižší než
uvolní zařízení k příjmu nového tónového páru. Výstup GT působí jako reset
V
TSt
časové konstanty vnějšího ovládání; jeho stav je funkcí Est a napětí na St.
20 VDD Kladný vstup napájení (typicky +5 V).
Funkční popis
Architektura integrované DTMF stanice MT8880C/C-1 se skládá z velmi výkonného DTMF přijímače s vnitřním zesilovačem s nastavitelným ziskem a z výkonného generátoru DTMF, využívající shlukový čítač takový, že je možné syntetizovat precizní tónové shluky a pauzy. Je možné volit režim Call Progress , ve kterém se detekuje výstkyt frekvencí uvnitř specifikovaného přechodového pásma. Standardní mikroprocesorové rozhraní dovoluje přístup k registru vnitřního stavu, ke dvoum řídicím registrům a ke dvoum datovým registrům.
NAPĚŤOVÝ ZISK
Obr.3 Konfigurace vstupu s jednoduchým
ukončením
způsobí, že
TSt
Konfigurace vstupu
Vstupní uspořádání MT8880C/C-1 umožňuje jak diferenciální vstup signálu do operačního zesilovače, tak zapojení s podpůrným zdrojem
) ke vstupu rozhodovacího V
(V
Ref
Nastavitelnost zisku je zajištěna přístupností výstupu operačního zesilovače (GS) pro připojení zpětnovazebního odporu.
Při uspořádání s jednoduchým ukončením se vstupní vývody zapojí podle obr. 3.
Obr. 4 ukazuje zapojení potřebné při uspořádání s diferenciálním vstupem signálu.
DD
/2.
DIFFERENCIÁLNÍ ZESILOVAČ
NAPĚŤOVÝ ZISK
VSTUPNÍ IMPEDANCE
Obr. 4 Konfigurace diferenciálního vstupu
3
Sekce přijímače
Oddělení nízkých a vysokých skupinových tónů se dociluje přivedením signálu DTMF na vstupy dvou pásmových filtrů se spínanou kapacitou šestého řádu, jejichž šířky pásem odpovídají frekvencím nízké a vysoké skupiny (viz obr. 7). Tyto filtry rovněž do pásem vnášejí výřezy na 350 Hz a 440 Hz pro případné vyjímečné odmítání volacího tónu. Výstup každého filtru je následován filtrovací sekcí se spínanou kapacitou jediného řádu, která vyhlazuje signál před vstupem do omezovače. Omezování vykonávají komparátory s velkým ziskem, které jsou vybaveny hysterezí k potlačení detekce nežádoucích signálů nízké úrovně. Výstupy komparátorů poskytují plně zavírané logické kmity na frekvencích přicházejících DTMF signálů.
Následujícím v sekci filtrace je dekóder, který užívá techniky čítání, aby jednak určil frekvence přijímaných tónů, jednak ověřil, že odpovídají standardním frekvencím DTMF. Složitý průměrovací algoritmus chrání před napodobeninami tónu z cizích signálů jako např. hlas, a zároveň je tolerantní k malým změnám a odchylkám frekvence. Tento průměrovací algoritmus byl speciálně vyvinut pro zajištění optimální kombinace imunity vůči hovorům a tolerance k přítomnosti interference tónů (třetích tónů) a šumu. Když detektor zjistí přítomnost dvou platných tonů (což se v některých průmyslových specifikacích referuje jako „signální podmínka“), výstup Early Steering (ESt)
úrovně V
ovládací logiky registrace tónového
TSt
páru, a jeho 4-bitový kód se vloží do přijímacího datového registru. V ten moment se aktivuje výstup GT a žene v
k VDD. Gt pohání změnu po dobu, po
C
kterou trvá jednička ESt. A nakonec po krátkém zpoždění, které dovoluje, aby se ustálil výstupní latch, nahodí se i zpožděný výstupní příznak ovládání , který tak signalizuje, že byl zaregistrován přijatý tónový pár. Stav zpožděného příznaku ovládání je možné sledovat ověřováním příslušného bitu stavového registru. Je-li nastaven režim přerušení, pak během aktivního zpožděného příznaku ovládání je vývod RQ/CP stažen na dolní úroveň.
Obsah výstupního latch registru je obnovován v momentech aktivních přechodů zpožděného ovládání. Tato data jsou předkládána na čtyřbitovou obousměrnou sběrnici v době čtení přijímacího datového registru. Obvod zpožděného ovládání naopak ověřuje platnost vnitřních pomlk mezi signály znaku. A proto dokud se pokládá za platné odmítání příliš krátkých signálů, přijímač bude také tolerovat příliš krátká přerušení (výpadky) signálu, než aby byla považována za platné pomlky . Tato přednost spolu se schopností externí volby časové konstanty ovládání dovoluje návrháři ušít na míru takový průběh, který vyhoví rozsáhlé rozmanitosti systémových požadavků.
přejde do aktivního stavu. Každá následující ztráta signální podmínky způsobí, že Est zaujme inaktivní stav.
Ovládací obvod
Dříve, než přijímač zaregistruje zjištěný tónový pár, ověřuje platnou dobu trvání signálu (mluví se o podmínce rozpoznání znaku). Tato kontrola se provádí pomocí vnější časové konstanty RC ovládané signálem ESt. Logická jednička na ESt působí vzestup v (viz obr. 5). Za předpokladu, že se signální podmínka udržuje (ESt zůstavá v jedničce) během ověřovací periody (t
adekvátně vybíjení kondenzátoru
c
), vC dosáhne prahové
GTP
Obr. 5 - Základní ovládací obvod
4
Nastavení pohotovost. doby
Pro většinu aplikací je adekvátní jednoduchý ovládací obvod podle obr. 5. Volba součástek se provádí v souladu se vzorci :
t Hodnota t
= tDP + t
REC
je parametrem zařízení (viz Střídavé
DP
charakteristiky) a t signálu k rozpoznání v přijímači. Ve většině aplikací se doporučuje C1 hodnoty 0,1 µF, volba hodnoty R1 se ponechává návrháři. K nezávislému nastavení pohotovostní doby pro přítomnost tónu
) a absenci tónu (t
(t
GTP
odlišného uspořádání ovládání. To se může ukázat jako nezbytné v případech, kdy se má vyhovět systémovým specifikacím uplatňujícím jak meze akceptování, tak meze odmítání na dobu trvání tónu i na pomlku mezi znaky. Nastavení pohotovostní doby tedy návrháři dovoluje upravit takové systémové parametry jako je odolnost proti šumu a vyloučení hovorového signálu.
a) decreasing tGTP;(tGTP<tGTA)
, tID = tDA + t
GTP
je minimální doba trvání
REC
) je možné použít
GTA
GTA
.
Prodloužení doby t
vylepšuje výkonnost při
REC
eliminaci hovoru, protože snižuje pravděpodobnost případu, že by napodobeniny tónů vyskytnuvší se v řeči vyhovovaly podmínce platného signálu tak dlouho, aby se - mylně - registrovaly. Obdobně poměrně krátká doba t
s dlouhou tDO bude
REC
vhodná v případě vyjímečně rušivého prostředí, ve kterém se požaduje odolnost proti tónovým výpadkům a krátká pořizovací doba. Informace k návrhu nastavení pohotovostní doby se nachází na obr. 6. Časování přijímače je znázorněno na obr. 9 s výkladem událostí na obr. 11.
Filtr progresu volby (režim Call Progress)
MT8880C/C-1 umožňuje režim progresu volby (Call Progress, CP), který dovoluje detekci rozličných tónů, identifikujících pokrok ve „vytáčení/volbě “ při volání v telefonní síti. Vstup tónů telefonní volby a tónů DTMF je samozřejmě společný. Tóny volby je možné detekovat pouze v režimu CP. Naopak signály DTMF nemohou být v režimu CP detekovány (viz tabulka 5). Obr. 8 ilustruje užitečné šířky pásem detekce filtru progresu volby. Na vstupu se vyskytnuvší frekvence, které jsou v mezích pásma „akceptování“, jsou velmi stroze vymezovány prostřednictvím vysoce ziskového komparátoru, s vývodem RQ/CP sloužícím jako výstup. Z Schmittova klopného obvodu získávaný obdélníkový výstup je možné pomocí mikroprocesoru nebo čítačového zařízení analyzovat a určovat tak povahu detekovaných tónů volby. Frekvence z oblasti „odmítnutí“ nejsou detekovány a proto vývod RQ/CP zůstává ve stavu 0 (low).
b) decreasing tGTA;(tGTP>tGTA)
Obr. 6 - Nastavení pohotovostní doby
Generátor DTMF
Vysílač DTMF, použitý v MT8880C/C-1, je schopný generovat s malým zkreslením a vysokou přesností všech šestnáct standardních tónových párů. Všechny frekvence se odvozují z 3,579545 MHz vnějšího krystalu. Pomocí řádkových a sloupcových programovatelných děličů a převodníků D/A se spínanou kapacitou se digitálně syntetizuje sinusový průběh jednotlivých tónů. Řádkové a sloupcové tóny se směšují a filtrují a tak se získává signál DTMF, mající nízké celkové
5
harmonické zkreslení a vysokou přesnost. Specifikovat signál DTMF znamená zapsat do vysílacího datového registru data odpovídající zakódování podle obr. 7. Stojí za povšimnutí, že zakódování je totéž jako na výstupu přijímače. Jednotlivé generované tony se označují jako tóny dolní a horní skupiny (f
LOW
a f
). Z obrázku je
HIGH
zřejmé, že dolní skupina zahrnuje frekvence 697, 770, 852 a 941 Hz, horní skupina frekvence 1209, 1336, 1477 a 1633 Hz. Poměr amplitud frekvencí horní skupiny k amplitudám frekvencí dolní skupiny je typicky 2 dB, a toto zvýraznění má kompenzovat útlum frekvencí horní skupiny v dlouhých smyčkách.
f
LOW
f
Znak D3 D2 D1 D0
HIGH
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
Úroveň (dBm)
Odmítnutí
Možné akceptování Akceptování
FREKVENCE (Hz)
Obr. 8 - Odezva režimu progresu volby
Perioda každého tónu sestává z 32 stejných čásových úseků. Perioda tónu je ovládána změnou délky těchto časových úseků. Během operace zápisu do vysílacího datového registru je čtvrtý bit dat na sběrnici snímán do latche a převáděn do kódu 2 z 8, který pak užívají obvody programovatelného děliče. Kód specifikuje délku časového úseku, která jako poslední určuje frekvenci tónu. Jakmile čítač děliče dosáhne příslušného počtu určeného vstupním kódem, vydá se resetující nulovací puls a opět se nastartuje čítač.
852 1336 8 1 0 0 0 852 1477 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
0 = LOGICKÁ ÚROVEŇ DOLNÍ (LOW), 1 = LOGICKÁ ÚROVEŇ HORNÍ (HIGH)
Obr. 7 Tabulka funkč. zakódování / dekódování
6
Události
Registr stavu čtení
DEKÓDOVANÝ TÓN #
TÓN # n
Obr. 9 - Diagram časování přijímače
Počet časových úseků je stanoven pevně na 32, avšak měněním délky segmentů, viz výše popsané, se bude měnit frekvence výstupního tónového signálu. Výstup děliče jako hodiny časuje další čítač, který adresuje paměť ROM vyhledávání sinusového průběhu. Vyhledávací tabulka obsahuje kódy, které užívá obvod spínání kapacity převodníku D/A k získání diskrétní velmi přesné úrovně stejnosměrného napětí. Užívají se dva shodné obvody poskytující řádkový a sloupcový
TÓN # n+1
TÓN # n+1
kmitočet, a oba kmitočty se poté pomocí nízkošumového sumujícího zesilovače směšují. Protože krystalový oscilátor běží nepřetržitě, popsaný tónový oscilátor nepotřebuje na rozdíl od jiných generátorů DTMF žádnou „startovací“ dobu, a tak se dosahuje vysokého stupně přesnosti tónového náběhu. Včleněný filtr omezující šířku pásma slouží k tlumení výsledného zkreslení nad 8 kHz. Z obr. 10 je vidět, že výsledné zkreslení má velmi nízkou amplitudu.
Informace o měření
10 dB/děl. počáteční kmitočet = 0 Hz koncový kmitočet = 3400 Hz značkový kmitočet = 697 Hz a 1209 Hz
Obr. 10 Spektrální křivka
7
Shlukovací režim (Tone Burst)
V některých telefonních aplikacích se požaduje, aby generované signály DTMF měly specifické trvání určované buď konkrétní aplikací nebo některou z běžných existujících specifikací ústřednových vysílačů. Časování standardního signálu DTMF je možné završit využitím shlukovacího režimu. Vysílač je schopný vysílat symetrické shluky a pomlky předurčeného trvání. Tato doba trvání shluku/pomlky činí 51 ms ± 1 ms, což je standardní interval automatických voličů a aplikací ústředen. Po vyslání shluku/pomlky se ve stavovém registru nastaví odpovídající bit indikující, že vysílač je připraven obdržet další data. Výše popsané časování platí, pokud je zvolen režim DTMF. Avšak je-li zvolen režim CP (Call Progress), uplatní se druhá doba shluku/pomlky, 102 ms ± 2 ms. Tento rozšířený interval je užitečný v případech, kdy jsou žádoucí přesné tónové shluky trvající déle než 51 ms a pomlky 51 ms. Poznamenejme, že je-li nastaven režim CP a současně režim shlukování, je možné tóny DTMF pouze vysílat, nikoliv přijímat.
V aplikacích, které požadují nestandardní dobu trvání shluku/pomlky, musí být režim shlukování vyřazen a vysílač hradlován pomocí vnějšího časovače (hardware nebo software).
zkreslení jednoduchého tónu je možné vypočítat pomocí rovnosti 1 jako procentuální poměr úplného souhrnného výkonu všech nepatřičných frekvencí k výkonu podstatné frekvence. Fourierovy složky tónového výstupu odpovídají V
.... Vnf, měřeno
2f
na výstupním průběhu signálu. Souhrnné harmonické zkreslení dvojitého tónu je možné počítat podle rovnosti 2.
VYSVĚTLIVKY UDÁLOSTÍ
A) ZJIŠTĚNY TÓNOVÉ SHLUKY S NEPLATNOU
DOBOU TRVÁNÍ TÓNU, DATOVÝ REGISTR RX SE NEMĚNÍ.
B) ZJIŠTĚN TÓN #n S PLATNOU DOBOU TRVÁNÍ
TÓNU, TÓN JE DEKÓDOVÁN A ULOŽEN DO DATOVÉHO REGISTRU RX.
C) ZJIŠTĚN KONEC TÓNU #n S PLATNOU
DOBOU ABSENCE TÓNU, INFORMACE V DATOVÉM REGISTRU RX SE UDRŽUJE AŽ DO DALŠÍHO PLATNÉHO TÓNOVÉHO PÁRU.
D) ZJIŠTĚN TÓN #n+1 S PLATNOU DOBOU
TRVÁNÍ, TÓN JE DEKÓDOVÁN A ULOŽEN DO DATOVÉHO REGISTRU RX.
E) PŘIJATELNÝ VÝPADEK TÓNU #n+1,
NEPLATNÁ DOBA ABSENCE TÓNU, DATA ZŮSTÁVAJÍ NEZMĚNĚNA.
F) ZJIŠTĚN KONEC TÓNU #n+1 S PLATNOU
DOBOU ABSENCE TÓNU, INFORMACE V DATOVÉM REGISTRU RX SE UDRŽUJE AŽ DO DALŠÍHO PLATNÉHO TÓNOVÉHO PÁRU.
Generace jednoduchého tónu
Je k dispozici režim generace jednoduchého tónu, ve kterém je možné generovat jednotlivé tóny dolní nebo horní skupiny. Tento režim se může užívat v aplikacích zkušebního vybavení DTMF, generace potvrzování a měření zkreslení. Podrobnosti viz popis řídicího registru B.
Výpočty zkreslení
MT8880C/C-1 je schopen produkovat přesné tónové shluky s minimální chybou kmitočtu (viz tabulka 1). Za vnitřní sumovací zesilovač je zařazen nízkopásmový filtr se spínanou kapacitou, který minimalizuje harmonické složky a mezimodulační důsledky. Souhrnné harmonické
VYSVĚTLIVKY SYMBOLŮ
Vin SLOŽENÝ VSTUPNÍ SIGNÁL DTMF.
ESt VÝSTUP VČASNÉHO OVLÁDÁNÍ. INDIKUJE
DETEKCI PLATNÉ TÓNOVÉ FREKVENCE.
St/GT VSTUP OVLÁDÁNÍ/VÝSTUP POHOTOVOSTI.
OVLÁDÁ VNĚJŠÍ ČASOVACÍ OBVOD RC.
RX0-
RQ/CP AKTIVNÍ PŘERUŠENÍ INDIKUJÍCÍ, ŽE V
4-BITOVÁ DEKÓDOVANÁ DATA V PŘIJÍMACÍM
RX
DATOVÉM REGISTRU.
3
b3 ZPOŽDĚNÉ OVLÁDÁNÍ. INDIKACE
PŘÍTOMNOSTI / ABSENCE PLATNÉ FREKVENCE PO POŽADOVANOU POHOTOVOSTNÍ DOBU, TJ. UTVOŘENÍ PLATNÉHO SIGNÁLU. BĚHEM TRVÁNÍ PLATNÉHO SIGNÁLU DTMF JE AKTIVNÍ ÚROVEŇ LOW.
b2 INDIKACE PLATNÝCH DAT V PŘIJÍMACÍM
DATOVÉM REGISTRU. BIT JE NULOVÁN PO PŘEČTENÍ STAVOVÉHO REGISTRU.
DATOVÉM REGISTRU RX JSOU NOVÁ DATA..
8
BIT JE NULOVÁN PO PŘEČTENÍ STAVOVÉHO REGISTRU.
t
MAXIMÁLNí DOBA TRVÁNÍ SIGNÁLU DTMF,
!!!REC
NEDETEKOVANÉHO JAKO PLATNÝ.
t
MINIMÁLNí DOBA TRVÁNÍ SIGNÁLU DTMF,
REC
POŽADOVANÁ K PLATNÉMU ROZPOZNÁNÍ.
AKTIVNÍ VÝSTUPNÍ FREKVENCE (Hz)
Vstup Specifikováni Skutečná
CHYBA
%
L1 697 699,1 +0,30 L2 770 766,2 -0,49
tID MINIMÁLNÍ DOBA MEZI PLATNÝMI PO SOBĚ
JDOUCÍMI SIGNÁLY DTMF.
tDO MAXIMÁLNí DOVOLENÁ DOBA VÝPADKU
BĚHEM PLATNÉHO SIGNÁLU DTMF.
tDP DOBA DETEKCE PŘÍTOMNOSTI PLATNÝCH
FREKVENCÍ.
tDA DOBA DETEKCE ABSENCE PLATNÝCH
FREKVENCÍ.
t
POHOTOVOSTNÍ DOBA PŘÍTOMNOSTI TÓNU.
GTP
t
POHOTOVOSTNÍ DOBA ABSENCE TÓNU.
GTA
Obr. 11 - Popis událostí v časování
Rovnost 1. Totální harmonické zkreslení THD (%) jednoduchého tónu
L3 852 847,4 -0,54
L4 941 948,0 +0,74 H1 1209 1215,9 +0,57 H2 1336 1331,7 -0,32 H3 1477 1471,9 -0,35 H4 1633 1645,0 +0,73
Tabulka 1. Skutečné frekvence versus
standardní požadavky
V
a VH odpovídají amplitudám dolní a horní
L
2
skupiny frekvencí a V
je součet všech
IMD
mezimodulačních složek. Vnitřní filtr se spínanou kapacitou, zapojený za převodník D/A, potlačuje zkreslující důsledky na velmi nízkou úroveň, viz Obr. 10.
Hodinový obvod DTMF
Vnitřní hodinový obvod se kompletuje připojením standardního krystalu synchronizace barevné televize, který má rezonanční kmitočet 3,579545 MHz. Je možné propojit několik zařízení MT8880C/C-1 podle obr. 12 tak, že vystačí s pouze jedním společným krystalem. Alternativou je ovládání vstupů OSC1 všech zařízení z buferu TTL, přičemž výstupy OSC2 se ponechají nezapojené.
Rovnost 2. Totální harmonické zkreslení THD (%) dvojitého tónu
Obr. 12 - Zapojení se společným krystalem
9
Mikroprocesorové rozhraní
MT8880C/C-1 využívá mikroprocesorového rozhraní, které dovoluje přesné řízení funkcí vysílače a přijímače. S mikroprocesorovým rozhraním souvisí pět vnitřních registrů, které je možné rozdělit do tří kategorií, jmenovitě přenosu dat, řízení stanice a stavu stanice. S operacemi datového přenosu souvisejí dva registry.
Přijímací datový registr obsahuje výstupní kód v přijímači naposled dekódovaného platného tónového páru DTMF a je pouze pro čtení. Údaj vložený do vysílacího datového registru určuje, který tónový pár bude vysílač generovat (viz obr. 7 s podrobnostmi kódování). Do vysílacího datového registru je možné data pouze zapisovat. Řízení stanice se uskutečňuje prostřednictvím dvou řídicích registrů, CRA a CRB, které jsou umístěny na stejné adrese. Zápis do CRB je možné vykonat zápisem nastavujícím příslušný bit v CRA, a pak následující zápis na stejnou adresu bude přesměrován do CRB. Následující operace zápisu budou opět směrovány zpátky do CRA. Každý program musí na začátku obsahovat programový reset, aby se po zapnutí nebo resetu napájení řídící a stavové registry uvedly do počátečního stavu (viz obr. 16). Podrobnosti o řídících registrech jsou uvedeny v tabulkách 3, 4, 5 a 6. Vývod IRQ/CP je možné programovat tak, aby sloužil pro signál
žádosti o přerušení při zjištění platných signálů DTMF nebo (pouze ve shlukovém režimu) když vysílač je připraven k vložení dat. Vývod IRQ/CP je uspořádán jako zařízení s otevřeným výstupem a jako takové vyžaduje napájení přes omezovací odpor (viz obr. 13).
RS0 R/W FUNKCE
0 0 Zápis do vysílacího datového
registru
0 1 Čtení z přijímacího datového
registru
1 0 Zápis do řídicího registru 1 1 Čtení ze stavového registru
Tabulka 2. - Operace s vnitřními registry
b3 b2 b1 b0
RSEL IRQ CP/DTMF TOUT
Tabulka 3. - Pozice bitů CRA
b3 b2 b1 b0
C/R S/D TEST BURST
Tabulka 4. - Pozice bitů CRB
10
BIT NÁZEV FUNKCE POPIS
b0 TOUT TONE OUTPUT Logická ´0´ otvírá tónový výstup. Funkci je možno
implementovat jak v shlukovém tak v neshlukovém režimu.
b1 CP/DTMF MODE CONTROL Logická ´0´ znamená režim DTMF, ve kterém je zařízení
schopné generovat a přijímat dvoutónové vícefrekvenční signály.
Logická ´1´ znamená režim CP (Call Progress), ve kterém je aktivní pásmový filtr 6. řádu, umožňující detekci tónů progresu volby. Bylo-li povoleno IRQ (b2=1), jsou na vývodu RQ/CP předkládány v obdélníkovém tvaru průběhu tóny volby specikované šířky pásma.
Jsou-li současně nastaveny režim CP a shlukový režim, vysílač bude vydávat signály DTMF s trváním shluku a pomlky (typicky) 102 ms.
Tato doba je dvojnásobná v porovnání s dobou z vysílače DTMF při nastaveném režimu DTMF. Upozornění : v pracovním režimu CP není možné detekovat signály DTMF.
b2 IRQ INTERRUPT ENABLE Logická ´1´ povoluje režim přerušování. Je-li současně
nastaven režim DTMF (b1=0), pak vývod !!!IRQ/CP bude stažen na úroveň logické ´0´, kdykoliv :
1) byl přijat a po pohotovostní dobu trval platný signál DTMF,
2) (pouze v režimu BURST) vysílač je přpraven k vložení dalších dat.
b3 RSEL REGISTER SELECT Logická ´1´ určuje v následujícím cyklu zápisu do řídicího
registru přesměrování do řídicího registru B. Další cykly zápisu do řídicího registru budou opět směrovány do řídicího registru A.
Tabulka 5. - Popis řídicího registru A
11
BIT NÁZEV FUNKCE POPIS
b0 BURST BURST MODE Logická ´0´ aktivuje shlukovací režim. V tomto režimu je
možné do vysílacího datového registru zapisovat data odpovídající potřebnému tónovému páru DTMF s následným tónovým shlukem o specifické době trvání (viz Střídavé charakteristiky). Následně se vloží stejně dlouhá pomlka. Ihned po pomlce je upraven stavový registr o indikaci připravenosti vysílacího registru na další instrukce a, je-li povolen režim přerušování, o generaci přerušení. Je-li navíc nastaven režim CP, doba trvání shluku a pomlky je dvojnásobná.
Není-li shlukovací režim povolen (logická ´0´), je možné generovat tónové shluky s libovolnou potřebnou dobou trvání.
b1 TEST TEST MODE Logická ´1´ povoluje testovací režim, ve kterém se na vývodu
!!!IRQ/CP předkládá invertovaný signál zpožděného ovládání z přijímače DTMF. Podrobnosti týkající se výstupního tvaru signálu viz obr. 9 (b3 tvar signálu). Před použitím testovacího režimu musí být nastaven režim DTMF (CRA b1= 0).
b2 S/D SINGLE/DUAL TONE
GENERATION
b3 C/R COLUMN/ROW
TONES
Tabulka 6. - Popis řídicího registru B
BIT NÁZEV NASTAVENÝ STAVOVÝ BIT NULOVÝ STAVOVÝ BIT
b0 IRQ Žádá se přerušení. Důvod určuje
nastavený bit b1 nebo bit b2.
b1 TRANSMIT DATA
REGISTER EMPTY (pouze v režimu
BURST)
Po skončené pomlce je vysílač připraven pro vložení nových dat.
Logická ´0´ znamená produkci dvoutónových multifrekvenčních signálů. Logická ´1´ umožňuje generaci jednoduchých řádkových resp. sloupcových tónů (tónů dolní resp. horní skupiny) v závislosti na stavu bitu b3 řídicího registru B.
V souvislosti s bitem b2 (viz výše) určuje, zda-li vysílač generuje jednoduché řádkové anebo sloupcové frekvence. Logická ´0´ znamená řádkové , logická ´1´ sloupcové frekvence.
Není přerušení. Bit se nuluje čtením stavového registru.
Nulován čtením stavového registru nebo v neshlukovém režimu.
b2 RECEIVE DATA
REGISTER FULL
b3 !!!DELAYED
!!!STEERING
V přijímacím datovém registru jsou nová platná data.
Nastaven při platné detekci absence signálu DTMF.
Tabulka 7. - Popis stavového registru
12
Nulován čtením stavového registru.
Nulován při detekci platného signálu DTMF.
VSTUP
VÝSTUP
* Systémy na mikroprocesorové bázi mohou do napájecích rozvodů vnášet nežádoucí šum. Udržením minimálního rušení na napájecích přívodech umožňuje optimální výkonnost MT8880. Filtrační kondenzátor napájení (C3) má být připojen co nejblíže k zařízení a šumu a mají být potlačeny zemnicí proudové smyčky.
Obr. 13 - Aplikační zapojení (jednoduché ukončení)
TESTOVANÝ BOD
(nebo ekvivalentní)
(nebo ekvivalentní)
TESTOVANÝ BOD
Zkušební zátěž vývodů D0-D3 Zkušební zátěž vývodu RQ/CP
Obr. 14 - Testovací zapojení
13
Adresa
Dekodér adresy periferního zařízení
Obr. 15 - Rozhraní MT8880C/C-1 k
µ
6802
PŘÍKLAD 1
: Na začátku programu musí být programový reset počátečnímu nastavení řídicích registrů po zapnutí.
Popis
1) Čtení stavového registru
2) Zápis do řídicího registru
3) Zápis do řídicího registru
4) Zápis do řídicího registru
5) Zápis do řídicího registru
PŘÍKLAD 2
: Vysílání tónů DTMF se shlukem 50 ms/pomlkou 50 ms a příjem tónů DTMF
Popis
1) Zápis do řídicího registru A
(TOUT, DTMF, !!!IRQ, volba CRB)
2) Zápis do řídicího registru B
(shlukový režim)
3) Zápis do datového registru vysílače
Řízení Data
CS RS0 R/W b3 b2 b1 b0
0 1 1 X X X X 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
Řízení Data
CS RS0 R/W b3 b2 b1 b0
0 1 0 1 1 0 1
0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 1 1 1
(vyslat číslici 7)
--------------------------čekat na přerušení nebo sledovat stavový registr----------------------
4) Čtení stavového registru
- Je-li nastaven bit 1, je vysílač připraven na data pro další tón, a proto ...
Zápis do datového registru vysílače
0 1 1 X X X X
0 0 0 0 1 0 1
(vyslat číslici 5)
- Je-li nastaven bit 2, v přijímači je přijatý tón DTMF, a proto ...
Čtení datového registru přijímače
- Jsou-li nastaveny oba bity ...
Čtení datového registru přijímače Zápis do datového registru vysílače
POZNÁMKA: VE SHLUKOVÉM REŽIMU VYSÍLÁNÍ NEBUDE BIT 1 STAVOVÉHO REGISTRU NASTAVEN DŘÍVE NEŽ 100 ms (±2 ms) PO ZÁPISU DAT DO VYSÍLACÍHO DATOVÉHO REGISTRU. V ROZŠÍŘENÉM SHLUKOVÉM REŽIMU JE TATO DOBA DVOJNÁSOBNÁ, 200 ms (±4 ms).
0 0 1 X X X X
0 0 1 X X X X 0 0 0 0 1 0 1
Obr. 16 - Aplikační doporučení
14
Jmenovité mezní hodnoty parametrů*
Parametr Symbol Min Max Jed.
1 Napájecí napětí VDD - VSS VDD 6 V 2 Napětí na každém vývodu VI VSS - 0,3 VDD + 0,3 V 3 Proud každého vývodu (vyjma VDD,VSS) 10 mA 4 Skladovací teplota TST -65 +150
°C
5 Výkonová ztráta součásti PD 1000 mW
*Překročení těchto hodnot může způsobit trvalé poškození. Funkčnost zařízení se za těchto podmínek nepředpokládá.
Doporučené provozní podmínky
Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS).
Parametr Sym Min
1 Kladné napájení VDD 4,75 5,00 5,25 V 2 Pracovní teplota TO -40 +85 3 Kmitočet hodin.. krystalu f
±
Typické údaje platí při 25 °C a mají posloužit pouze při návrhu; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
3,575965 3,579545 3,583124 MHz
CLK
Stejnosměrné el. charakteristiky+
NAPÁ- JENÍ
1 2 3
VSTU-PY
4 5 6
VÝ-STUPY
7 8
9 10 11
DIGI-TÁLNÍ
12 13 14
DATA BUS
15 16
Est a St/Gt
17 18
!!!IRQ /CP
19
+
Pokud není uvedeno jinak, charakterisky jsou platné za doporučených provozních podmínek.
±
Typické údaje platí při 25 °C, V
Provozní napětí VDD 4,75 5,0 5,25 V Provozní proud IDD 7,0 11 mA Příkon PC 52,5 mW Napětí horní úrovně vstupu (OSC1) V Napětí dolní úrovně vstupu (OSC1) V Ovládací prahové napětí V Napětí dolní úrovně výstupu (OSC2) V Napětí horní úrovně výstupu (OSC2) V Výstupní svodový proud (IRQ) IOZ 1 10 V
výstupní napětí V
Ref
V
výstupní odpor ROR 1,3
Ref
Napětí dolní úrovně vstupu VIL 0,8 V Napětí horní úrovně vstupu VIH 2,0 V Vstupní svodový proud IIZ 10 Zdrojový proud IOH -1,4 -6,6 mA V Odebíraný proud IOL 2,0 4,0 mA V Zdrojový proud IOH -0,5 -3,0 mA V Odebíraný proud IOL 2 4 mA V Odebíraný proud IOL 4 16 mA V
Charakteristika Sym Min
= 5 V, a mají posloužit pouze při návrhu; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
DD
Typ
±
Max Jed. Za podmínek
°C
= 0 V.
Typ
±
Max Jed. Za podm.
DD
bez zátěže
V
µA
k
µA V
OH
bez zátěže
SS
OH
OL
OH
OL
OL
- V
SS
3,5 V
IHO
1,5 V
ILO
2,2 2,3 2,5 V V
TSt
0,1 V bez zátěže
OLO
4,9 V
OHO
2,4 2,5 2,6 V
Ref
= 5 V
V
DD
= 2,4 V
V
DD
V
V
IN
= 2,4 V
= 0,4 V
= 4,6 V = 0,4 V = 0,4 V
= 5 V
= 5 V
DD
15
El. charakteristiky - zesilovač nastavení zisku
Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS), VSS = 0 V, VDD = 5 V, TO = 25 °C.
Charakteristika Sym Min
1 Vstupní odebíraný proud IIN ±100 NA 2 Vstupní odpor RIN 10
Typ
±
Max Jed. Za podm.
V
SS≤VIN≤VDD
M
3 Vstupní kompenz. napětí VOS 25 mV 4 Vyřazení napájení PSRR 60 dB 1 kHz 5 Vyřazení běžného režimu CMRR 60 dB 6 Napěťový zisk naprázdno A
65 dB
VOL
0,75V≤V
4,25V
IN
7 Šířka pásma stejného zisku BW 1,5 MHz 8 Výstupní napěťový zdvih VO 4,5 VPP
100k k V
R
L
9 Dovol. kapacitní zátěž (GS) CL 100 pF
10 Dovol. odporová zátěž (GS) RL 50
k
11 Rozsah běžného režimu VCM 3,0 VPP bez zátěže
±
Typické údaje platí při 25 °C a mají posloužit pouze při návrhu; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
SS
Střídavé el. charakteristiky MT8880C-1+
Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS).
1
Charakteristika Sym Min Typ Max Jed. Poznámky*
Platné úrovně -31 dBm 1,2,3,5,6,9 vstupního signálu 21,8 mV (každý tón
složeného
RX
+1 dBm 1,2,3,5,6,9
signálu) 869 mV
1,2,3,5,6,9
RMS
1,2,3,5,6,9
RMS
Úroveň odmitání -37 dBm 1,2,3,5,6,9 2 vstupního signálu 10,9 mV
+
Charakterisky jsou platné za doporučené teploty a při V
= 5 V ve zkušebním zapojení podle obr. 13.
DD
+
1,2,3,5,6,9
RMS
Střídavé el. charakteristiky MT8880C
Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS).
1
RX
+
Pokud není uvedeno jinak, charakterisky jsou platné za doporučených pracovních podmínek ve zkušebním zapojení podle obr. 13.
charakteristika Sym Min Typ Max Jed. Poznámky*
Platné úrovně vstupního signálu
(každý tón složeného signálu)
-29 DBm 1,2,3,5,6,9 27,5 mV
1,2,3,5,6,9
RMS
+1 dBm 1,2,3,5,6,9 869 mV
1,2,3,5,6,9
RMS
16
Střídavé el. charakteristiky
+
Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS). fC = 3,579545 MHz.
1 Akceptované kladné zkřivení 8 dB 2,3,6,9 2 Akceptované záporné zkřivení 8 dB 2,3,6,9 3 Akceptovaná odchylka frekvence
Charakteristika Sym Min Typ± Max Jed. Poznámky*
±1,5%±2Hz
2,3,5,9
RX
4 Odmítaná odchylka frekvence
±3,5%
2,3,5
5 Tolerance k třetímu tónu -16 dB 2,3,4,5,9,10 6 Šumová tolerance -12 dB 2,3,4,5,7,9,10 7
+
Pokud není uvedeno jinak, charakterisky jsou platné za doporučených pracovních podmínek.
±
Typické údaje platí při 25 °C, V
*
Viz „Poznámky“ uvedené za tabulkami střídavých el. charakteristik.
Střídavé el. charakteristiky
vztažena vůči zemi (V
1 Nižší frek. (Akceptace) fLA 320 Hz @-25 dBm
Tolerance k tónu volby 22 dB 2,3,4,5,8,9,11
= 5 V, a mají posloužit pouze při návrhu; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
DD
+
- režim CP
).
SS
Charakteristika Sym Min Typ± Max Jed. Poznámky*
-Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou
2 Vyšší frek. (Akceptace) fHA 510 Hz @-25 dBm 3 Nižší frek. (Odmítnutí) fLR 290 Hz @-25 dBm 4 Vyšší frek. (Odmítnutí) fHR 540 Hz @-25 dBm 5
+
Pokud není uvedeno jinak, charakterisky jsou platné za doporučených pracovních podmínek.
±
Typické údaje platí při 25 °C, V
* Viz „Poznámky“ uvedené za tabulkami střídavých el. charakteristik.
Detekční úroveň tónů volby(úhrnný výkon) -30 dBm
= 5 V, a mají posloužit pouze při návrhu; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
DD
17
Střídavé el. charakteristiky
+
-Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS).
1 Doba detekce přítomnosti tónu tDP 3 11 14 ms Pozn. 12
P
Ř
2 Doba detekce absence tónu tDA 0,5 4 8,5 ms Pozn. 12
I
3 Trvání tónu k akceptaci t
J
4 Trvání tónu k odmítnutí t
Charakteristika Sym Min Typ± Max Jed. Podmínky
40 ms Nastavitelné#
REC
20 ms Nastavitelné#
!!!REC
Í
5 Meziznaková pomlka k akceptaci tID 40 ms Nastavitelná#
M
6 Meziznaková pomlka k odmítnutí tDO 20 ms Nastavitelná#
A
7 Zpoždění St vůči b3 t
Č
8 9 Trvání tónového shluku t
10 Trvání tónové pomlky tPS 50 52 ms Režim DTMF 11 Trvání tónového shluku (rozšířené) t 12
Zpoždění St vůči RX0-RX3 t
V Y S Í L
Trvání tónové pomlky (rozšířené) t
A Č
13
PStb3
8
PStRX
50 52 ms Režim DTMF
BST
100 104 ms Režim CP
BSTE
100 104 ms Režim CP
PSE
µs µs
V
13 Úroveň výstupu horní skupiny V
Ý
14 Úroveň výstupu dolní skupiny V
ST U
15 Vnucené zdůraznění dBP 2 3 dB
P
16 Zkreslení výstupu (jednoduchý tón) THD -35 dB Pás.š. 25 kHz RL =
T O N
17 Frekvenční odchylka fD
U
18 19 20
Odpor zátěže výstupu RLT 10 50
Perioda cyklu Φ2
R O
Šířka horního pulsu Φ2
-6,1 -2,1 dBm
HOUT
-8,1 -4,1 dBm
LOUT
R
= 10 k
L
R
= 10 k
L
R
= 10 k
L
10 k
±0,7 ±1,5
t
250 ns
CYC
% fC = 3,579545 MHz
k
tCH 115 ns
Z
21 22
Šířka dolního pulsu Φ2
H R
Doba zdvihu a spádu Φ2
tCL 110 ns
tR, tF 25 ns
A
23 Adresa, doba držení R/W tAH, t
N
24 Adresa, doba nastavení R/W
Í
(před Φ2)
M
25 Doba držení dat (čtení) t
P U
26
ZpožděΦ2 vůči platným datům
tAS, t
(čtení)
26 ns
RWH
23 ns
RWS
22 ns
DHR
t
100 ns Zátěž 200 pF
DDR
*
27
Doba nastavení dat (zápis) t
45 ns
DSW
18
Střídavé el. charakteristiky
-Pokud není uvedeno jinak, napětí jsou vztažena vůči zemi (VSS).
+
(pokrač.)
28 Doba držení dat (zápis) t
Charakteristika Sym Min Typ± Max Jed. Podmínky*
10 ns
DHW
29 Kapacitance vstupu (datová sběrnice) CIN 5 pF 30 31 Frekvence krystalu/hodin fC 3,5759 3,5795 3,5831 MHz 32 Doba zdvihu hod.vstupu t 33 Pracovní cyklus hodinového vstupu t 34 Pracovní cyklus hodinového vstupu DCCL 40 50 60 % Ext. hodiny 35
+
Časové charakterisky platí za doporučené teploty a napájecího napětí.
±
Typické údaje platí při 25 °C a jsou určeny pouze pro návrh; nejsou zaručeny a nejsou při výrobě přezkušovány.
*
Během t
#
Ohledně nastavení pohotovostní doby viz obr. 6.
Kapacitance výstupu (IRQ/CP) C
HO DI NY
DTM F
5 pF
OUT
110 ns Ext. hodiny
LHCL
110 ns Ext. hodiny
HLCL
Kapacitní zátěž (OSC2) CLO 30 pF
vyrovnávací paměti výstupu na sběrnici nedodávají ani neodebirají proud.
DHR
POZNÁMKY: 1) dBm = decibely nad nebo pod referenční výkon 1 mW na zátěži 600 Ω.
2) Číselná sekvence sestává ze všech 16 tónů DTMF.
3) Trvání tónu = 40 ms. Trvání pomlky = 40 ms.
4) Jsou použity jmenovité kmitočty DTMF.
5) Oba tóny ve složeném signálu mají stejnou amplitudu.
6) Odchylka tónového páru je ±1,5 % ±2 Hz.
7) Gaussův šum omezené pásmové šířky (3 kHz).
8) Přesné kmitočty tónové volby jsou 350 a 440 Hz (±2 %).
9) Pro četnost chyby menší než 1 z 10 000.
10) Vztaženo k tónu s nejmenší amplitudou v signálu DTMF.
11) Vztaženo k minimální platné úrovni akceptování.
12) Za účelem výpočtů pohotovostní doby.
Změny vyhrazeny!
19
Loading...