Mitel MT8880C, MT8880C-1 User guide [cs]

Integrovaný transceiver DTMF
TYP

ISO2-CMOS

MITEL

MT8880C/MT8880C-1

Objednací číslo: 17 38 19

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