1 引言

　　21世紀(jì)是信息時代，各種電信新技術(shù)推動了人類文明的進步。社會的發(fā)展對電信業(yè)務(wù)提出了越來越多的需求，雖然視頻、數(shù)據(jù)、圖像等非語音業(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

　　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、低成本的交換機語音用戶板，能夠使板上的SLIC電路所需空間縮小50％，具有如下性能特點：

　　提供饋電、過壓保護、振鈴、信號音、話音編解碼、2／4線混合、測試等功能；

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

　　A律PCM、μ律PCM、ADPCM及線性編碼等多種語音編解碼可選；

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

　　雙音多頻(DTMF)信號的檢測和產(chǎn)生；

　　自動摘掛機檢測及檢測電流門限可調(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；

　　可實時監(jiān)控線路上的異常情況，并提供6類錯誤指示信息；

　　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)簡介

3.1 用戶電路簡介

　　用戶電路通過雙絞線與電話機連接，為了完成通話，用戶電路必須提供所謂的BORSCHT功能，如圖1所示。

　　饋電是指提供話機所需的直流工作電流；過壓保護是用于保護接口電路不受外界雷電、工業(yè)高壓的損害；振鈴是向話機饋送鈴流，并能在用戶摘機應(yīng)答后切斷；監(jiān)測是指接口應(yīng)能監(jiān)測環(huán)路直流電流的變化，并向控制系統(tǒng)提供相應(yīng)的摘、掛機信號和撥號信息；編解碼完成模擬話音信號的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)字交換對四線傳輸?shù)囊螅粶y試是指用于對用戶線進行測試所提供的測試端口。

3.2 Le77D11結(jié)構(gòu)及特點

　　Le77D11是雙通道SLIC(Subscriber Line Inter-face Circuit)，主要完成BORSHT功能，通過LE78D11編程控制其工作于不同狀態(tài)，可將用戶的話音信號經(jīng)過信噪比處理和增益調(diào)整等一系列處理后送給SLAC；并可實時監(jiān)測用戶線路的異常情況。它采用e-TQFP封裝，功能框圖如圖2所示。

　　Le77D11除擁有其他SUC的基本功能外還具有以下特點：

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

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

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

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

3.3 Le78D11結(jié)構(gòu)及接口簡介

　　Le78D11是Legerity公司專門針對語音處理應(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立的語音通道，每條語音通道都提供了豐富的控制寄存器，保證了對語音通道性能的強大編程控制能力。Le78D11內(nèi)部的每條語音通路上都有兩個信號產(chǎn)生器。一個用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的DTMF(雙音多頻)信號和其他單一頻率的頻率、幅值可調(diào)的音調(diào)。另一個信號產(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。Le78D11還具備DTMF信號、modem／fax信號的檢測能力。在語音編解碼方面，支持A律、μ律、ADPCM及線性編解碼。同時，Le78D11還擁有過壓、過熱等故障檢測功能，僅需要3.3 V電源供電；因此，采用Le78D11可以大大簡化系統(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)測處理，并完成語音的編解碼及濾波。通過MPI及PCM接口完成控制和數(shù)據(jù)傳輸功能。Le78D11采用TOFP44封裝，功能框圖如圖3所示。

　　Le78D11與Le77D11處于交互式工作狀態(tài)。一方面Le78D11處理SLIC發(fā)送的語音和線路監(jiān)測信息，并將各項指標(biāo)數(shù)據(jù)存于相應(yīng)的寄存器中；另一方面通過寄存器的寫入命令來控制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可以獨立工作，且時鐘速率可達8 MS／s，具有很大的靈活性。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　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檢測到PCLK時鐘和8 kb／s的FS采樣信號時，Le78D11自動進入PCM模式，進行數(shù)據(jù)傳送。PCLK支持256 kS／s～8.192 MS／s時鐘信號。因而總時隙數(shù)可在4～256間變化。由于編碼類型的不同，其數(shù)據(jù)比特數(shù)也各異，線性編碼需占有2個時隙，而ADPCM編碼僅占用一個時隙的前3個或4個比特，其余為任意數(shù)。傳輸時隙是可編程的，默認(rèn)狀態(tài)下，兩路PCM數(shù)據(jù)分別在時隙0和時隙1中收發(fā)；通過改寫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。通過與處理器連接實現(xiàn)芯片的重啟、寄存器瀆寫、及中斷指示。Le78D11內(nèi)部寄存器的讀寫時序如圖5所示，數(shù)據(jù)的傳輸速率由DCLK決定，CS拉低時進行有效數(shù)據(jù)的讀寫，每收發(fā)一個字節(jié)需等待幾個時鐘周期，以便Le78D11響應(yīng)。

　　MPI接口提供完備的中斷服務(wù)機制。Le78D11提供三類中斷源，類為FS信號失步及用戶線路電壓超出范圍；第二類為檢測到摘機或掛機；第三類為檢測到DTMF信號、信號音、芯片溫度過高、用戶線路AC或DC電壓出錯、線路測試完畢等。一類中斷具有優(yōu)先級，二類次之，三類優(yōu)先級。中斷服務(wù)流程圖如圖6所示。

4 實際應(yīng)用電路

　　利用Le77D11／Le78D11芯片組來實現(xiàn)用戶線接口的具體電路如圖7所示。

　　對于模擬用戶接口電路(Z接口)，國際與國內(nèi)均有相應(yīng)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)及要求，因而對器件的質(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)，都會影響DC／DC的轉(zhuǎn)換效率，并導(dǎo)致QSW管長時間導(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則要求工作電流為3 A。模擬語音信號及回聲抑制的有關(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，為防電話線上的過壓，對Le77D11／SLIC進行過壓保護是必要的，保護電路采用TISP61089過壓保護器及F1250T限流元件PTC1i和PTC2i作為次級保護。

　　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。還應(yīng)注意該部分電路在布線上與模擬語音信號的相關(guān)電路隔離，避免電源噪聲對語音信號的影響。而模擬語音信號及回聲抑制有關(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的噪聲信號直接引入模擬信號參考地AGND，應(yīng)通過磁珠將AGND、BGND分別與DGND連接起來．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)用于包含語音信號的通信系統(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語言代碼。

5 結(jié)束語

　　與同類SLIC相比，Le77D11／Le78D11可增加局用交換機(CO)、數(shù)字回路載波系統(tǒng)(DLC)、遠程多任務(wù)系統(tǒng)(RMUX)、商業(yè)用戶交換機(PBX)以及集團電話系統(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；強大的可編程控制性使其可以滿足全球各國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)計中得到廣泛應(yīng)用。