智能家居总线式开关论文(6)

2019-04-01 17:34

C1R1IN+C2R4R5R3R2IN-GSVRefMT8880

图十一 差动输入形式 (4)接收部分

接收部分的功能是分离高次群和低次群音频。工作时将双音多频信号送入两个六级开关电容带通滤波器中,这两个带通滤波器的带宽分别对应于高次群和低次群频率,滤波器部分还包括350HZ和440HZ两个陷波滤波器用于抑制抑制拨号音,每个滤波器的输出在被限幅之前先送至一单级开路电容滤波器以便平滑信号。限幅是由一个高增益比较器完成的,它有滞后特性,以免不需要的低电平信号被检测到。比较器输出信号按照输入的双音多频信号频率做全轨逻辑摆动。

译码器在滤波器之后,它运用数字计算技术判断音频并检验它是否与标准的双音多频信号的频率吻合。一种复杂的4平均值算法在向小的频率偏移提供容差的同时可防止话音等外来信号产生的音频模拟。这种计算方法已被求出,以确保既可以抗通话中断干扰,又可为干扰频率和噪声的出现提供容差,并使这两者得到最佳组合。当检测装置识别出两个有效音频时,超前控制即被激活。此后,信号状态的任何损失将使Est端处于低电平状态。

(5) 控制电路

接收器在已经译码的音频对寄存前检测有效信号持续时间(称为特性识别状态)。这种检测是由Est驱动外部RC时间常数完成的。如图十二所示,Est端的逻辑高电平VC随着电容器的放电而上升。如果信号状态在有效时间(T)内一直保持着(Est保持着高电平),那么VC就会达到寄存音频对所需要的控制逻辑阀值电压VTST,并且将其相应的4bit码锁存进接收数据寄存器。这时保护时间(GT)输出端为高电平。并使电压VC达到VDD。GT在EST为高电平时继续激励高电平。最后,经过一个使输出锁存稳定的短暂延时后,延时控制输出标志变为高电平。这表明一个已经接受的音频对被寄存完毕。延时控制标志的状态可以通过校验状态寄存器的适当位置进行控制。在中断模式下,/IRQ/CP端随延时控制标志的有效而变为低电平。

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VDDVDDC1St/GTR1VCEStMT8880

图十二 基本控制电路

如图十一 所示,有效时间TGTP为 Tgtp=R1C1

Tgtp= R1C1

表四 编码解码 Fl Fh 数字 D3 D2 697 1209 1 0 0 697 1336 2 0 0 697 1477 3 0 0 770 1209 4 0 1 770 1336 5 0 1 770 1477 6 0 1 852 1209 7 0 1 852 1336 8 1 0 852 1477 9 1 0 941 1336 A 1 0 941 1209 B 1 0 941 1477 C 1 1 698 1633 D 1 1 77O 1633 E 1 1 852 1633 F 1 1 941 1633 0 0 0

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D1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 D0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

输出锁存器的内容随着激活延时控制跳变在不断更新。当接收的数据寄存器为读状态时,数据实际上是在4比特数据总线上传输。而控制电路是在是在确认信号间的间隔。因此,像衰减信号由于出现时间太短而被认为无效一样,接收器也容许极短时间的信号中断,而不认为是一个有效的时间间隔。此功能与外部选线控制时间常数的功能结合在一起,可以使设计者设计出的产品满足各种系统的广泛要求。

(6)保护时间调节

图十二所示为一种简单的控制电路,可以满足大部分应用要求。元件值的选择按照下面的公式,即

Trec=Tdp+Tgtp Tid=Tda+Tgta 其中,Tdp是器件的参数,Trec是被接收器识别的最小信号持续时间。在大多数时间常数下,建议CI的取值0.1uF, R1的值有设计者自行选择。对于音频出现时间Tgtp和音频消失时间Tgta,可选择不同的控制方案分别确定保护时间。对于要求在音频持续和中断时都能进行接收和拒收的系统来说,这是十分必要的。保护时间调节部分还允许设计者设计类似于对话取消和抗噪声这样的系统特性。增加Trec将改善对话取消特性,应为话音模仿音频并使有效信号保持时间降低。另外,在噪声极强的环境中,需要较快占用时间和较强的抗漏码能力,这时采取相对较小的Trec 和大的Tid将是较为合适的。关于保护时间调节的设计如图十三所示

VDDC1St/GTR1R2EStEStSt/GTR1R2VDDC1(b)(a)

图十三 保护时间调节的设计

(a)减少Tgtp(TgtpTgta) Tgtp=R1C1 Tgta=RpC1

(7)双音多频(DTMF)发生器

MT8880C/C-1中的双音多频发射器能产生全部16个标准的双音多频(DTMF)对,并且有低失真及高精度的特点,所有频率都是由外部3.579545MHZ晶振分频而得。不同音频的正弦波通过使用列可编程分配器及开关电容D/A转换器进行数字化合成而得。行和列的音频经混合及滤波后产生总调和失真低,精

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度高的双音多频信号。为确定一个双音多频信号,符合表8-4中编码格式的数据必须写入发射寄存器。产生的各个音频称之为低次群音频和高次群音频,如表8-4所示,低次群频率是697,770,852和941HZ。高次群比低次群的幅度高2dB用以补偿高次群在较长回路上的衰减。

每个音频周期包含32个相同时长的时间段。音频周期随这些时间段的时长变化而变化。在向发送数据寄存器写操作期间,数据总线上4bit数据被锁存并转换为两个八进制码以备可编程分配器电路使用。这个码用以确定时间段的长度,这个尺度最终决定音频的频率。当分配器计数达到一个适当值时,由输入码决定发出复位脉冲,接着,计数器重新开始计数,直到时间段数达到32为止。但是由于时间段长度的变化音频输出信号频率也在变化。分配器为一个计数器提供时钟,该计数器输出查找ROM 中正弦波的地址。查询表包含开关电容D/A转换器为获得离散和高精度直流电压电平所使用的码。两个相同的电路,用于产生行和列的音频,然后使用一个低噪加法放大器混合。同在其他双音多频发生器一样,振荡器不需要启动时间,因为晶体振荡器是连续工作的,这样就保证了音频组的精度。

(8)成组模式

在某些电话应用方面要求产生的双音多频信号,要有特殊的持续时间,这或者是由于特殊应用要求的,或者是由现成的任意一种交换发送器规范所要求的。在成组模式下,能够产生标准的双音多频信号。片内发射部分能够在预定的工作时间内等间隔的发出/暂停信号。脉冲发出/暂停时间是51ms+_1ms,这是自动拨号或电话局控制系统的标准间隔。当脉冲串暂停发出以后,状态寄存器在适当的比特位被置位,以指示发射部分准备发送更多的数据。以上所述的时序是在双音多频模式下进行的。但如果选择CP模式(即呼叫进程模式),脉冲发出/暂停时间变为102ms+-2ms.这种延长的间隔,在音频信号组时间超过51ms或暂停超过51ms 时,是极为有用的。特别应指出的是当选择了CP模式或成组模式时,双音多频信号只能发送不能接收。

当应用中要求非标准成组发射或暂停时,不能应用成组模式,并且发射部分输出控制门的开断,由外部的硬件和软件定时器控制。 (9) 单音频的产生

当需要产生高音频和低音频时,用这种模式。这种模式可以应用于双音多频测试设备,用以确认音频的产生及失真的大小。详见表十控制寄存器B的说明。 (10) 失真的计算

MT8880C/ C-1具有产生高精度双音多频脉冲的能力。它产生的频率误差量很小(见表五)。内部加法放大器带有一个一阶低通开关电容滤波器,它使谐波成分和互调信号减到最小程度。单音频总谐波失真的计算如式所示,它是所有谐波频率功率的总和与基频频率的功率之比,用百分数表示 。双音多频输出的傅里叶成分,符合按输出波形测量的V2f ??Vnf的值。双音多频总谐波失真可以用式计算得出。VL和VH分别代表低频带幅度和高频带幅度,在D/A转换器后面的内部开关电容滤波器使失真减少到极低的程度。

表五 实际频率与标准频率 有效输入 输出频率(HZ) 误差率(%) 理论值 实际值 L1 697 699.1 +0.30

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L2 770 766.2 -0.49 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 (11) 微处理器接口

MT8880C/C-1 具有一个微处理器接口,这个接口能精确地控制音频的发射和接收。片内与微处理器的接口相关的有5个寄存器,可分为三种类型功能块:数据发送,发送接收,控制及发送接收状态。其中与音频传送有关的两个寄存器。 接收数据寄存器是一个只读寄存器,包括前一个已被译码的有效双音多频对的输出码。进入发射寄存器的数据确定产生不同双音多频信号。数据只能被写入发射寄存器。发射接收控制由两个具有相同地址空间的控制寄存器(CRA和CRB)完成。寄存器CRB的写操作由在CRA上设置适当的比特位来控制。下一个向同一地址的写操作则将被写入CRB,以后又将循环写入CRA。当电源连通或重新开电源后,软件复位必须包括在所有程序运行前使预置控制和状态寄存器初始化。以下各表中关于控制寄存器和状态寄存器的说明,即可精确地用微处理器控制音频的发射和接收。

表六 内部寄存器的功能 RS0 R//W 功能 0 0 向发射寄存器写入 0 1 从接受寄存器读出 1 0 向控制寄存器写入 1 1 从状态寄存器读出 表七 控制寄存器A(CRA)比特位 b3 b2 b1 b0 RSEL IRQ CP//DIMF TOUT 表八 控制寄存器B(CRB)比特位 b3 b2 b1 b0 C//R S//D TEST BURST 表九 对控制寄存器A(CRA)的说明 比特位 名称 功能 说明 b0 TOUT 音频输出 逻辑“1”可以使输出有效。这个功能可以在成组方式或非成组方式下执行。 30


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