Материал: МИКРОСХЕМЫ SLIC ФИРМЫ _HARRIS_

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ МИКРОСХЕМ СЕРИИ HC5514

Серия HC5514 состоит из пяти основных групп приборов, каждая из которых предназначена для определенной области применения. HC55120 – базовая недорогая группа для интегральных цифровых се) тей связи. Микросхема HC55121 имеет функцию смены полярности.

Группа HC55130 – базовый продукт для оптоволоконных и циф) ровых учрежденческих абонентских линий. Имеется возможность питания постоянным током.

Группа HC55140 обладает сетевыми и абонентскими сигнальны) ми функциями и поэтому наиболее подходит для универсальных ли) ний связи или международных резидентных линий с оборудованием импульсного контроля.

Группа HC55150 оптимизирована для АТС с резистивным питани) ем, большим током линии, измерением напряжения линии и пол) ным набором функций импульсного контроля.

Постоянный ток линии и его направление непрерывно контроли) руется блоком управления постоянным питанием. Этот блок уста) навливает предельные напряжения голосового сигнала в соответствии со схемой подключения навесных элементов. Голосо) вой сигнал, модулирующий постоянный ток, имеет обратную связь, согласующую сопротивление линии. Блок импульсного контроля на) кладывает импульсы частотой 12/16 кГц на голосовой сигнал. Блок управления содержит аналоговую и логическую схемы для управле) ния генерацией и приемом сигналов вызова, контроля состояния ли) нии. Этот блок также предназначен для измерения напряжения линии.

ОСОБЕННОСТИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ СЕРИИ HC5514

Широкий диапазон рабочего напряжения батареи (–8…–60 В);

Двойное батарейное питание с автоматическим выбором;

Резистивное с ограничением рабочего тока /постоянным током питание;

Питание в прямом/обратном смещении;

Kонтроль тока утечки в режиме холостого хода;

Независимый контроль перегрузки в режимах поднятой и поло) женной трубки;

Уровень перегрузки не зависит от изменения напряжения батареи;

Уровни сигналов при 12/16 кГц импульсном контроле задаются пользователем;

Дежурный режим с активными детекторами.

Питание постоянным напряжением обеспечивает большое коли) чество функций схемы SLIC. Рассмотрим некоторые из них:

Рабочее напряжение батареи для схем SLIC меняется в широком диапазоне от –8 В до –60 В. Kроме того, предусмотрено двойное батарейное питание с автоматическим и бесшумным переключени) ем батарей.

Путем подбора внешнего резистора можно выбрать режим пита) ния либо постоянным током, либо резистивное питание с ограниче) нием тока потребления.

Питание может осуществляться как в прямом, так и обратном ре) жиме с переключением направления протекания тока. При этом поддерживаются функции импульсного контроля абонента.

Kонтроль уровня перегрузки в режимах положенной и поднятой трубки. Уровень перегрузки не зависит от колебаний напряжения батареи.

Для больших уровней сигнала импульсного контроля на частоте 12/16 кГц можно изменить величину уровня перегрузки с помощью внешнего резистора.

ПРИМЕР ТИПОВОГО РАСЧЕТА ДЛЯ ЦИФРОВЫХ ЛИНИЙ СВЯЗИ

Требования к расчету:

Ток 18 мА при 2000 Ом

Утечка линии не более 5 мА

Постоянный ток потребления 30 мА

Передача при положенной трубке 0 дБм

+3.1 В (peak) в режиме передачи со снятой трубкой

Рассмотрим типовые требования для применения схемы SLIC в цифровых линиях связи:

Схема должна обеспечивать ток 18 мА при общем сопротивлении линии связи 1800 Ом без ограничения амплитуды голосового сиг) нала, которая составляет 0 дБм или 1.1 В (peak) в режиме передачи со положенной трубкой при номинальном значении импеданса по переменному току 600 Ом, и – 9 дБм или +3.1 В (peak) в режиме пе) редачи со снятой трубкой. Эта величина (+9 дБм) явно превышает предел 3 дБм, установленный для многих COMBO устройств, он обычно выбирается для того, чтобы избежать ограничения голосо) вого сигнала, а также для некоторых устройств с тональным сигна) лом вызова, которые работают на больших уровнях сигнала.

Схема должна работать при токах утечки не менее 5 мА без поте) ри эффективной длины линии связи.

Типовое значение максимального тока короткой линии связи должно составлять 30 мА.

Зная эти критические параметры можно приступить к выбору но) миналов внешних программирующих компонентов для схемы SLIC.

Расчеты будут проводиться при напряжении батареи –48 В.

ВольтDамперная нагрузочная характеристика схемы SLIC

Данные на рисунке получены путем расчета распределения на) пряжения линии связи:

Предел тока 30 мА устанавливается с помощью внешнего резистора

2.5 200 RLIM = .

LIM

Резистор защиты от насыщения выбирается, исходя из величины тока утечки линии 5 мА и требований к передаче в режиме положен) ной трубке 1.1 В (peak):

1.1 200 RSG = ,

5 мА

поэтому RSG = 44 кОм. Это минимальная величина, обеспечиваю) щая передачу при положенной трубке. При увеличении напряжения батареи, сопротивление резистора следует увеличить.

Постоянное смещение при снятой трубке рассчитывается из ве) личины перегрузки и падения напряжения на схеме SLIC:

VOH)OFF = 3.1 В + 30 мА 50 Ом = 4.6 В (DC).

Падение напряжения на нагрузке рассчитывается так:

VLOOP = VBAT – 2.0 – VOH)OFF = 48 – 2.0 – 4.6 = 41.4 В

В величину этого сопротивления включены защитные резисторы 30 + 30 Ом. Следовательно, максимальное сопротивление линии равно 2240 Ом при токе 18 мА.

Kак видно из графиков, нагрузочная вольт)амперная характерис) тика HC5514 вполне соответствует рассчитанным параметрам.

ТИПОВОЙ РАСЧЕТ СХЕМЫ ИМПУЛЬСНОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АТС

Требования к расчету:

Ток 18 мА при сопротивлении 2000 Ом

Ток утечки линии не более 5 мА

Ток линии не более 45 мА

Резистивное питание 200 + 200 Ом

Передача при снятой трубке 0 дБм (900 Ом)

Напряжение импульсного контроля абонента на частоте 12/16 кГц: 2.2 В (RMS)

_ VOH)OFF = 9 дБм (900) = 3.78 B(peak) _ VOH)PM = 3.78 B(peak) + 3.11 B(peak) _ VOH)PM = 6.89 B(peak)

В данном применении, сопротивление линии как правило боль) ше 1800 Ом. При этом ток линии должен составлять 18 мА. Для цен) тральной АТС максимальный ток линии 45 мА, так как схема линии должна работать с двумя параллельными телефонами в режиме поднятой трубкой одновременно.

Импеданс голосового сигнала, как правило, высокий (примерно 900 Ом), что вызывает большие амплитуды сигналов на линии. Схемы центральной АТС обычно используют резистивное питание вместо питания постоянным током. Такое питание позволяет автоматически контролировать усиление сигнала.

Наконец, должно выполняться требование передачи 2.2 В (RMS) сигнала импульсного контроля на частоте 12/16 кГц. Это вынуждает повысить уровни перегрузки на 2)проводной и 4)проводной сторо) нах линии связи.

ВольтDамперная нагрузочная характеристика

HAR_317G

Расчеты ведутся по формулам, идентичным приведенным в пре) дыдущем примере, с добавлением функций импульсного контроля и резистивного питания.

RDC рассчитывается непосредственно как 50 (200 + 200) = 20 кОм, но на практике расчетное значение должно быть уменьшено на величину сопротивления защитных резисторов.

Зная ток утечки линии и параметры резистивного питания, мож) но рассчитать VOH)ON = 5 мА 400 = 2.0 В (большее значение, чем требуется для передачи при положенной трубке).

2.5 200

RD = = 58.8 кОм. 5 мА 1.7

Чтобы использовать функции импульсного контроля, необходи) мо изменить величину уровня перегрузки с помощью резистора ROH. Величина сопротивления резистора рассчитывается из значе) ний добавочного напряжения перегрузки и наклона нагрузочной ха) рактеристики на постоянном токе:

ROH = 2.5 200/(VOH)PX – VOH)ON)/RFEED = 41 кОм.

Полученное значение сопротивления приводит к увеличению уров) ня перегрузки при снятой трубке до величины VOH)OFF = 6.89 B(peak).

Для того чтобы рассчитать длину линию, удовлетворяющую тре) бованиям по напряжению перегрузки, рассчитаем сопротивление линии:

36.8

RLOOP = = 1600 Ом. 23 мА

Для обеспечения рассчитанных условий необходима дополни) тельная батарея питания.

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ ГОЛОСОВОГО СИГНАЛА СЕРИИ HC5514

Точное преобразование 2)проводной линии в 4)проводную и обратно;

Регулировка импеданса 2)проводной линии с помощью одной внешней цепи;

Выбор усиления передачи 0 дБ или –6 дБ;

Постоянное смещение передающего порта для интерфейса с ко) деками/фильтрами;

Трансгибридное согласование с абонентским интерфейсом;

Совместимость с цифровыми кодеками/фильтрами;

Combo тестовая петля схемы SLIC в отключенном состоянии;

Передача в режиме положенной трубки для идентификации звонка;

Непрерывная передача при сбое.

Схемы SLIC HC5514 проводят точное преобразование 2)провод) ной линии в 4)проводную и обратно, осуществляют согласование резистивного или комплексного импеданса. Для осуществления этих функций достаточно подключить простую внешнюю цепь к вы)

водам схемы SLIC. Всю остальную обработку проводит непосредст) венно HC5514.

Выходной сигнал схемы SLIC обычно передается относительно потенциала земли. Это облегчает интерфейс со схемами коде) ков/фильтров. Однако возможно смещение выходного передавае) мого сигнала на постоянную величину напряжения для интерфейса со схемами кодеков/фильтров с однополярным питанием.

Выходной передающий усилитель выполняет функцию трансгиб) ридного согласования сигналов.

При отключении от линии передающий и приемный выводы при) соединяются друг к другу, при этом получается 4)проводная петля.

Частичный сбой может вызвать перегрев схемы SLIC. В этом слу) чае SLIC перераспределяет ток линии, а передача голосового сиг) нала может быть продолжена.

Передача сигнала в состоянии положенной трубки является обычным режимом для всех микросхем серии HC5514, при этом нет необходимости активировать какие)либо особые режимы работы схемы SLIC.

Схема передачи голосового сигнала построена как регулируе) мый током источник напряжения, но предусмотрена и эмуляция ис) точника тока, регулируемого напряжением.

Очень малое потребление энергии является результатом приме) нения высокоомных тонкопленочных резисторов и сведения к ми) нимуму числа внешних компонентов.

Выбор усиления передачи на двух уровнях 0 дБ и –6 дБ позволяет легко коммутировать схему SLIC со схемами кодеков/фильтров с однополярным и двуполярным питанием. Приемное усиление регу) лируется внешним резистивным делителем.