Материал: МИКРОСХЕМЫ SLIC ФИРМЫ _HARRIS_

–2 ZB

VLOAD = > VRX, RZ0 = 200 Z0 ZB + Z0

–VRX ZB VRX KZB

VTX = + = 0 ZB + Z0 KZB + KZ0

KZB и KZ0 должны быть больше 200000, Усиление передачи со) ставляет –6 дБ.

Всхемах кодек/фильтров 1)го поколения, не имеющих передаю) щего операционного усилителя, обычно не удается поддерживать трансгибридное согласование линии. Поэтому приходится добав) лять внешний операционный усилитель для смешения приемного и передаваемого сигналов.

Всерии HC5514 эта проблема решается с помощью высокоэф) фективного передающего усилителя/буфера. В нормальных услови) ях это просто буфер с регулировкой усиления с помощью вывода PTG. Если вывод PTG подключен к схеме делителя (см. рис.), имею) щего меньшее сопротивление, чем 2 внешних резистора номиналом 500 кОм, автоматически устанавливается коэффициент усиления –6 дБ в схеме сопряжения двух 4)проводных линий. Это позволяет по) давать входной сигнал на вывод PTG c добавлением необходимого количества сигнала с противоположной фазой (примерно 0.5 ампли) туды входного сигнала) к сигналу на выходе для подавления транс) гибридного сигнала схемы SLIC.

Внешняя схема выбирается в соответствии с передаточной функцией схемы SLIC, а результирующее усиление величиной –6 dB обычно согласуется с кодек/фильтрами, которые не имеют переда) ющего операционного усилителя, при однополярном напряжении питания 5 В.

ОСОБЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГО КОНТРОЛЯ В СХЕМАХ СЕРИИ HC5514

Генерация узкой полосы импульсов частотой 12/16 кГц;

Усиление импульсного сигнала только в полосе 12/15 кГц и по) давление остальных сигналов, выходящих за указанную полосу частот;

Регулировка предельных перегрузочных значений для исключе) ния отсечки либо голосового, либо импульсного сигнала;

Согласование импеданса линии в голосовом диапазоне частот с импульсным сигналом частотой 12/16 кГц;

Согласование импульсного контрольного сигнала со схемами ко) дек/фильтров;

Бесшумное изменение полярности.

Весьма удобной функцией новой серии HC5514 является им) пульсный контроль абонента, называемый иначе как “Teletax”. При этом схема импульсного контроля абонента должна соответство) вать следующим требованиям:

Генерация импульсов контроля должна проводиться в узком диа) пазоне частот. Усиление сигнала и регулировка тока должны подав) лять сигналы, лежащие вне рабочего диапазона частот. Уровни перегрузки схемы SLIC должны быть подобраны таким образом, чтобы избежать отсечки как голосового, так импульсного контроль) ного сигнала. Схема должна обладать низким импедансом для со) гласования с импедансом линии связи 200 Ом в диапазоне частот импульсного контроля. Схема импульсного контроля должна обес) печивать подавление трансгибридного сигнала и при этом не ока) зывать влияния на голосовой сигнал. Для обеспечения бесшумного переключения полярности, линия связи должна поглощать сигнал, лежащий вне рабочего диапазона частот, настолько, чтобы он не был принят абонентом.

Для выполнения функций импульсного контроля в схемах HC55140 и HC55150 предусмотрены следующие возможности:

Специальный высокоимпедансный вход для предварительного формирования сигнала импульсного контроля.

Дополнительный вход для уменьшения импеданса схемы SLIC та) ким образом, чтобы максимальная мощность передавалась между схемой SLIC и нагрузкой. Использование этого входа позволяет по) лучить усиление сигналов импульсного контроля 24 дБ.

Схемы HC55140 и HC55150 обеспечивают полное трансгибрид) ное затухание голосового сигнала без применения фильтров низ) кой частоты и без устройств согласования импеданса в звуковом диапазоне частот.

Для порта передачи может быть выбрано усиление –6 дБ, что в совокупности с трансгибридным затуханием обеспечивает защиту от отсечек в схемах кодек/фильтров.

В схемы HC55140 и HC55150 встроена функция смены полярнос) ти для двойного импульсного контроля.

Внутренний импеданс можно регулировать без изменения голо) сового импеданса с помощью вывода ZSPM схемы SLIC. На этот вы) вод подается сигнал, аналогичный сигналу импульсного контроля, что позволяет регулировать внутреннее сопротивление до уровня 200 Ом и менее.

Способ устранения обратной связи влияет на величину ZSPM, да) же если сопротивление схемы SLIC RZ0 является комплексным. Это уникальное свойство позволяет отказаться от полосовых фильтров, уменьшающих амплитуду сигнала.

При проектировании устройств импульсного контроля с помо) щью микросхем HC55140/HC55150 необходимо иметь в виду следу) ющие аспекты:

Данная схема SLIC способна проводить независимый контроль голосового и импульсного сигнала, причем импеданс для импульсного сигнала может принимать любые значения между 60 Ом и значением импеданса для голосового сигнала.

Если величина ZSPM подобрана таким образом, что сопротивле) ния нагрузки схемы SLIC и схемы импульсного контроля состав) ляют 200 Ом, то коэффициент усиления сигнала импульсного контроля схемой SLIC составит 4 или 24 дБ.

Если нет необходимости в применении функции импульсного контроля, вывод SPM необходимо заземлить. Это позволяет уменьшить уровень входных шумов.

Применение в схемах импульсного контроля сигналов высокой амплитуды приводит к большим значениям трансгибридного сигна) ла. Это вызывает ошибки в работе схем кодек/фильтров. Однако, используя передающий операционный усилитель, можно получить подавление трансгибридного сигнала в схеме импульсного контро) ля. По схеме видно, что подстройка соотношения плеч простого ре) зистивного делителя позволяет исключить трансгибридный сигнал импульсного контроля, но эффективность такой подстройки будет зависеть от согласованности схемы SLIC и нагрузки.

В случае незначительного рассогласования между схемой SLIC и нагрузкой импульсного контроля, передаваемый сигнал имеет за) тухание на уровне 6 дБ. При этом голосовой сигнал имеет ту же ве) личину затухания 6 дБ.

ПЕРЕДАЧА СИГНАЛОВ И ИМПУЛЬСНЫЙ КОНТРОЛЬ В РЕЖИМЕ ОБРАТНОЙ ПОЛЯРНОСТИ

Обратная полярность применяется во многих случаях как способ посылки дополнительных сигналов.

Применение режима обратной полярности существенно расши) ряет возможности схемы SLIC. Следует выделить требования к при) менению режима обратной полярности линии:

Микросхемы SLIC фирмы "Harris"

Должен ли голосовой сигнал передаваться как в нормальном ре) жиме, так и в режиме обратной полярности.

Является ли состояние линии важным для работы в режиме об) ратной полярности.

Требуется ли бесшумный режим работы.

До того как стали широко использоваться голосовые модемы, было приемлемо, чтобы инвертирующие реле прерывали ток поль) зовательской линии и работали с большими шумами. При этом бы) ло возможно применение импульсного контроля пользовательской линии и режима ожидания звонка. Однако в настоящее время тре) буется бесшумное включение режима обратной полярности.

Основным применением бесшумного переключения полярности является импульсный контроль пользовательской линии. В этом случае зарядные импульсы накладываются на голосовой сигнал и должны быть неслышными. Поэтому управление величиной обрат) ного тока линии предоставляет большие преимущества режиму об) ратной полярности.

Режим смены полярности линии в схемах серии HC5514

RREV

Микросхемы HC55121, HC55140, HC55150 предоставляют пол) ный набор цифровых функций режима обратной полярности. При этом величина обратного тока контролируется аналоговым спосо) бом. Для получения бесшумных обратных характеристик применя) ется внешний низковольтный конденсатор. Для регулирования уровня обратного сигнала используется внешний программирую) щий резистор RREV.

Схема специально разработана для применения конденсатора емкостью 0.47 мкФ, который также используется в других примене) ниях схемы SLIC.

На рисунке показана линейная зависимость между временем смены полярности (10...90 %) и сопротивлением внешнего про) граммирующего резистора RREV. Эта зависимость соответствует формуле:

TREV = 0.61 0.47 мкФ RREV.

100 к

HAR_331E

Данная схема предоставляет следующие возможности:

Управление нагрузкой в режимах с поднятой и положенной трубкой.

Детектирование обрыва линии.

Управление режимом питания линии.

Регулирование импеданса, согласование входного и выходного сигналов.

Работа в режиме обратной полярности.

Данная схема обладает такими преимуществами, как регулиро) вание температурного режима и управление сигналом вызова.

Для большинства изделий центральных АТС является необычным применение двух уровней питающего напряжения из)за размера батарей. Поэтому весьма удобно, что регулирование температур) ного режима сделало доступной подобную возможность.

УПРАВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКАМИ ПИТАНИЯ В

СХЕМАХ СЕРИИ HC5514___________________________________________

Большие потоки линий телефонной связи принимаются распре) делительными станциями, которые связаны с системами цифровой и беспроводной связи. Поскольку этим распределительным станци) ям необходимо электрическое питание, они получают его по линии ISDN или HDSL. В некоторых странах сигналы от аварийных служб также передаются через центральные АТС по линии ISDN. Поэтому схемы SLIC должны потреблять как можно меньше электрической энергии, для того чтобы габариты источников питания (батарей) бы) ли как можно меньше. Серия HC5514 имеет самое малое энергопо) требление по сравнению с другими схемами SLIC при напряжении питания 5 В в дополнение к батарее с отрицательным напряжением, необходимой для питания линии связи.

Особенности управления источниками питания в HC5514

Сверхмалая потребляемая мощность в активном и обратном ре) жиме (не более 60 мВт);

Малая потребляемая мощность сохраняется в широком диапазо) не рабочих температур;

Дежурный режим малого потребления (не более 20 мВт);

Рабочий режим сохраняется вплоть до напряжения батареи 8 В;

Работа с двумя батареями с автоматическим переключением;

Защита от перегрева;

Ограничение вытекающего тока при неисправностях;

Отказобезопасность при неисправности одного источника пита)

ния. Возможность работы от другого источника.

Большинство схем в телефонной линии значительную часть вре) мени находятся в режиме положенной трубки и ожидают входящего или исходящего сигнала вызова. По этой причине потребляемая мощность в режиме положенной трубки должна быть минимальной. Серия HC5514 удовлетворяет этому требованию, потребляя в ак) тивном состоянии в режиме положенной трубки не более 60 мВт, и в дежурном режиме — не более 20 мВт. В последнем режиме детек) торы находятся в активном состоянии, но обработка голосового сигнала невозможна. Эта свойство достигается при отключении ис) точника питания –5 В, необходимого для других маломощных схем SLIC.

В режиме поднятой трубки уменьшению потребляемой мощнос) ти способствует применение импульсных источников батарейного питания. Это также позволяет уменьшить габариты и время заряда батареи.

Следующее желаемое качество в удаленных линиях связи — это продолжительная работа при неисправности питания и возмож) ность восстановления после временных сбоев, включая переход на питание от одного источника при двухбатарейном питании, если од) на из батарей неисправна. Серия HC5514 предоставляет пользова) телю все вышеуказанные возможности.

Серия HC5514 обеспечивает три функции управления источника) ми питания:

Управление температурным режимом

Переключение батарей

Переключение батарей вместе с управлением температурным режимом При управлении температурным режимом используется метод

отвода тока линии от схемы SLIC на внешний резистор или на корот) кую линию. Это обычно используется при питании от одной батареи при больших значениях тока короткой линии. При этом уменьшает) ся температура схемы SLIC, но не уменьшается общая потребляе) мая мощность. Таким образом, перераспределяется электрическая энергия и исключается локальный перегрев компонентов линии связи.

В технологии коммутации батарей схема SLIC подключена к двум источникам батарейного питания, и она автоматически выбирает на) иболее удобное питание, в зависимости от состояния линии. Это приводит к значительной экономии потребляемой мощности. Такая технология весьма удобна в случае, если длина всех линий невелика

ив режиме положенной трубки требуется только батарея –48 В. Схема HC5514 имеет третий режим работы, когда коммутация

батарей используется вместе резистором управления температур) ным режимом. При больших значениях тока линии этот режим рабо) ты просто необходим.

Переключение батарей может использоваться в двух случаях:

При разных источниках питания в состояниях положенной и сня) той трубки;

Для оптимизации потребляемой мощности в зависимости от дли)

ны линии связи.

Поскольку управление температурным режимом подразумевает только перераспределение электрической мощности, но не обеспе) чивает малого потребления энергии, основное внимание уделяется методу коммутации батарей. Существуют две основные области применения этого метода.

При различной длине линий связи и при необходимости миними) зировать потребляемую мощность коммутатор батарей автомати) чески выбирает низковольтную батарею для короткой линии связи и высоковольтную батарею — для длинной линии связи. Это функция выполняется без вмешательства пользователя, на основе тестов, проводимых схемой SLIC автоматически.

Если, например, терминал ISDN NT1 имеет аналоговый порт с ли) нией нулевой длины, существует возможность подключить эти ана) логовые линии только к низковольтному источнику постоянного напряжения. Однако, если те же аналоговые порты используются в домашних и офисных станциях, где факсимильные и модемные уст) ройства обслуживаются этими аналоговыми портами, часто необ) ходим источник питания –48 В. В этом случае, сигнал положенной трубки может использоваться для выявления необходимости высо) ковольтной батареи при использовании серии HC5518. При приме) нении схем серии HC5514 переключение батареи происходит автоматически.

Наиболее критичными к потребляемой мощности устройствами в современных линиях связи являются системы согласования ли) ний. Они выпускаются во множестве модификаций в зависимости от техники связи между центральной АТС и удаленным терминалом. Обычным является питание “фантома” из двух пар, когда они обе используются, что составляет примерно –140 В постоянного напря) жения. Это исключает необходимость дифференцировать питание на удаленном терминале. Применение импульсных источников пи) тания в удаленных терминалах обеспечивает все необходимые для работы напряжения питания. Использование линий передачи высо) кого напряжения уменьшает ток в линии и падение напряжения на кабеле. При этом уменьшается электрическая мощность, потребля) емая центральной АТС.

Мощность, потребляемая схемами SLIC, составляет значитель) ную часть в суммарной потребляемой мощности удаленного терми) нала. Поэтому, чем меньше напряжение батареи и чем больше количество линий, обслуживаемых этой батареей, тем меньше мощность, потребляемая центральной АТС.

БЮДЖЕТ МОЩНОСТИ, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ УДАЛЕННЫМ ТЕРМИНАЛОМ