DTMF电话语音接收器BU8874/BU8874F及其应用

出处：divydong 发布于：2007-12-24 10:49:54

　　摘要：BU8874/UB8874F是ROHM公司生产的DTMF电话语音应答器。它的特点是其动态范围很宽，并可将16种不同的DTMF信号转换成4位二进制串行数据。文中介绍了BU8874/BU8874F的主要特点、仙部结构、功能参数和设计方法。给出了它的典型应用电路。

　　关键词：电话应答器 DTMF BU8874/BU8874F

1 概述

　　DTMF电话语音接收器集成电路BU8874/BU8874F是ROMHM公司生产的一类电话语音应答器。它们可以将16种不同的DTMF信号转换成4位二进制串行数据。其中BU8874采用8脚DIP封装形式，而BU8874F则采用18脚封装，两种芯片内部电路结构基本上是相同的。这种器件的特点是其动态范围很宽，因而可以省去了扩展输入动态范围而使用的放大器。另外，BU8874/BU8874F还采用专门的数字技术来进行设计，因而可以通过主控制器可靠地进行计时控制。
BU8874/BU8874F可以广泛应用于DTMF电话语音应答器中。

　　BU8874/BU8874F的主要特点如下：

　　●具有45dB的宽动态范围；

　　●具有低点源模式；

　　●采用4位二进制码串行输出；

　　●可通过主控制器对BU8874/BU8874F进行可靠地计时控制；

　　●带有输入延迟响应引脚（ACK脚）；

　　●可以使4.19MHz的晶体蜂鸣器。

2 结构功能和主要参数

2.1 内部结构和引脚功能

　　BU8874/BU8874F分别采用DIP-8和SOP-18封装形式。图1所示为BU8874/BU8874的内部结构和引脚排列。BU8874/BU8874F的各引脚的功能如表1所列。

表1 BU8874/BU8874F的引脚功能

BU8874引脚号	BU8874F引脚号	引脚名称	功能说明
1	2	INPUT	音频信号输入端，该端口前应带有耦合器
2	5	PWDN	休眠信号输入引脚。该脚为低电平“L”时，器件为正常工作模式，该脚为高电平“H”时，器件进入低功耗的休眠工作状态。应当说明的是：在将PWDN引脚设置为高电平“H”时，应首先将ACK引脚设置为低电平“L”。
3	6	OSC	器件内部振荡器输入引脚。在该脚和GND脚之间应连接一个4.194304MHz的晶体振荡器或其它合适的外部振荡器
4	8	GND	接地引脚
5	11	SD	串行数据输入引脚。当EST脚为高时，如果在ACK端输入一个串行脉冲，那么将在SD端输出一个4位的二进制码信号
6	13	ACK	应答脉冲信号输入引脚。该引脚存在着一定的管迟。当EST引脚进入高电平之后，该引脚将在四个连续脉冲的作用下激下SD数据输出引脚输出4位DTMF数字信号，并在数据移位时将个脉冲的上升沿进行锁定
7	14	EST	控制信号输出引脚。当一有效的DTMF信号到来时，该脚进入高电平
8	17	VDD	电源端

2.2 主要参数

　　BU8874/BU8874F的电源工作电压应在4.75～5.25V范围之间，它们的3脚OSC和GND之间的外接晶体（也可以是陶瓷）谐振器的振荡器频率应选择4.194304MHz，其应在±0.1%之内。下面给出了BU8874/BU8874F的几个主要的极限参数：

　　●电源电压VDD：7V；

　　●输入电压范围：GND-0.3V～VDD-0.3；

　　●输出电压范围：GND-0.3V～VDD-0.3；

　　●功耗：BU8874为500mW；

BU8874F为55mW；

　　●工作温度范围：-10～+70℃；

　　●存储温度范围：-55～125℃。

3 工作原理

3.1 正常操作

　　当一个DTMF信号输入到BU8874/BU8874F的INPUT引脚时，BU8874/BU8874F中的一对带通滤波器将分别把这一DTMF信号变换成高频（COL）和低频（ROW）的音频信号，同时又将这两种音频信号变换成数字信号送入数字检测器（DIGITAL DETECTOR），数字检测器对这两个音调信号进行检测以确定它们是否是DTMF的有效信号。如果它们是DTMF的有效信号，那么，BU8874/BU8874F的数字检测器将向其控制电路发送一个DETECT信号，同时也向代码转换器（CCDE CONVERTER）发送一个相应的COLUMN和ROW地址信号。而此时的代码转换器则在对接收并检测到的DTMF信号进行编码后，也向器件的控制电路输出一个使能（ENABLE）信号。

　　在数字检测电路输出的DETECT信号和代码转换电路输出的ENABLE信号的共同作用下，BU8874/BU8874F中的控制操作电路将输出一个初始的控制操作信号，此时如果EST引脚进入高电平，则说明器件已经检测到了有效的DTMF信号。

　　当EST脚为高电平时，如果在ACK脚输入一个串行脉冲信号，那么，SD引脚将输出一个二进制的DTMF解码信号。

　　如果在ACK引脚输入一个并行脉冲序列，那么，数据将在并行/串行转换器（PARALLEL-SERIAL CONVERTER）个脉冲的上升沿被锁存，并同时由SD引脚输出其位LSB。在这之后，由ACK引脚输入的并行脉冲中，每一个脉冲的每一位都将由SD引脚输出，直到数据中的其余三位都输出完毕。至此，四个脉冲中的全部四个数据位将全部输出完毕。

　　如果在ACK引脚输入的脉冲序列的数目只有三个或者更少，那么，其后的DTMF输入将不能被完全解码；而如果输入ACK引脚的脉冲数目超过了四个，那么系统将不予接受而不能正常工作，直到EST引脚再次高为止。表2所示为从SD端输出的串行数据格式。

表2 SD端口的数据输出格式

ROW（Hz）	COL（Hz）	No.	b3(MSB)	b2	b1	b0(LSB)
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
852	1336	8	1	0	0	0
852	1447	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

表3 操作模式的输入逻辑选择

ACK	PWDN	ACK PWDN状态
X	L	正常操作模式
L	H	低功耗模式
H	H	未定义

3.2 低功耗模式

　　如果ACK为低，那么，BU8874/BU8874F的低拉耗模式将在PWDN的上升沿被激活。表3所列是BU8874/BU8874F的操作模式输入逻辑选择方式。当电路处于低功耗模式时，ACK引脚可以由低电平转入高电平并再次加到低电平。而当PWDN为低电平时，电路将返回正常操作模式。在电路从低功耗模式转入正常操作模式之后，如果仍然存在一个有效的DTMF信号，也就是说，电路在低功耗模式时的有效输入信号还存在，那么，数据将由输入的ACK脉冲序列进行第二次读入（次读入已经伴随着正常操作模式的恢复而错过）。实际上，假如电路有n次进入低功耗模式，只要输入的DTMF信号连续存在，那么在EST为高时，数据就将被重新读放n+1次。

4 应用电路

　　BU8874/BU8874F是DTMF电路语音应答器的理想器件。它的应用电路十分简单。一个BU8874/BU8874F的典型应用电路。由晶体管2SC1740和电阻R591～R595、以及电容C592～C593组成的前置放大器的主要作用是用业增加DTMF信号的接收灵敏度。而如果要将DTMF信号直接输入给BU8874/BU8874F，那么可将图中的JP592短接即可。耦合电路C501的选择原则是应能很好地耦合697Hz以上的DTMF信号。由于BU8874/BU8874F器件对其晶振的振荡频率要求较高。因此，在设计时应尽量选择频率较高的石英晶体振荡器。如果选用陶瓷振荡器，则一定要保证其达到±0.1%以内。而VCC端接的旁路电容则选用100μF的普通铝电解电容器即可。

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