DTMF電話語音接收器BU8874/BU8874F及其應用

發布時間：2010-8-5 10:06 發布者：lavida

1 概述

DTMF電話語音接收器集成電路BU8874/BU8874F是ROMHM公司生產的一類電話語音應答器。它們可以將16種不同的DTMF信號轉換成4位二進制串行數據。其中BU8874采用8腳DIP封裝形式，而BU8874F則采用18腳封裝，兩種芯片內部電路結構基本上是相同的。這種器件的最大特點是其動態范圍很寬，因而可以省去了擴展輸入動態范圍而使用的放大器。另外，BU8874/BU8874F還采用專門的數字技術來進行設計，因而可以通過主控制器可靠地進行計時控制。

BU8874/BU8874F可以廣泛應用于DTMF電話語音應答器中。

BU8874/BU8874F的主要特點如下：

●具有45dB的寬動態范圍；
●具有低點源模式；
●采用4位二進制碼串行輸出；
●可通過主控制器對BU8874/BU8874F進行可靠地計時控制；
●帶有輸入延遲響應引腳（ACK腳）；
●可以使4.19MHz的晶體蜂鳴器。

2 結構功能和主要參數

2.1 內部結構和引腳功能

BU8874/BU8874F分別采用DIP-8和SOP-18封裝形式。圖1所示為BU8874/BU8874的內部結構和引腳排列。BU8874/BU8874F的各引腳的功能如表1所列。

表1 BU8874/BU8874F的引腳功能

BU8874引腳號	BU8874F引腳號	引腳名稱	功能說明
1	2	INPUT	音頻信號輸入端，該端口前應帶有耦合器
2	5	PWDN	休眠信號輸入引腳。該腳為低電平“L”時，器件為正常工作模式，該腳為高電平“H”時，器件進入低功耗的休眠工作狀態。應當說明的是：在將PWDN引腳設置為高電平“H”時，應首先將ACK引腳設置為低電平“L”。
3	6	OSC	器件內部振蕩器輸入引腳。在該腳和GND腳之間應連接一個4.194304MHz的晶體振蕩器或其它合適的外部振蕩器
4	8	GND	接地引腳
5	11	SD	串行數據輸入引腳。當EST腳為高時，如果在ACK端輸入一個串行脈沖，那么將在SD端輸出一個4位的二進制碼信號
6	13	ACK	應答脈沖信號輸入引腳。該引腳存在著一定的管遲。當EST引腳進入高電平之后，該引腳將在四個連續脈沖的作用下激下SD數據輸出引腳輸出4位DTMF數字信號，并在數據移位時將第一個脈沖的上升沿進行鎖定
7	14	EST	控制信號輸出引腳。當一有效的DTMF信號到來時，該腳進入高電平
8	17	VDD	電源端

2.2 主要參數

BU8874/BU8874F的電源工作電壓應在4.75～5.25V范圍之間，它們的3腳OSC和GND之間的外接晶體（也可以是陶瓷）諧振器的振蕩器頻率應選擇4.194304MHz，其精度應在±0.1%之內。下面給出了BU8874/BU8874F的幾個主要的極限參數：

●最高電源電壓VDD：7V；
●最大輸入電壓范圍：GND-0.3V～VDD-0.3；
●最大輸出電壓范圍：GND-0.3V～VDD-0.3；
●最大功耗：BU8874為500mW；BU8874F為55mW；
●工作溫度范圍：-10～+70℃；
●存儲溫度范圍：-55～125℃。

3 工作原理

3.1 正常操作

當一個DTMF信號輸入到BU8874/BU8874F的INPUT引腳時，BU8874/BU8874F中的一對帶通濾波器將分別把這一DTMF信號變換成高頻（COL）和低頻（ROW）的音頻信號，同時又將這兩種音頻信號變換成數字信號送入數字檢測器（DIGITAL DETECTOR），數字檢測器對這兩個音調信號進行檢測以確定它們是否是DTMF的有效信號。如果它們是DTMF的有效信號，那么，BU8874/BU8874F的數字檢測器將向其控制電路發送一個DETECT信號，同時也向代碼轉換器（CCDE CONVERTER）發送一個相應的COLUMN和ROW地址信號。而此時的代碼轉換器則在對接收并檢測到的DTMF信號進行編碼后，也向器件的控制電路輸出一個使能（ENABLE）信號。

在數字檢測電路輸出的DETECT信號和代碼轉換電路輸出的ENABLE信號的共同作用下，BU8874/BU8874F中的控制操作電路將輸出一個初始的控制操作信號，此時如果EST引腳進入高電平，則說明器件已經檢測到了有效的DTMF信號。

當EST腳為高電平時，如果在ACK腳輸入一個串行脈沖信號，那么，SD引腳將輸出一個二進制的DTMF解碼信號。

如果在ACK引腳輸入一個并行脈沖序列，那么，數據將在并行/串行轉換器（PARALLEL-SERIAL CONVERTER）第一個脈沖的上升沿被鎖存，并同時由SD引腳輸出其最低位LSB。在這之后，由ACK引腳輸入的并行脈沖中，每一個脈沖的每一位都將由SD引腳輸出，直到數據中的其余三位都輸出完畢。至此，四個脈沖中的全部四個數據位將全部輸出完畢。

如果在ACK引腳輸入的脈沖序列的數目只有三個或者更少，那么，其后的DTMF輸入將不能被完全解碼；而如果輸入ACK引腳的脈沖數目超過了四個，那么系統將不予接受而不能正常工作，直到EST引腳再次高為止。表2所示為從SD端輸出的串行數據格式。

表2 SD端口的數據輸出格式

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 操作模式的輸入邏輯選擇

ACK	PWDN	ACK PWDN狀態
X	L	正常操作模式
L	H	低功耗模式
H	H	未定義

3.2 低功耗模式

如果ACK為低，那么，BU8874/BU8874F的低拉耗模式將在PWDN的上升沿被激活。表3所列是BU8874/BU8874F的操作模式輸入邏輯選擇方式。當電路處于低功耗模式時，ACK引腳可以由低電平轉入高電平并再次加到低電平。而當PWDN為低電平時，電路將返回正常操作模式。在電路從低功耗模式轉入正常操作模式之后，如果仍然存在一個有效的DTMF信號，也就是說，電路在低功耗模式時的有效輸入信號還存在，那么，數據將由輸入的ACK脈沖序列進行第二次讀入（第一次讀入已經伴隨著正常操作模式的恢復而錯過）。實際上，假如電路有n次進入低功耗模式，只要輸入的DTMF信號連續存在，那么在EST為高時，數據就將被重新讀放n+1次。
4 應用電路

BU8874/BU8874F是DTMF電路語音應答器的理想器件。它的應用電路十分簡單。一個BU8874/BU8874F的典型應用電路。由晶體管2SC1740和電阻R591～R595、以及電容C592～C593組成的前置放大器的主要作用是用業增加DTMF信號的接收靈敏度。而如果要將DTMF信號直接輸入給BU8874/BU8874F，那么可將圖中的JP592短接即可。耦合電路C501的選擇原則是應能很好地耦合697Hz以上的DTMF信號。由于BU8874/BU8874F器件對其晶振的振蕩頻率精度要求較高。因此，在設計時應盡量選擇頻率精度較高的石英晶體振蕩器。如果選用陶瓷振蕩器，則一定要保證其精度達到±0.1%以內。而VCC端接的旁路電容則選用100μF的普通鋁電解電容器即可。

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