BL1302A57/S 单片串行接口编译编码器/ 单片串行接口编译编码器/滤波器 一、 概述 BL1302A57/S 由编码器，译码器，基准电 压源，发送与接收滤波器，时钟和控制电路， 串行 PCM 接口等组成。电路能完成符合 A 律 的编译码/滤波功能，与 TP 3057 兼容。 电路按功能可分成发送和接收二大部分： 发送部分：发送的音频信号，首选进入一运 发送部分： 放，调节其外接电阻，可控制运放增益。其后 经过一有源 RC 前道滤波器，用以抑制甚高频 噪声，完成限带功能。继而是带通滤波器，使 总的通带在 0.2~3.4kHz 范围之内。然后经过采 样，保持，模数转换，并按 A 律进行编码，最 后成为串行的 PCM 码输出。 接收部分：由扩展译码器和一个低通滤波器所组成。扩展译码器将 A 律的 PCM 码恢复成模拟信 接收部分： 号。低通滤波器校正译码输出的 sinx/x 响应，抑制掉 3.4kHz 以上的信号，其后为一个单端的功率 放大器，它具有低阻抗的驱动能力。 器件工作需要如下时钟： 发送和接收的主时钟：与主时钟同步的收发位时钟，其频率范围是 64kHz~2048 kHz；以有收 和发的帧同步脉冲。 二、 特点 ·本电路是一个完整的编译码加滤波器的系统(COMBO)，它包括： a. 发送高通和低通滤波器 b. 带有 sinx/x 校正的接收低通滤波哭器 c. 有源 RC 噪声滤波器 d. A 律压扩编译码器 e. 内部精密参考电压源 f. 串联的输入/输出接口 ·16 脚双列直插或 SOP 塑料封装 ·满足 CCITT 规范的相关要求 · ± 5V 的工作电压 ·低功耗：工作时典型为 50 mW 卸电状态为 3 mW ·能自动进入卸状态 ·与 TTL 和 CMOS 电平兼容的数字接口 http://www.belling.com.cn -1Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 三、 管脚说明 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 代号 VBB GNDA VFRO VCC FSR DR BCLKR/CLKSEL MCLKR/PDN MCLKX BLCKX DX FSX 14 15 16 GSX VFXIVFXI+ TS X http://www.belling.com.cn I/O I I O I I I I I I I O I O 说明 负电源，VBB=-5V ± 5% 模拟地，所有信号都以此脚电平作参考 接收放大器的模拟输出 正电源，VCC=5V ± 5% 接收帧同步脉冲 接收 PCM 数据输入端 接收位时钟兼主频选择 接收主时钟兼 power-down 控制 发送主时钟 发送位时钟 三态 PCM 数据输出 发送帧同步脉冲输入 开漏输出端，编码时隙输出低电平 O I I 发送输入放大器的模拟输出 发送输入放大器的负向输入端 发送输入放大器的正向输入端 -2Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 四、 功能描述 1) 启动 当接通电源时，器件被内部上电复位线路初始化并进入 Power-down 状态。全部模拟线路和 大部分数字逻辑处于不活动状态，DX 和 VFRO 端处于高阻态。要使器件 Power-up，必须在 MCLKR/PDN 端施加逻辑低电平或时钟，并在 FSX /或 FSR 端施加脉冲。从而有二种 Power-down 控制方式。其一是使 MCLKR/PDN 处于高电平；另一方法是使 FSX 和 FSR 端连续地处于低电平， 在最后的 FXS 或 FSR 脉冲后大约 2ms，器件将进入 Power-down 状态。第一个 FSX 或 FSR 将使器 件 Power-up。三态 PCM 数据输出 DX 在第二个 FSX 脉冲到来前一直保持高阻态。 2) 同步工作 同步工作时，发送和接受必须施加同一主钟。在这一方式下，MCLKX 端必须加一时钟， 而 MCLKR/PDN 端可用作 Power-down 控制。MCLKR/PDN 端的低电平使器件 Power- up，而高 电平使器件 Power-down。任一情况下，MCLKX 均被选作发送和接收电路的主钟。 BCLKX 端必须施加位钟，而 BLKR/CLKSEL 端用于为 1.536MHZ，1.544MHZ 或 2.048MHZ 选择合适的内部分频器。位于 1.544MHZ 工作，器件自动补偿每帧的第 193 个时钟脉冲。 BCLKR/CLKSEL 端为固定电平时，BCLKX 将同时作为发送与接收的位钟。右表示出工作 频率与 BCLKR/CLKSEL 状态的对应关系。BCLKX 与 BCLKR 可以从 64KHZ 至 2.048MHZ，两者 频率不一定相等，但必须与 MCLKX 同步。每一 FSX 脉冲启动一编码周期，上一编码周期的 PCM 码在 BCLKX 的上沿从 DX 端移出。八个位钟周期后，三态 DX 输出回到高阻态。在有 FSR 脉冲时，PCM 码在 BCLKX(或 BCLKR，如果它是一个脉冲)的下沿经 DR 端锁存。FSX 和 FSR 必 须与 MCLKX/R 同步。 3) 短帧同步工作 器件可以用短帧同步或长帧同步脉冲。刚上电时，器件处于短帧方式。在此方式下帧同步 脉冲 FSX 和 FSR 必须为一个位钟周期长，定时关系见短帧定时图。在 FSX 为高电平期间有一 BCLKX 下沿，接着的 BCLKX 上沿将启动 DX 输出缓冲器输出符号位，随后的七个上沿输出剩下 的七位，接着的下沿禁止 DX 输出。在 FSR 为高电平期间有一 BCLDKR(或 BCLKX，如果 BCLKR 为恒定电平)下沿，接着的 BCLKR 下沿锁存符号位，随后的七个下沿锁存余下的七位。 4) 长帧同步工作 长帧方式下，帧同步脉冲 FSX 和 FSR 必须是三位以上位钟周期长，定时关系见长帧定时 图。器件根据发关帧同步脉冲 FSX 来判定使用的是长帧还是短帧脉冲 。对于 64KHZ 工作，帧 同步脉冲必须至少有 160ns 的低电平。DX 输出缓冲器为 FSX 的上沿或 BCLKX 的上沿(以后到者 为准)所启动并输出符号位。随后的七个 BLCLX 上沿输出余下的七位。DX 输出为 BCLKX 的第 八个上沿后的下沿或 FSX 的下沿(看谁后到)所禁止。接收帧同步脉冲 FSR 的上沿将使 DR 端的 PCM 数据在接着的八个 BCLKR(或 BCLKX，如果 BCLKR 为恒定电平)下沿锁存。 5) 半通道工作 除了通常的全通道工作方式，器件还可以在半通道工作方式下。保持 FSR 为低电平，器件 就进入发送半通道工作方式；DR 端的 PCM 数据不于理睬。保持 FSX 为低电平，FSR 施加脉 冲，器件进入接收半通道工作方式。在此方式下，发送电路的大部分停止工作，DX 和 TS X 输 出保持高阻态。如果 MCLKR 为时钟，则 MCLKR 被用作内部主钟。如果 MCLKR 不是时钟，则 MCLKX 被用作内部主钟，但此时须与 FSR 同步。如果 BCLKR 不是时钟，则 BLCKX 被用作内 部主钟，但此时须与 FSR 同步。如果 BCLKR 不是时钟，则 BCLKX 用作接受时钟。在接收半通 道方式，FSR 的长度用于决定使用长度用于决定使用长帧还是短帧定时方式。 http://www.belling.com.cn -3Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 6) 工作方式的转换 工作方式的转换 工作方式转换如右图所示。不推荐使用全通 道与接收半通道之间的转换与发送通道向接 收半通道的转换。 7) 发送部分 输入级是一个可通过外接电阻来调节增益的运放，该运放的噪声低，频带宽，在语音能带 内增益可超过 20dB。输入运放驱动一个单位增益的滤波器，它包括 RC 有源前道滤波器和其后 的一个 8 阶开关电容带通滤波器，时钟频率是 256kHz。滤波器输出直接驱动编码器的采样和保 持电路。A/D 服从 A-law 压扩律，片内在一个 ± 2.5V 的精密基准电压源。帧同步脉冲 FSx 控制 滤波器的输出采样和逐次逼近编码周期的开始。随后，8 位编码被 放入一个缓冲器中，在下一 个帧脉控制下，以串行形式由 DX 输出。整个编码周期延迟约 290μs, 任何滤波器和比较器的失 调电压，在符号位编码时被去除。 8) 接收部分 接收部分包括一个服从于 A-law 压扩律的数-模转换及一个 5 阶开关电容低通滤波器，时钟 频率 256kHz。此低通滤波器还校正由于 8 kHz 采样/保持引起的 sinx/x 衰减，该滤波器后面是 一个二阶 RC 有源后置滤波器与输出功率(在接 600 Ω 负载时)达到 7.2dBm 的功率放大器。接收 部分也是单位增益。当接收帧信号出现后，PCM 输入数据在随后 8 个 BCLKX 时钟下降沿作用 下由 DR 端输入，在译码时隙开始时，进行译码。整个译码周期延迟约 280μs。 五、 电参数 1) 最大额定值 项目 a. VCC(对模拟地 GNDA) b.VBB(对模拟地 GNDA) c.任一模拟输入或输出端电压 d. 任一数字输入或输出端电压 e.工作温度范围 f.贮存工作温度范围 g.ESD(人体模式) h.抗栅锁效应 数值 7 -7 VCC+0.3 ~ VBB-0.3 VCC+0.3 ~ VBB-0.3 -25 ~ +125 -65 ~ +150 1000 100 单位 V V V V ℃ ℃ V mA 2) 电特性(除非另有说明，V 电特性 CC=0.5V ± 5%，VBB=-5V ± 5%，Ta=0℃~70℃; 所有的信号都以 GNDA 为基准，典型特性指 VCC=5.0V，VBB=-0.5V，Ta=25℃下的值) 符号 参数 条件 最小 典型 最大 VIL 0.6 输入低电压 VIH 2.2 输入高电压 VOL D ,I =3.2mA 0.4 输出低电压 X L 0.4 ,I =3.2mA,开漏 TS X VOH IIL 输出高电平 输入低电流 IIH IOZ 输入高电流 高阻态输出电流 http://www.belling.com.cn L DX，IH=-3.2mA GNDA≤VIN≤VIL 全 部数字输入端 VIH≤VIN≤VCC DX, GNDA≤V0≤Vcc -4Total 12 Pages 单位 V V V V 2.4 -10 10 V μA -10 -10 10 10 μA μA 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 发送输入放大器的模拟接口 IIXA 输入漏电电流 RIXA 输入阻抗 ROXA 输出阻抗 RLXA 负载阻抗 CLXA 负载电容 VOXA 输出动态范围 AVXA 电压增益 FUXA 单位增益带宽 VOSXA 失调电压 VCMXA 共模电压 CMRRXA 共模抑制比 PSRRXA 电源抑制比 接收滤波器的模拟接口部分 RORF 输出阻抗 RLRF 负载阻抗 CLRF 负载电容 VOSRO 输出直流失调电压 -2.5V≤V≤2.5V,VFXI ± -2.5V≤V≤2.5V,VFXI ± 闭环，单位增益 GSX GSX -200 10 3 10 -2.8 5000 1 -20 -2.5 60 60 CMRRXA＞60dB DC Test DC Test 1 50 2.8 2 +20 2.5 功耗 ICC0 卸电状态电流 不加负载* IBB0 卸电状态电流 不加负载* ICC1 加电状态电流 不加负载 IBB1 加电状态电流 不加负载 *这种测试应在正常加电工作一段时间后进行 0.14 0.20 5.0 5.0 Ω kΩ pF V V/V MHz mV V dB dB 3 Ω Ω 500 200 pF mV 600 -200 nA MΩ 1 GSX,RL≥10K Ω VFXI+到 GSX VFRO 脚 VFRO= ± 2.5V 200 0.30 1.5 10.0 10.0 mA mA mA mA 3) 定时规范 ( VCC=5.0V ± 5%，VBB=-5V ± 5%，Ta=0℃~70℃。所有信号都以 GNDA 为基准。典型值是在 VCC=+5V，VBB=-5.0V，Ta=+25℃下测量) 符号 参数 条件 最小 典型 最大 单位 1.536 MHz 1/tPM 主时钟频率 取决于 BCLKR/ CLKSEL 脚 的输入 1.554 MCLKX 和 MCLKR 2.048 tRM 主时钟上升时间 MCLKX 和 MCLKR 50 ns tFM 主时钟下降时间 MCLKX 和 MCLKR 50 ns tPB 位时钟周期 485 488 15725 ns tRB 位时钟上升时间 BCLKX 和 MCLKR 50 ns tFB 位时钟下降时间 BCLKX 和 MCLKR 50 ns twMH 主时钟高电平宽度 BCLKX 和 MCLKR 160 ns twML 主时钟低电平宽度 MCLKX 和 MCLKR 160 ns tSFFM 从 FSX 上沿到 MCLKX 下 仅对长帧 100 ns 降沿的建立时间 tWBH 位时钟高电平宽度 VIH=2.2V 160 ns tWBL 位时钟低电平宽度 VIL=0.6V 160 ns tHBFL 位时钟下沿到帧同步脉冲 仅对长帧 0 ns 下沿保持时间 http://www.belling.com.cn -5Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S tHBFS tSFB tDBD tDBTS tDZC tDZF tSDB tHBD tSF tHF tHBFI TWFL 从位时钟上沿到帧同步脉 冲上沿的保持时间 从帧同步到位时钟下沿的 保持时间 BCLKX 上沿到有效数据之 间的延时 到 TSX 输出低电平的延时 从 BCLKX 下沿到输出数据 被禁止的延时 从 FSX 或 BCLKX(以后来 为准)到有效数据之间的延 时时间 从 DR 有效到 BCLKR/X 下 沿的建立时间 从 BCLKR/X 下沿到 DR 无 效的保持时间 从 FSX/R 到 BCLKX/R 下沿 的建立时间 从 BCLKR/X 下沿到 FSX/R 下沿的保持时间 从位时钟第三周期的下沿 到帧同步的建立时间 帧同步脉冲的最小低电平 宽度 http://www.belling.com.cn 仅对短帧 0 ns 仅对长帧 80 ns 负载=150pF 加二个 LSTTL 负载 负载=150pF 加二个 LSTTL 负载 CL=0pF 到 150pF 0 140 ns 0 140 ns 50 165 ns CL=0pF 到 150pF 20 165 ns 短帧同步脉冲(1 位时钟 周期长) 短帧同步脉冲(1 位时钟 周期长) 长帧同步脉冲(3~8 位时 钟周期长) 64Kb/s 的工作模式 -6Total 12 Pages 50 ns 50 ns 50 ns 100 ns 100 ns 160 ns 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 4) 传输特性(除非另有说明是，Ta=0℃~70℃，V 传输特性 CC=5V ± 5% ，VBB=-5V ± 5% GND=0V， f=1.02kHz,VIN=0dBm0,发送放大器连结成增益为 1，无反相的型式) 符号 参数 条件 最小 典型 最大 振幅响应 绝对电平 额定的 0dBm 电平是 4dBm0 1.2276 (600 Ω ) 0dBm0 tMAX 最大过载电平(3.14dBm0) 2.492 -0.25 0.25 GXA 发送增益 Ta=25℃，VCC=5V，VBB= -5V (绝对值) GSX 端输入电平=0dBm0 F=1020Hz -40 GXR 相对于 GXA 的发 f=16Hz -30 送增益 f=50Hz f=60 Hz -26 f=200 Hz -1.8 -0.1 f=300 Hz ~ 3000Hz -0.15 0.15 -0.35 0.05 f=3300 Hz f=3400 Hz -0.7 0 -14 f=4000 Hz f=4600 Hz -32 测试响应从 0~4000 Hz GXAT 绝对发送增益随温 相对于 GXA -0.1 0.1 度的变化 GXAV 绝对发送增益随电 相对 GXA -0.05 0.05 源电压的变化 发送增益随电平的 正弦测试法 GXRL 变化 参考电平= -10dBm0 http://www.belling.com.cn -7Total 12 Pages 单位 Vrms VPK dB dB dB dB dB dB dB dB dB dB dB dB 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S + GRA 绝对接收增益 GRR 相对于 GRA 的接收 增益 GRAT 绝对接收增益随温 度的变化 绝对接收增益随电 源电压的变化 接收增益随电平变 化 GRAV GRRL VRO 接收输出驱动电平 包络延迟频率响应 DXA 发送绝对延时 DXR 相对于 DXA 的发 送延时 DRA DRR 绝对接收延时 相对于 DRA 的接 收延时 噪声 NXP NRP NRS 发送噪声 接收噪声 噪声单频 PPSRX 正电源抑制发送 NPSRX 负电源抑制发送 http://www.belling.com.cn VFXI = -40dBm0~3dBm0 VFXI+= -50dBm0~40dBm0 VFXI+= -55dBm0~50dBm0 Ta=25℃，VCC=5V，VB=-5V 输 入：数字码序列 1020 Hz 的 0dBm0 信号 f=0~3000Hz f=3300Hz f=3400Hz f=4000Hz 相对于 GRA 正弦测试法，参考输入的 PCM 码相当于一个理想的译码的 PCM 电平 = -40dBm0~+3dBm0 = -50dBm0~40dBm0 = -55dBm0~50dBm0 RL=600 Ω f=1600Hz f=500~600Hz f=600~800Hz f=800~1000Hz f=1000~1600Hz f=1600~2600Hz f=2600Hz~2800 Hz f=2800Hz~3000Hz f=1600Hz f=500~1000Hz f=1000~1600Hz f=1600~2600Hz f=2600~2800Hz f=2800~3000Hz PCM 码等于零 f=0~100kHz 环路，测 VFXI+=0Vrms VFXI+=-50dBm0 VCC=5.0VDC+100Vrms f=0~50kHz VFXI+=-50dBm0 VCC=-5.0VDC+100Vrms -8Total 12 Pages -40 -30 -0.2 -0.4 -1.2 0.2 0.4 1.2 dB dB dB -0.25 0.25 dB -0.15 -0.35 -0.7 -0.1 0.15 0.05 0 -14 0.1 dB dB dB dB dB -0.05 0.05 dB -0.2 -0.4 -1.2 -2.5 -0.2 -0.4 1.2 2.5 dB dB dB V 290 195 120 50 20 55 80 130 270 -25 -20 70 100 145 -74 -82 90 125 175 μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs μs -67 -79 -53 dBm0P dBm0P dBm0 315 220 145 75 40 75 105 155 290 40 dBC 40 dBC 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S PPSRR NPSRR 正电源抑制接收 负电源抑制接收 失真 STDx STDr 总信噪比发送或 接收半通道 SFDX SFDr IMD 单频失真发送 单频失真接收 交互调制失真 串音 Ctx-r Ctx-x 发送到接收串 音，0dBm0 发送 电平 接收到发送串 音，0dBm0 发送 电平 f=0~50kHz PCM 码等于正零 VCC=5.0VDC+100mVrms 测 VFRO f=0 ~ 4000Hz f=4k ~ 25kHz f=25kHz ~ 50kHz PCM 码等于正零 VCC=-5.0VDC+100mVrms 测 VFRO f=0 ~ 4000Hz f=4k ~ 25kHz f=25kHz ~ 50kHz 正弦测试方法 电平=3.0dBm0 =0dBm0 to –30 dBm0 =-40 dBm0XMT RCV -55 dBm0 XMT RCV 40 40 36 dBC dBC dBC 40 40 36 dBC dBC dBC 33 36 29 30 14 15 -46 -46 -41 dBC dBC dBC dBC dBC dBC dB dB dB 循环测试 VFXI+=-4Bm0 to –21 dBm0 频率范围：300Hz ~ 3400Hz f=300Hz ~ 3400Hz Dr=静态 PCM 码 -90 -75 dB f=300Hz ~ 3400Hz VFxI=多音调 -90 -70 dB 5) 在 DX 输出处的编码格式 VIN(在 GSX)=+满度 VIN(在 GSX)=0V VIN(在 GSX)=-满度 六、 BL1302A57 A 律 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 应用信息 http://www.belling.com.cn -9Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 电源供给 本电路内部虽有保护电路，但仍建议根据 CMOS 电路的标准规范操作。在连接任何其他脚之 前，先将地线连接。所有地线需有一公共端点，此点应尽可能靠近 GNDA 管脚，这将减少总线内 部地回流间的相互影响，此公共点与 VCC、VBB 间应接 0.1μF 退藕电容，并尽可能靠近器件管脚。 为达到最佳效果，此器件的地线应以星状形式连接到电路板的公共地线，而不是以总线形式。此公 共地点与 VCC、VBB 之间联以 10μF 的退藕电容。 1) 接收增益的调节 若接收端输出需驱动 600 Ω 的负载，并且所需摆幅小于 ± 2.5V，可在输出端处插入——“T” 型或“π”型匹配网络，表 1 列出了对应于不同衰减的电阻值，这些大多不是标准电阻值，但可用 此表来估算与接近的电阻网络的衰减。另外，即使有轻微的输入阻抗不匹配，此接法仍可容忍 ， 并保持较好的回路损耗。 2) 3) 衰减网络及衰减表 N N2 +1 Z1 Z 2 × 2 －2 2 N −1 N −1 Z1 N R2 = 2 Z 1 Z 2 × 2 S= Z2 N −1 R1=Z1 Z1 Z 2 N2 −1 ×( ) 2 N N2 −1 R4=Z1( 2 ) N − 2 NS + 1 R3 = Z= Z SC • Z OC ZSC=终端短路阻抗 ZOC=终端开路阻抗 “T”衰减网络 “π”衰减网络 http://www.belling.com.cn - 10 Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S 衰减表(Z1=Z2=300 Ω ，电阻单位 Ω ) dB R1 R2 R3 0.1 1.7 26K 3.5 0.2 3.5 13K 6.9 0.3 5.2 8.7K 10.4 0.4 6.9 6.5K 13.8 0.5 8.5 5.2K 17.3 0.6 10.4 4.4K 21.3 0.7 12.1 3.7K 24.2 0.8 13.8 3.3K 27.7 0.9 15.5 2.9K 31.1 1.0 17.3 2.6K 34.6 2 34.4 1.3K 70 3 51.3 850 107 4 68 650 144 5 84 494 183 4) R4 52K 26K 17.4K 13K 10.5K 8.7K 7.5K 6.5K 5.8K 5.2K 2.6K 1.8K 1.3K 1.1K dB 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 18 20 R1 100 115 379 143 156 168 180 190 200 210 218 233 246 R2 402 380 284 244 211 184 161 142 125 110 98 77 61 R3 224 269 317 370 427 490 550 635 720 816 924 1.17K 1.5K R4 900 785 698 630 527 535 500 473 450 430 413 386 366 典型的同步应用 七、封装信息 Physical Dimensions inches (millimeters) http://www.belling.com.cn - 11 Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006 BL1302A57/S http://www.belling.com.cn - 12 Total 12 Pages 8/28/2006 Wrote by 2006