Semic● CS9370DGP DTMF 接收解码电路 概述 CS9370DGP 是一个完整的 DTMF 接收解码电路。和其它电路，如 LCD 驱动电路一起，可实现 CALLER ID 功能。它集成了陷波滤波器和数字解码功能。在滤波器部分，使用了开关电容技术；解 码部分，用数字计数的方法检测所有 16 种 DTMF 音频对，并将它们编成 4bits 的码。通过在芯片上 放置差分输入放大器，时钟晶振和可锁存的三态输出，可以使外围元件最少。 功能特点 管脚排列图 单 5V 工作电压 IN+ 1 18 VDD ● CMOS 工艺 IN- 2 17 St/GT GS 3 ● 性能优越，最小外围线路设计 ● 低功耗设计 ● 省电模式 ● INHIBIT 模式 ● VREF 4 INH 5 PWDN 6 OSC1 7 OSC2 8 VSS 9 封装形式：DIP18 塑封 CS9370DGP ● 16 ESt 15 StD 14 Q4 13 Q3 12 Q2 11 Q1 10 TOE 管脚说明 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 符号 IN+ INGS VREE INH PWDN OSC1 OSC2 VSS TOE I/O I I O O I I I O I 端口形式 CMOS IN 下拉 CMOS IN 下拉 CMOS IN 上拉 11～14 Q1～Q4 O - 15 StD O CMOS OUT 16 Est O CMOS OUT 17 18 St/GT VDD I/O CMOS I/O - 版本：1.1 2001-04-25 功 能 放大器同相输入端。 放大器反相输入端。 放大器输出，增益选择 参考电压输出，通常为 VDD/2。 1633Hz 检测控制端，高电平有效。 省电模式控制端，高电平时，振荡器停振。 振荡器入端 外接 3.579545MHz 的晶振或陶瓷振 荡器。 振荡器出端 电源负端。 数据输出控制端，高电平时允许 Q1～Q4 输出。 解码后的三态数据输出端，TOE 端为“高”，输出数据； TOE 为“低”，高阻抗。 延迟的保持时间端，当接受到一个有效 DTMF 信号， STD 变“高” ，否则为“低” 。 先前保持时间端，当检测到一个被承认的音频对时为高 电平，否则为低。 通过外接电阻电容来选择 DTMF 有效时间及解除时间。 电源正端。 第 1 页 共 7 页 CS9370DGP 端口形式 CMOS I/O VDD CMOS IN NMOS OUT CMOS OUT VDD CMOS IN/上拉 CMOS IN/下拉 OSC VDD F 10M 10P 20P EN 功能框图 INH 拨号 音频 滤波器 IN+ INGS 时钟 OSC2 6阶 高频组 滤波器 电源 偏 置 电 压 8阶 低频组 滤波器 参 考 电 压 Q1 过零检测 数字 编码 检测 和 算法 锁存 Q2 Q3 Q4 过零检测 控制逻辑 偏置电路 OSC1 VSS VDD PWDN VREF St/GT ESt StD TOE 功能说明 信号经过输入放大，过滤掉噪声，再被由 6 阶高频组带通滤波器和 8 阶低频组带通滤波器组成 的陷波滤波器滤出 DTMF 信号，然后经过平滑滤波，再由过零检测器将模拟信号转换成数字信号， 进入数字部分。 信号在数字部分分为两路，一路直接送到频率检测部分，分别对信号进行高频和低频检测。如 果输入信号频率在预先设置的范围内，则将检测结果送到编码部分进行编码，并等待 D 触发器的同 步输出信号；如果输入信号频率不在预先设置的范围内，检测结果维持为 0 不变。 另一路则送到频率平均算法部分，分别经过 4，8 分频，以初步检测信号的持续时间，将诸如噪 声之类的干扰消除掉；同时，进一步设置更为严格的频率检测范围。如果信号通过了检测，就使 ESt 端输出高电平，通过外围 RC 回路对 St 端充电（R，C 的值可以根据不同的工业标准进行选择） ，如 果 ESt 端高电平持续时间足够长，使充电后 Vc≥Vtst（2.35V，这是通过比较器比较） ，这就意味着 第 2 页 共 7 页 CS9370DGP 所检测的信号满足 DTMF 的工作标准，则使引导逻辑部分的输出同步脉冲到编码部分，使 4 位编码 输出，经过延迟单元，锁存进三态输出单元，输出正确的码；同时，引导逻辑部分产生 StD 端高电 平信号，同时使 GT 维持为高电平。如果充电时间不够长，这就是说即使被检测信号的频率在 DTMF 频率范围内，但它的持续时间不足以满足 DTMF 的工业标准，输出同步脉冲保持为 0，编码结果不 输出。 CS9370DGP 还有以下功能： (1).INH 功能：使编码输出中不含有 1633Hz 这个频率。 (2).PWDN 功能：晶振停止振荡，数字电路不工作，模拟部分进入节电状态，使功耗降到最低。 高频和低频检测的频率范围见表： （单位：Hz） 标准 DTMF 频率 低 频 部 分 高 频 部 分 697 770 852 941 1209 1366 1477 1633 信号频率检测范围 最小值 最大值 663 731 731 809 809 894 894 986 1152 1266 1274 1397 1410 1547 1558 1707 信号平均算法范围 最小值 最大值 675 716 745 791 824 875 910 966 1170 1242 1293 1372 1430 1517 1580 1676 第 3 页 共 7 页 CS9370DGP 极限参数 参 数 最小值 最大值 单 位 6 V 电源电压 VDD-VSS V 管脚允许电压 VSS -0.3 VDD +0.3 10 mA 管脚允许电流 工作温度 -40 +85 ℃ 存储温度 -65 +150 ℃ 500 mW 封装功耗 注：１.除非特别声明，所有电压均以地为参考；2.功耗温漂：在 65℃至 85℃内为-12mV/℃。 直流电气参数 参数 电源 VDD ICC PO IS 输入 VIL VIH IIH/IIL ISO RIN VTST 输出 VOL VOH IOL IOH VREF ROR 说明 工作电压 工作电流 功耗 静态电流 测试条件 典型值 最大值 单位 3.0 15 5.5 7 35 100 V mA mW µA 1.5 V V µA µA MΩ V 2.5 F=3.579MHz；VDD=5V VPWDN=VDD 输入低电压 输入高电压 输入漏电流 VIN=VSS or VDD 上拉电流 TOE（Pin 10）=0V 输入信号阻抗（管脚 1,2） @1kHz 控制门限电压 输出低电压 输出高电压 输出低电平电流 输出高电平电流 输出参考电压 输出阻抗 最小值 无负载 无负载 VOUT =0.4V VOUT =4.6V 无负载 3.5 0.1 7.5 10 2.35 1.0 0.4 2.4 15 0.03 4.97 2.5 0.8 2.7 10 V V mA mA V kΩ 工作特性参数 参数 说明 测试条件 典型值 单位 IIN VSS<VIN<VDD nA 输入漏电流 ±100 RIN 10 输入阻抗 MΩ VOS mV 输入失调电压 ±25 PSRR 1KHz 60 dB 电源电压抑制比 CMRR 60 dB 共模电压抑制比 -3.0<VIN<3.0 AVOL 65 dB 直流开环增益 FC 1.5 MHz 开环单位增益带宽 4.5 VPP VD 输出电压摆幅 RL≥100kΩ（到地） CL 100 pF 允许负载电容（GS 端） RL 50 允许负载阻抗（GS 端） kΩ VCM 3.0 VPP 共模电压范围 无负载 注：１．除非声明，所有电压均以 VDD 为参考。２．VDD=5.0V，VSS=0V，TA=25℃。 第 4 页 共 7 页 CS9370DGP 交流电气特性 参数 说明 有效输入信号电平 （每一个音频信号） 双音频接受范围 最小值 Min Max 最大值 -40 7.75 +1 883 正 负 10 10 ±1.5% ±2Hz 接受信号频偏 抑制信号频偏 第三音频串扰 抗噪 拨号音频干扰 典型值 ±3.5% 时序 tDP 5 音频开始检测时间 tDA 0.5 音频结束检测时间 tREC 接收音频持续时间 tREC 20 抑制音频持续时间 tID 相邻音频认可间隔 tDO 20 相邻音频抑制间隔 输出 tPQ 传输延迟（St 端到 Q 端） tPSED 传输延迟（St 端到 StD 端） tQSED 输出数据建立时间（Q 端到 StD 端） tPTE 传输使能 tPTD 延迟禁止(TOE 端到 Q 端) 时钟 fCLK 3.5795 晶振频率 CLO 时钟输出负载电容（OSC2） 注： 1. dBm=600Ω负载上加 1mW 作为基准功率。 6. 2. 频带宽包括所有 16 个有效音频。 7. 3. 音频持续时间为 40ms，音频中断时间为 8. 40ms。 9. 4. 通常所用的 DTMF 频率。 10. 5. 组合信号中所有音频具有相同幅值。 11. -16 -12 +18 14 4 16 8.5 40 40 8 12 4.5 50 300 3.5795 11 60 3.581 30 单位 dBm mVRMS dBm mVRMS dB dB 注解 1,2,3,5,6,9,11 1,2,3,5,6,9,11 1,2,3,5,6,9,11 1,2,3,5,6,9,11 2,3,6,9,11 Nom. 2,3,5,9,11 Nom. dB dB 2,3,5,11 2,3,4,5,9,10,11 2,3,4,5,7,9,10,11 2,3,4,5,8,9,10,11 ms ms ms ms ms ms 用户可调 用户可调 用户可调 µs µs µs ns ns TOE=VDD RL=10kΩ CL=50pf MHz pf 频偏范围±1.5% ±2Hz。 带宽抑制（3kHz）高斯噪声。 精确的拨号音频为（350Hz 和 440Hz）±2%。 误差率小于万分之一。 参考点为最低频率的音频成分。 在 VDD 与 VSS 之间加上 0.1µf 的电容 第 5 页 共 7 页 CS9370DGP 时序图 D A B C E t REC t REC F G t DO t ID TONE #n TONE #n+1 TONE #n+1 t DA t DP Vtst ESt t GTP t GTA St/GT tPQ TONE CODE n-1 Q1-Q4 TONE CODE #n tPS TONE CODE #n+1 高阻 tD StD tPTD TOE A: B: C: D: t PTE 短音频突发检测，音频持续时间无效 音频#n 检测，持续时间有效，输出编码 音频#n 结束检测，有效 三态.输出禁止(高阻态) E: F: G: 音频#n+1 检测，持续时间有效，输出编码 三态输出允许 音频 #n+1 结束检测，有效 应用线路图 Vin 0.1μ 5V 0.1μ R2 Vin 0.1μ 5V R1 R3 180P R4 R5 IN+ VDD IN- St/GT GS ESt VREF INH PWDN CS9370DGP 0.1μ StD 300K Q4 Q3 OSC1 Q2 OSC2 Q1 3.58MHz 30p 30p VSS 注： A V = TOE R5 R3 + R5 R 2R 4 = ，R 3 = R2 R1 + R3 R2 + R4 例如：R1=60kΩ，R2=100kΩ，R3=60kΩ，R4=150kΩ，R5=300kΩ 第 6 页 共 7 页 CS9370DGP 压焊点图 4 3 2 1 Y 18 17 16 X (0,0) 5 19 20 15 CS9370DGP 6 7 8 9 10 11 12 14 13 建议：芯片衬底接 VSS，载片岛面积为 4.230mm×3.015mm 压焊点坐标 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称 IN+ INGS VREE INH PWDN OSC1 OSC2 VSS VSS X 坐标 280 -101 -368 -1223 -1345 -1329 -1024 -433 -186 -26 Y 坐标 738 738 738 738 -428 -738 -738 -738 -738 -738 序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 名称 TOE Q1 Q2 Q3 Q4 StD Est St/GT VDD VDD X 坐标 560 883 1109 1345 1345 1301 1058 830 625 625 单位：µm Y 坐标 -738 -738 -738 -666 -438 738 738 738 703 703 第 7 页 共 7 页