El LT1684 resuelve el problema del timbre global

Los generadores de timbre son inversores de alta tensión con una salida sinusoidal específica para el timbre telefónico. En décadas pasadas, la compañía telefónica generaba las campanas con generadores accionados por motores, que tenían la capacidad de hacer sonar muchos teléfonos simultáneamente. La frecuencia más utilizada para hacer sonar los teléfonos es la de 20 Hz, pero también se utilizan mucho las de 16 Hz y 24 Hz. La tensión de salida es de aproximadamente 90V con una capacidad de corriente de salida de menos de 10mA por anillo. Como la potencia es baja, se podría pensar que la tarea es mínima. Sin embargo, hay varios factores que complican la situación:

  • La salida debe estar acoplada a la corriente continua para hacer posible la detección de la condición de bloqueo.
  • Si la señal de anillo se emite a lo largo de una longitud considerable de cable, existe la posibilidad de que se produzcan interferencias y EMI si la señal de anillo no tiene una baja distorsión y está libre de ruido digital.
  • La salida estará limitada por la corriente.
  • La salida debe ser robusta, ya que los rayos, las descargas estáticas y los fallos en la línea imponen desagradables transitorios a la salida de un generador de anillo.
  • Si la salida va a accionar un fax o un módem, debe tener una tensión de pico suficiente para activar el circuito de detección de llamada en el aparato más conservador (una onda cuadrada de 35 V hará sonar casi cualquier teléfono, pero prácticamente ningún módem).
  • Todos los sistemas, salvo los más sencillos, deben aislar la salida del generador de timbres de la lógica digital que los activa.
  • En los diseños en los que se requiere la identificación de la llamada, el ruido de salida puede convertirse en un problema.
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Lo que la mayoría de los sistemas necesitan es un convertidor digital-analógico (DAC) robusto, limpio, aislado y de alto voltaje, con suavizado de salida para la supresión de armónicos.

El LT1684 es un DAC aislado, modulado por ancho de pulsos (PWM), con referencia interna, filtrado de salida y amplificación (ver Figura 1). Utilizando la robustez y la capacidad de manejo de la tensión de dos MOSFETs externos, el LT1684 proporciona el control preciso de la tensión y la corriente necesario para salvar la distancia entre el microprocesador y la línea telefónica.

Figura 1. El LT1684 incorpora todas las funciones necesarias para pasar de bits a timbres.

La frecuencia, la amplitud, el ritmo y los puntos de tensión de arranque y parada del timbre son controlados por el controlador digital conectado a la entrada del LT1684. Además de proporcionar la frecuencia y el voltaje correctos para el timbre de los teléfonos en los sistemas de todo el mundo, este enfoque permite la implementación de la identificación de llamadas, la temporización y el timbre simultáneo de varias líneas telefónicas.

El LT1684 utiliza varios diseños de circuitos nuevos para realizar su tarea aparentemente mágica. Al mismo tiempo que proporciona un control preciso de la tensión y la corriente de la señal de llamada, el CI LT1684 no tiene que manejar las enormes tensiones implicadas (Figura 2). La entrada digital se aísla acoplando la señal modulada en anchura de pulso de forma diferencial a través de redes RC (R1 y R2 y C1 y C2 en la figura 2). Las características de entrada del receptor diferencial permiten un aislamiento digital sin fallos, incluso cuando se mantienen grandes tensiones de modo común a través de la barrera de aislamiento.

Figura 2. El LT1684 controla su salida a lo largo de cientos de voltios mientras opera dentro de una ventana de ±12V.

Gracias a las resistencias y condensadores de entrada, las entradas digitales del LT1684 están bien protegidas contra los kilovoltios de descarga estática. Aunque normalmente se acciona mediante salidas de inversor CMOS, este circuito se puede accionar a distancia mediante un controlador de línea diferencial RS422/RS485, como el LT1785, con sólo una conexión de 2 hilos.

El filtro/amplificador LT1684 es un filtro paso bajo de realimentación múltiple de 2º orden (MFB). Esta topología se ha derivado de una transformación de circuito única de dentro a fuera del filtro MFB estándar del manual. Puedes encontrar más detalles sobre esta transformación en la hoja de datos del LT1684 y en Linear Technology VI:2 (mayo de 1996).

El convertidor digital-analógico de la Figura 2 se implementa mediante una nueva referencia de banda prohibida bidireccional que emite 1,25V o -1,25V en función del estado de la salida del receptor diferencial. Esta salida de bandgap está referenciada al pin de salida del LT1684 y está disponible en BGOUT pin. Según la figura 3, la salida de la banda prohibida bidireccional se aplica a la entrada del filtro/amplificador paso bajo MFB de 2º orden a través de R3. R3-R5 y C3-C4 ajustan la ganancia y la frecuencia de esquina del filtro/amplificador. C5-C8 son condensadores de compensación para el amplificador. R6, D1 y D2 son para la protección contra el rayo. R8 y R9 atenúan los demonios MOSFET de alta frecuencia de Q1 y Q2.

Figura 3. Aplicación típica del LT1684.

Figura 4: Señal de anillo del circuito de la figura 3.

En este circuito, el límite de corriente de salida está fijado en ±200mA, lo que es más que suficiente para hacer sonar diez teléfonos. Para los límites de corriente inferiores a 200mA, se pueden añadir dos resistencias limitadoras de corriente al Lim+ y Lim conductores, lo que permite ajustar el límite de corriente entre 20mA y 200mA.

Si se necesita una corriente de salida adicional, el LT1684 puede emparejarse con el LT1166
con el control automático de polarización LT1166 para proporcionar cualquier cantidad de
para proporcionar cualquier cantidad de corriente necesaria.

Al permitir el control directo por software de la frecuencia, la amplitud y la velocidad, el LT1684 permite utilizar un único diseño en sistemas telefónicos de todo el mundo.

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