【应用】基于Si3050+Si3019语音DAA芯片组的POTS电话机设计方案，支持全球POTS/电话通讯规范

时间： 2020-07-14 来源：世强

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SILICON LABS的Si3050+Si3019 语音DAA芯片组提供了一个高度可编程和全球兼容的外汇办公室 (FXO)模拟接口。该解决方案采用了Silicon Labs的专利隔离电容器技术，消除了对昂贵的隔离变压器、继电器或光隔离器的需求，同时为强大的现场性能提供了优越的抗浪涌能力。语音DAA可以作为芯片组、系统端设备 (Si3050) 与线端设备 (Si3019) 配对使用。Si3050包含一个PCM总线/SPI接口，适用于大多数标准电话应用，以及一个GCI接口，适用于传统需求的客户。本文主要介绍了Silicon Labs Si3050+Si3019的POTS模块在智能家居中的应用以及其原理图和PCB Layout设计注意事项。

Si3050+Si3019含有高速PCM数据接口，支持u-律和A-律压缩，支持80dB的发送/接收动态范围，支持线上电压监控和回环电流监控。Si3050 DAA支持软件编程，满足全球电话通信需求，兼容FCC, TBR21, JATE和其他国家具体的PTT规范。同时满足FCC part 15和68，EN55022, EN55024等标准。Si3050封装有20pin TSSOP或24pin QFN。Si3019有16pin TSSOP 或16pin SOIC，或20pin QFN，只需要最小的外部电路。Si3050接口可直接到标准电话PCM接口。其内部功能框图如图1所示，管脚分配如图2所示，PCM接口时序如图3所示。

图1 功能框图

图2 管脚分配

图3 PCM接口时序

1） POTS模块在智能家居中的应用如图4所示，POTS模块通过标准电话线与PSTN中心办公室连接；POTS模块提供了一个到电信中心办公室的FXO (外汇办公室)接口。POTS模块提供连接到RJ31X(模块受保护的外部场所)的线路抓取；当与外部RJ31X一起使用时，POTS模块需要加一个继电器线路抓住；POTS模块会监控电话系统电压，并将通告电压不正确或缺失问题；当需要发送警报或故障信息时，POTS模块将off-hook，监测拨号线路，当拨号音收到时，使用DTMF拨出；电话号码拨号完成后，POTS模块会等待中心监测站的握手，以显示中心监测站已准备好报告讯息；然后，POTS模块将报告 (使用联系ID, DTMF) 发送到中心站，中心站依次将从POTS模块收到的每一份报告成功接收。所有报告发送完毕并被中心工作站确认后，POTS模块将on-hook。对于带麦克风和扬声器的一体式(Gateway)系统，POTS模块将支持双向语音。

图4 POTS模块应用框图

2)POTS模块的系统设计框图如图5所示，Si3050采用3.3V供电，Relay用于POTS模块切换内部和外部电话线的TIP和Ring.

图5 POTS模块系统设计框图

3） Si3050+Si3019原理图设计如图6所示，Si3050和Si3019之间采用高压电容C1, C2隔离，C1, C2容值为33pF, 耐压值为5kV.Si3050用3.3V电源供电，其输入管脚要求3.3V CMOS信号电平，假如系统需要支持5V的信号，则需要外加电平转换芯片。Si3019驱动电源则有两个来源，一个是Si3050通过隔离电容供电，一个则是电话线。FB203, FB204用于改善RE。RV1用于解决浪涌问题。MPU通过SPI接口给POTS模块编程。

图6 原理图设计

4) Si3050+Si3019 PCB设计如图7所示，要特别注意以下几点：

· C1, C2直接放在Si3050和Si3019之间，走线短而粗。R12和R13靠近Si3050.

· 电源耦合电容C50靠近VDD管脚放置,C51靠近VA管脚放置。

· FB1, FB2, C8, C9, FB203, FB204, RV1尽可能靠近电话线连接器放置，C8, C9以最短走线连接到地。

· Si3019端到电话线连接器的走线尽可能粗，至少15mil；连接器到FB1, FB2, FB203, FB204, RV1的走线宽度至少20mil；IGND走线宽度至少20mil.

图7 Si3050+Si3019 PCB设计

5）POTS模块功能性能测试

POTS模块的功能测试连接如图8所示，经过测试，该POTS模块Ring detection, Ring count, Off hock, On hock, Line cut, Line Seize等功能均正常。浪涌测试电源能过2KV，信号线能过1KV.接触放电能过+/- 6KV，空气放电能过+15KV,-8KV.该POTS模块主要用于美国市场，已拿到UL认证，该产品已进入批量生产。

Silicon Labs的Si3050+Si3019 POTS方案支持全球POTS/电话通讯规范，并且满足FCC part 15和68，EN55022, EN55024等标准。具有开发周期短，成本低，认证风险低等优势。

图8 POTS测试框图

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14-Apr-2021 - 测试报告 - Rev No 01 代理服务技术支持采购服务

带麦克风/扬声器驱动器的Si3000声带编解码器

Si3000是一款完整的语音频带音频编解码器解决方案，具备高集成度，包括可编程输入和输出增益/衰减、麦克风偏置电路、手柄混合电路和32Ω耳机输出驱动。支持多种应用，如调制解调器语音通道、电话、语音处理和通用模拟I/O。该设备可直接连接到Si303x/44/56、Si3056北美和国际DAA芯片组，并提供硬件支持，用于手柄和免提电话。Si3000采用单3.3至5V电源供电，并采用16引脚小外形封装（SOIC）。

SILICON LABS

12/10 - 技术文档 - Rev. 1.4 代理服务技术支持采购服务

Silicon Labs（芯科科技） Si3050+Si3011数据手册

该资料介绍了Si3050 + Si3011语音DAA芯片组，这是一种高度可编程的外交换机（FXO）模拟接口解决方案，适用于DSL IAD、PBX、IP-PBX和VoIP网关产品。该方案采用硅实验室专利隔离电容器技术，无需昂贵的隔离变压器、继电器或光电隔离器，同时提供卓越的浪涌免疫能力。芯片组支持µ-law/A-law压扩，具有SPI控制接口、极性反转检测、GCI接口等功能。

SILICON LABS - 系统侧语音DAA,调谐器,信号编解码器,线路侧语音DAA,LINE-SIDE VOICE DAA,解调器,SYSTEM-SIDE VOICE DAA,SI3011,SI3050-E1-FT,SI3011-F-GS,SI3011-F-FT,SI3011-F-FS,SI3011-F-GT,SI3050-E1-GT,SI3050-E-GT,SI3050-E1-GTR,SI3050-E-FT,SI3050,室内照明,车载娱乐,固网及电话交换设备,车载,车联网,手机相关,VOICE MAIL SYSTEMS,电脑外设,智能家居,VOIP网关,VOIP GATEWAYS,DSL IADS,PBX AND IP-PBX SYSTEMS,数据通信,DSL IAD,车身和底盘,便携数码,电动汽车动力系统,小家电,燃油汽车动力系统,消费电子部件,车载通讯,电脑,工业电子,PBX和IP PBX系统,语音邮件系统,可穿戴设备,大家电

2009年05月01日 - 数据手册 - Rev. 1.11 5/09 代理服务技术支持采购服务

工艺变更通知#1110051增加C-Pak作为卷带供应商

硅实验室公司（Silicon Labs）宣布C-Pak Pte. Ltd.（CPAK）成功通过资格审核，成为其带卷材料供应商。自本通知生效日起，Silicon Labs在供应受影响产品时，可使用CPAK或Advantek任一供应商。CPAK材料符合RoHS标准，尺寸、ESD和安全性（MSDS）特性与现有Advantek材料相当。受影响的产品订单编号列表见附录A。

SILICON LABS - SI3231-A-GMR,SI3065-A-FTR,C8051F381-GQR,CT632-XM0449GMR,C8051T612-GQR,CF305-PX0573GMR,C8051T603-GMR,SI32171-B-FM1R,SI3216M-C-GMR,C8051F530-C-AMR,C8051F712-GMR,SI8235AB-D-ISR,CF330-PM0467GMR,ML0507-B,C8051F349-GQR,CF330-PX0482GMR,SI2457-D-GTR,ML0507-A,SI3006-B-FTR,CF321-PM0226GMR,SI8645BC-A-ISLR,SI3452B-B02-GMR,SI2403-G-FTR,SI8244CB-C-ISLR,CF921-PM0570GMR,SI8230AB-D-ISLR,SI3050-EL-GTR,CP2201-GMR,CP2120-GMR,CF704-XL0010GQR,SI8233AB-C-ISLR,SI8233AD-C-ISR,SI8440BB-C-ISR,SI8230BB-B-ISR,SI8232AB-D-ISR,CF500-XL0010IQR,SI2404-D-FTR,SI8241CB-D-ISLR,SI8620BD-A-ISR,SI32268-C-GM1R,C8051F553-AMR,C8051F302-GSR,C8051F705-GQR,C8051F124-GQR,SI8519-C-ISR,SB014-C-FSR,C8051F802-GUR,SI3056-D-ZS3R,C8051F043-GQR,CF327-PX0563GMR,SI8640EC-A-ISLR,CF330-PX0584GMR,SI2417-E-FTR,CP2102XX0539GMR,C8051F766-GMR,SI2404-D-FSR,SI8244BB-C-ISR,SI3211-E-FMR,SI8645BD-A-ISR,CF000-XX0006GQR,CT321-PX0524GMR,CP2101SX0143GMR,SI8404AB-A-ISLR,SI8642EC-B-ISLR,SI8420AD-A-ISR,SI8435BB-C-ISLR,SI3227-C-GQR,C8051F365-GMR,SI8662BD-B-ISR,C8051F349-GMR,C8051F133-GQR,C8051F587-IMR,SI8423BB-B-ISR,C8051F230-GQR,C8051F302-GMR,SB019-C-FSR,CF023-PM0089GQR,SI3054-G-ZS81R,C8051F714-GQR,SI8641AD-A-ISR,SI3056-D-ZS9R,SI8662ED-B-ISR,C8051F540-IMR,C8051F560-AMR,C8051F531A-ITR,SI8642BD-A-ISR,CP2102XM0499GMR,SI3071-F-FSR,BD0400X0400K,C8051F521-C-IMR,CP2104XX0521GMR,SI8422BD-D-ISR,SIL005-C-GMR,SI8519-C-IMR,SI5041-D-GMR,SI8421AD-D-ISR,SI8655BA-B-ISR,SI8620EC-B-ISR,CF534APM0594IMR,SI8642BC-B-ISLR,SI8235AA-E-IMR,CT602-PX0427GMR,SI8422AB-B-ISR,SI8460AB-A-ISLR,SI2418-B-FTR,C8051F562-AQR,SI8455BA-B-ISLR,C8051F544-AMR,CF340-PX0417GQR,SI3019-C-FTR,SI8900B-A01-GSR,SI8651ED-A-ISR,C8051T605-GSR,SI2434-D-FTR,C8051F811-GSR,SI3461-E03-GMR,CT604-XM0579GMR,SI3052-ZQ9R,BD0300X0300B,SI32269-C-FM1R,C8051F901-GUR,SI3450-B-GMR,SI8655BA-B-IUR,C8051F804-GSR,SI3456-F04-IUR,SI2434-D-FSR,C8051F363-GQR,C8051F703-GQR,C8051F320-GQR,SI2212-C-GQR,SI8900D-A-GSR,C8051F587-IQR,SI32360-C-FM1R,C8051F714-GMR,C8051F560-AQR,SI8661BC-B-ISLR,C8051F530-C-ATR,C8051T605-GMR,SI32267-C-GMR,SI3202-G-FSR,SI8232AB-B-ISR,CF321-PM0161GMR,SIL014-A-GMR,SI8236BA-C-IMR,SI8441BB-D-ISLR,S0-24L-A,SI8441AA-D-ISLR,CF412-XM0411GQR,SI3018-F-FSR,C8051F580-AQR,C8051F300-GMR,SI2415-D-GTR,C8051F041-GQR,SI2417-C-FTR,SI3456-E04-GUR,SI8235AB-D-IMR,SI8451AB-A-ISLR,SI8631BD-B-ISR,SI3080-F-FSR,C8051F544-IQR,CP2131-E01-GMR,SI3018-F-FTR,SI8621ED-B-ISR,C8051F755B-GMR,SI8660BA-A-ISLR,C8051T614-GQR,C8051F802-GMR,SI8220BD-D-ISR,C8051F551-AMR,SI8442AB-C-ISR,SI8230BB-D-ISR,SI8631BC-A-ISLR,C8051F122-GQR,C8051F542-IMR,SI2493-FTR,SI8430AB-C-ISR,C8051F585-IMR,SI8600AD-A-ISR,C8051F508-IMR,CT600-PX0422GSR,CP2132-F01-GMR,C8051F800-GMR,CT634-PX0475GMR,SI32392-B-GMR,SI4010-C2-ASR,SI32268-C-FMR,C8051F531A-IMR,SI8605AD-B-ISR,SI8641BA-C-IUR,SI3014-C-FTR,SI8233BB-D-ISLR,SI8435BB-D-ISR,SI8423BB-D-ISR,SI8422AB-D-ISR,C8051F300-GSR,SI8400AB-B-ISR,SI8660AD-A-ISR,SI4010-C2-ATR,SI8462BA-A-ISLR,SI8661BD-A-ISR,CP2101SX0229GMR,SI8640ED-B-ISR,SI8445BA-D-ISLR,C8051F757B-GMR,SI3201-GSR,CP2102XX0489GMR,CF311-PX0256GMR,SI3453C-B01-GMR,C8051F537-ITR,SI8430BB-C-ISLR,C8051F750B-GMR,SI8235AB-D-ISLR,CP2102SX0214GMR,SI5041-D-ZM1R,SI8450BA-B-ISLR,SI3244-D-GQR,SI8235BA-C-ISLR,C8051F221-GQR,SI8462AB-B-ISLR,CP2102SX0341GMR,ABX0092,C8051F526-C-AMR,C8051F536A-IMR,C8051F901-GMR,SI3024-ZS4R,SI8622EC-A-ISR,C8051F546-AMR,C8051F313-GMR,C8051F585-IQR,SI8630EC-A-ISLR,SI3112-A-ZM1R,CF332-PX0557GMR,C8051F967-A-GMR,SI4010-C2-ZS2R,SI3203-B-FQR,SI3239-C-FMR,CF921-PM0529GMR,SI3452A-B01-GMR,SI8234AD-D-ISR,SI8650BD-B-ISR,C8051F553-IMR,SI8663BC-A-ISLR,C8051T601-GSR,C8051F701-GQR,SI3220-G-FQR,CF340-PX0217GQR,C8051F996-GMR,C8051F829-GSR,C8051F503-AQR,SI8463AB-B-ISLR,SI5040-C-GMR,SI8431BB-C-ISR,C8051F385-GQR,CF022-PM0442GQR,SI2166-A10-FMR,C8051F813-GMR,SI3205-D-FSR,MS0P8-A,SI3066-B-FSR,SI8234AB-C-ISR,SI8660BC-B-ISLR,SI3066-B-FTR,SI3241-D-ZQ1R,SI8652EC-B-ISLR,SI8463AA-A-ISLR,C8051F523-C-AMR,CF360-SM0456GQR,SI8452BA-A-ISLR,SI8420BB-D-ISR,C8051F367-GMR,C8051F582-AQR,SI8900B-A-GSR,SI4010-C2-ZS1R,CF330-PM0254GMR,CF342-XM0487GMR,C8051F34D-GQR,CF320-PM0635GQR,SI8220CD-A-ISR,C8051F410-GQR,SI2435-C-FTR,SO20WP11,CF412-PM0379GQR,SI2435-D2-FTR,SI3225-G-FQR,C8051T630-GMR,SI8441BB-D-ISR,SI8651EC-B-ISLR,CT604-PM0508GMR,C8051F800-GUR,C8051F34B-GMR,SI8235BB-C-ISR,C8051F540-AMR,SI3073-F-FSR,SI3203-B-FMR,SI8650BC-A-ISLR,SI32261-C-GM1R,C8051F569-IMR,C8051F587-AMR,SI8220BB-D-ISR,C8051F965-A-GMR,C8051F583-IMR,SI3453D-B02-GMR,C8051F815-GSR,C8051F383-GMR,C8051F531A-ATR,SI8235BD-D-ISR,SI8606AC-B-ISLR,SI8600AC-B-ISR,C8051F352-GQR,CP2104PX0523GMR,S0IC16-A,SI3010-FSR,C8051F555-AMR,CF410-XM0634GQR,EIAJ7E2W24NA,S014-P,SI8620BC-B-ISR,C8051F521-C-AMR,SI8650EC-A-ISLR,SI32177-B-GMR,SI8642HD-A-ISR,SI8641BA-A-IUR,SI8635BD-A-ISR,TS50P28,C8051F023-GQR,C8051F980-GMR,SI3453A-B02-GMR,SI2438-A-FTR,SI8651BC-B-ISLR,C8051F327-GMR,C8051F912-GUR,C8051F582-AMR,C8051F501-AMR,SI3226-D-FQR,SI8663EC-A-ISLR,ML0404-A,CF340-XM0392GQR,SI8605AC-A-ISLR,SI8502-C-IMR,SI8663ED-A-ISR,C8051F710-GQR,SI8642ED-A-ISR,C8051F338-GMR,BD0700X0700J,SI8230BD-B-ISR,SI8442AB-D-ISLR,C8051

11 Jan 12 - 产品变更通知及停产信息 - rev AA 代理服务技术支持采购服务

Si3050+Si3011/18/19可编程语音DAA解决方案

该资料介绍了Si3050+Si3011/18/19语音DAA芯片组，这是一种高度可编程且符合全球标准的FXO模拟接口解决方案。该芯片组采用Silicon Laboratories的专利隔离电容器技术，无需昂贵的隔离变压器、继电器或光隔离器，同时提供卓越的浪涌免疫性。芯片组包括Si3050系统侧设备和Si3011/18/19线路侧设备，支持多种接口和功能，适用于DSL IAD、语音邮件系统、VoIP网关、PBX和IP-PBX系统等应用。

SILICON LABS

10/11 - 技术文档 - Rev. 1.5 代理服务技术支持采购服务

Silicon Labs（芯科科技） Si3000数据手册

Si3000是一款集成的语音频带音频编解码器（CODEC）解决方案，具备高动态范围ADC和DAC、可编程输入和输出增益/衰减等功能。该产品支持32Ω耳机驱动，可直接连接到Si303x/44/56系列DAA芯片组，适用于调制解调器语音通道、电话通信等领域。

SILICON LABS - 调谐器,信号编解码器,VOICEBAND CODEC WITH MICROPHONE/SPEAKER DRIVE,解调器,带麦克风/扬声器驱动器的声带编解码器,SI3000,SI3000-C-GS,SI3000-C-FS,SI3000-C-GSR,SI3000-C-FSR,SI3000-C-FS,车载娱乐,MODEM VOICE CHANNEL (DSVD),通用模拟I/O,车载,电话,语音处理,车联网,小家电,SPEECH PROCESSING,COMPANION CHIP FOR FDX ISOMODEMS WITH VOICE FEATURES,车载通讯,带语音功能的FDX ISOMODEM配套芯片,TELEPHONY,GENERAL PURPOSE ANALOG I/O,调制解调器语音通道（DSVD）

2010年12月01日 - 数据手册 - Rev. 1.4 12/10 代理服务技术支持采购服务

Silicon Labs（芯科科技） Si3050PPT-EVB/Si3050PPT1-EVB/Si3050FMPPT-EVB数据手册

Si3050评估板提供了一种简单的方法来评估Silicon Laboratories的Si3050/Si3019或Si3050/Si3018集成语音直接接入（DAA）解决方案的功能。这些评估板集成了SPI、PCM和GCI串行接口以及系统侧DAA功能，与Si3019或Si3018全球线路硅DAA芯片配合使用，提供了一个低成本、固态、符合全球标准的语音DAA解决方案。

SILICON LABS - 调谐器,评估板,信号编解码器,EVALUATION BOARDS,解调器,SI3050-EVB,SI3050PPT-EVB,SI3050-E1-FT,SI3050-E1-GT,SI3050-E1-GTR,SI3050PPT1-EVB,SI3050FMPPT-EVB,SI3050,室内照明,车载娱乐,固网及电话交换设备,车载,数据通信,车身和底盘,车联网,便携数码,手机相关,电动汽车动力系统,小家电,燃油汽车动力系统,消费电子部件,车载通讯,电脑,工业电子,电脑外设,智能家居,可穿戴设备,大家电

2011年01月01日 - 数据手册 - Rev. 1.1 7/11 代理服务技术支持采购服务

【EOL】Silicon labs停止使用Si3005/14/21、Si32919/11-A-GS、Si3050-E1-GM、Si3019-F-GM寿命终止（EOL）变更通知（200714804）

Silicon Labs发布产品停产通知，宣布Si3005-A-FT、Si3014-C-FS、Si3021-FS、Si32911-A-GS、Si32919-A-GS、Si3019-F-GM和Si3050-E1-GM等系列产品的停产。最后订购日期为2021年1月20日，生效日期为2021年7月20日。客户可在截止日期前下单购买剩余库存，超出此日期的订单将不可取消和退货。具体替换产品信息见文档。

SILICON LABS - SI3021-FS,SI3050-E1-FT,SI3014-C-FS,SI32919-A-FS,SI32911-A-FS,SI32911-A-GS,SI32919-A-GS,SI3019-F-GM,SI3021,SI3019-F-GT,SI3014,SI3019-F-FT,SI3005,SI3005-A-FT,SI3050-E1-GM,SI3010-F-FS,SI3050-E1-GT

7/14/2020 - 产品变更通知及停产信息代理服务技术支持采购服务

将SI3050/19连接到W&G PCM-4

本文档介绍了如何将Si3050评估板连接到Wandel and Goltermann的PCM-4测试设备。内容包括PCM-4的数字配置、替代配置设置、典型模拟配置以及PCM传输步骤。详细描述了PCM-4与Si3050之间的信号和时钟连接，以及必要的配置修改和外部电流源的要求。

SILICON LABS - 评估板,EVALUATION BOARD,SI3050,SI3019,PCM-4

5/14 - 技术文档 - Rev. 0.2 代理服务技术支持采购服务

Si3050 EVB Si3050评估板：Si3050PPT EVB、Si3050PPT1 EVB、Si3050FMPPT EVB

Si3050评估板提供了一种简单的方法来评估Silicon Laboratories的Si3050/Si3019或Si3050/3018集成语音直接接入安排（DAA）解决方案的功能。这些评估板集成了SPI、PCM和GCI串行接口以及系统侧DAA功能，与Si3019或Si3018全球线路硅DAA芯片结合，提供了一个低成本、固态、符合全球标准的语音DAA解决方案。

SILICON LABS - 评估板,EVALUATION BOARDS,SI3050PPT-EVB,SI3050-EVB,SI3019,SI3050PPT1-EVB,SI3018,SI3050FMPPT-EVB,SI3050

7/11 - 数据手册 - Rev. 1.1 代理服务技术支持采购服务

Si3050评估套件用户指南

本指南介绍了Silicon Laboratories Si3050+Si3019语音DAA芯片组评估平台的操作。该平台由语音主板、Si3050子卡和Voice GUI软件组成，旨在观察ProSLIC的功能和操作。平台支持TSSOP和QFN封装的Si3050和Si3019设备评估，可通过PC控制，并提供了详细的设置步骤和参考资源。

SILICON LABS - 语音DAA芯片组设备评估平台,VOICE DAA CHIPSET DEVICEEVALUATION PLATFORM,SI3052,SI3011,SI3054,SI3056,SI305X,SI3019,SI3018,SI3050E1EGO1SL1-EVB,SI3050,SI3050E1EGO1SL0-EVB

5/14 - 用户指南 - Rev. 2.0 代理服务技术支持采购服务