5.4 Die ISDN Hardware

Der S0 Bus wird über ein Übertragerpaar (TR1) an den ISDN Chip angeschlossen. Die Dioden (D31-D38) schützen ausschließlich vor Überspannung. Da der S0 Bus zusätzlich eine Spannung von 40V führt, wird diese für den Betrieb des Geräts verwendet. Die 40V werden an den Mittelanzapfungen des ISDN Übertragerpaars auf der S0 Busseite abgegriffen. Am Jumperfeld JP1 kann festgelegt werden, ob und mit welcher Polarität die Spannung genutzt wird. Die Polarität spielt eine Rolle hinsichtlich der Notstromberechtigung des Gerätes. Der eingesetzte Step Down Wander (IC13) kann Spannungen im Bereich von 8V bis 57V in 5V (1A max.) umsetzen. Über die Diode D10 kann der Spannungsanschluß vom S0 Bus erfolgen, und an Diode D11 kann wahlweise auch ein externes Netzteil angeschlossen werden. Besondere Aufmerksamkeit wird der Induktivität L10 gewidmet. Diese Spule muß erstens ihre Induktivität (1mH) auch bei 52kHz halten, und zweitens ist die Auslegung des Spulendrahtes für mindestens 2A unumgänglich.
Da der ISDN Chip die Audiofunktionen übernimmt, hat er analoge Ein und Ausgänge für je zwei Mikrofone und Lautsprecher. Also gibt es auch je zwei Mikrofon und Lautsprecherverstärker.
Die Analogeingänge des ISDN Chips erwarten eine Eingangsspannung von ~0,625Vrms bei 0dB. Die Mikrofonverstärker (IC11a/b) sind OPVs in invertierendem Betrieb und liefern eine ein- bis füfzig Verstärkung, die mit dem Poti P3/P4 einstellbar ist. Ebenso können auch andere Audioquellen (z.B. Kassettenrecorder) an das Telefon angeschlossen werden. Die Mikrofone werden mit dem Steckverbinder X6 verbunden. Zum Audioeingang gehört auch die RC Kombination R30 und C30, die für den A/D Wandler im ISDN Chip gebraucht wird. Der ISDN Chip liefert auch eine Referenzspannung an Pin 43, die ca. +2,5V beträgt und als Null Spannung für die OPVs genutzt wird.
Die Audioausgänge des ISDN Chips sind als Differenzialausgänge ausgelegt und liefern ~1,25Vrms bei 0dB. Diese Ausgänge sollten auch im Differenzsignalbetrieb genutzt werden, um Störungen zur unterdrücken. Daher werden die OPVs (IC11c/d) auch als Differenzverstärker eingesetzt. Weiterhin existiert noch eine Lautsprecherendstufe (IC12), die niederohmige Lasten (4W/8W) vertragen kann und eine Leistung von einem Watt für die Lautsprecher liefert. Die Lautstärke läßt sich am Poti P1/P2 einstellen. Angeschlossen werden die Lautsprecher am Steckverbinder X5.
Der Steckverbinder X7 steht zur Verfügung für den Anschluß eines Tasters oder Schalters, der dem Telefon anzeigt, ob der Hörer grade aufgelegt oder abgehoben ist. Eine Flanke auf dieser Leitung kann einen Interrupt auslösen. Für die Verschlüsselung der Daten ist der serielle Peripherie Port des ISDN Chips wichtig, denn er kann drei B Kanäle synchron seriell übertragen, die mit dem Multiplexer im ISDN Chip auswählbar sind. In der vorliegenden Arbeit werden jedoch nur zwei B Kanäle benötigt, einer zum S0 Bus hin und ein weiterer in Richtung A/D D/A Wandler. Dieser serielle Port des ISDN Chips wird über den Steckverbinder X12 mit der DSP Platine verbunden.

Abbildung 18: Anbindung der DSPs an den ISDN Chip

Auf die Steckleisten X11 und X12 wird die DSP Platine aufgesetzt. Über X11 sind die DSPs mit der CPU (IC1) verbunden. Diese Verbindung dient zum Laden des Programms und zur Kontrolle der DSPs durch die CPU. Über X12 sind die seriellen Schnittstellen der DSPs direkt mit dem ISDN Chip verbunden; ein Datenfluß des B Kanals vom ISDN Chip zu den DSPs und zurück ist möglich (Abbildung 18). Jedoch nur durch die Unterstützung des Multiplexers im ISDN Chip: Zuerst wird einer der beiden B Kanäle vom S0 Bus-Interface ausgewählt, eben der B Kanal, der einem von der Vermittlungsstelle über den D Kanal zugeteilt wurde. Falls das Gespräch nicht verschlüsselt ist, wird dieser Kanal direkt zum Audioteil durchgeschaltet. Aber im Fall eines verschlüsselten Gespräches wird nun der B Kanal vom S0 Bus Interface zum Bd Kanal der seriellen Peripherieschnittstelle und der Be Kanal der seriellen Peripherieschnittstelle zum Audioteil durchgeschaltet. Auf dieser seriellen Peripherieschnittstelle werden hintereinander drei B Kanäle übermittelt. Der dritte B Kanal Bf wird hier nicht benutzt. Diese Schnittstelle (Abbildung 19) hat fünf Leitungen, die am Steckverbinder X12 anliegen.

Abbildung 19: Signale zwischen ISDN-IC und DSPs

Es gibt zwei Frame Impulse, eine Clockleitung und je eine Datenleitung für jede Richtung. Bis auf SB In kommen alle anderen Signale vom ISDN Chip. Normalerweise wechseln die Daten bei der steigenden Flanke der Clockleitung, eine Umprogrammierung auf die fallende Flanke im ISDN Chip ist jedoch vorgesehen. Diese Möglichkeit wird in der vorliegenden Arbeit genutzt, um eine Kompatibilität zur Schnittstelle der DSPs zu schaffen. Die DSPs verfügen über je zwei Frame Impulseingänge, einer zum Empfangen und einer zum Senden. Der besondere Trick an der Verschaltung der DSPs mit ISDN Chip ist nun, daß die beiden Frame Impulsleitungen des ISDN Chips direkt an die beiden Frame Eingänge des DSPs gehen, aber beim zweiten DSP vertauscht sind. Damit empfängt der Verschlüsselungs DSP Daten vom Be Kanal und sendet auf dem Bd Kanal. Und der Entschlüsselungs DSP empfängt vom Bd Kanal und sendet auf dem Be Kanal. Für die DSPs werden nur noch die Framesignale mit Hilfe eines 74HCT86 invertiert.