程控交換實驗指導書（doc X頁）

1、 程控交換實驗指導書 目錄前言1基本實驗項目實驗一 系統(tǒng)電源組成實驗8實驗二 系統(tǒng)結構組成實驗 10實驗三系統(tǒng)控制模塊實驗 16實驗四用戶接口電路及2/4 線變換實驗 18實驗五程控交換pcm編譯碼實驗24實驗六信號音產生實驗 27實驗七dtmf譯碼實驗 31實驗八主叫識別（cid ）實驗 36實驗九外線接口模塊實驗 39實驗十 時分交換實驗 41實驗十一 多級交換實驗 44實驗十二pc話務監(jiān)視實驗46實驗十三基于p c參數設置實驗 49實驗十四 pc軟件管理實驗 51實驗十五 四方會議實驗 53實驗十六程控交換原理綜合實驗 55附錄程控交換機監(jiān)控軟件說明 57程控交換機液晶鍵盤使用說明 57

2、前言一、 適用范圍程控交換實驗系統(tǒng)是為了配合程控數字交換與交換網的教學而設計的實驗裝置，這套系統(tǒng)上除了完成理論驗證實驗外，還可以完成該課程設計、畢業(yè)設計，以及二次性開發(fā)。本系統(tǒng)適合于各大學通信專業(yè)的?？粕?、本科生、研究生以及教師和相關的科研技術人員使用。二、 結構簡介結構圖如圖一所示。程控交換實驗系統(tǒng)采用模塊化結構設計，主板實物結構圖如下所示： 圖二：主板實物結構圖1、 程控交換系統(tǒng)模塊（系統(tǒng)控制板）：它是整個系統(tǒng)的核心部分，主要由dsp芯片tms320vc5402和xilinx的fpga芯片xcv200pq240（或altera的fpga：ep1c6q240）構成，完成程控交換當中的交換、控

3、制功能。程控交換系統(tǒng)模塊的結構組成框圖如圖三所示。配置電路鍵 盤程控交換系統(tǒng)控制（dsp）pcm譯碼pcm編碼電話二用 戶 接 口 電 路電話一用 戶 接 口 電 路pcm譯碼dtmf采樣fsk信號音數模轉換程控交換網絡系統(tǒng)（fpga）pcm編碼pcm編碼pcm譯碼用 戶 接 口 電 路電話三中繼接口fsk信號音數模轉換dtmf采樣用 戶 接 口 電 路電話四pcm譯碼pcm編碼lcd顯示配置電路圖一：系統(tǒng)結構圖a) dsp數字信號處理部分：它由tms320vc5402芯片、sram和flash構成微控制系統(tǒng)。完成信號的控制、fsk的編解碼、dtmf信號的識別、計算機通信、eeprom數據保存

4、、鈴音發(fā)生等多項功能。板上s2開關用于設定dsp的工作方式和頻率，外部晶振為12mhz，該系統(tǒng)dsp的標準工作頻率是84mhz， 產品在出廠時已設定好，無需調整。在做二次開發(fā)時根據需要進行調整，參看下表：mp/mc工作模式選擇md1md2md3時鐘00015倍00110倍0105倍011保留1002倍1011/41101倍1111/2 表一：dsp時鐘模式板上具有dsp的jtag接口，用于二次開發(fā)使用。b) fpga可編程邏輯器件部分它由xilinx公司的fpga（xcv200pq240芯片、17v02 prom（或18v02 prom）或者altera公司的fpga（ep1c6q240芯片、

5、epc2lc20）構成，prom完成配置功能，fpga在系統(tǒng)中完成時隙交換、空分交換、中繼通信和dsp i/o擴展、lcd顯示控制等多項功能。板上sw-dip8 8位撥碼開關是選擇fpga配置方式的。j1-j5全為“1”是prom自行加載配置，全為“0”是計算機配置，出廠時默認是prom加載，做二次開發(fā)時才需改動，切換配置模式時必須將此5位都撥到同一端。m0-m2選擇配置模式，見下表：配置方式m0m1m2上拉master-serial000noboundary-scan101noselectmap110noslave-serial111nomaster-serial100yesboundary

6、-scan001yesselectmap010yesslave-serial011yes 表二：fpga配置模式表出廠時m0-m2已配置好無需改動。p4為fpga配置接口，p1為fpga boundary-scan接口，p2為可擦除配置prom boundary-scan接口，以上接口均為二次開發(fā)時使用。復位開關用于對fpga的重配置和dsp的復位。復位開關下面的led-r（d5）亮（紅色）表示fpga配置失敗，需要按下復位開關重新配置，led-g（d6）亮（綠色）表示fpga配置成功，進入運行狀態(tài)。復位開關上面的led是電源指示燈（d4），燈亮說明供電正常。c) 電源穩(wěn)壓完成對輸入的5v電壓

7、轉換成系統(tǒng)工作所需的其他電壓組合：1.8v、2.5v、3.3v。d) uart1、uart2uart1是dsp的串口，在本系統(tǒng)中暫時不使用。uart2是用fpga來實現的串口，在本系統(tǒng)中用此口來完成與計算機的通信。e) io14io1io4為系統(tǒng)控制板與主板的連接接口，也是系統(tǒng)控制板所有io引腳的輸出口。用戶也可通過這些io口將本系統(tǒng)控制板集成到自己的系統(tǒng)中。f) 電源插座當系統(tǒng)控制板與主板連接使用時，該電源插座無需插入外接電源。當系統(tǒng)控制板單獨使用時，需通過該口從外部接入一5v直流電源，外接電源的插頭的極性為外正內負，供電電流至少需達到500a。g) dspjtag口及fpgajtagdsp

8、jtag口為dsp仿真器連接專用接口，供系統(tǒng)二次開發(fā)時使用。當系統(tǒng)工作在正常狀態(tài)時（即：非二次開發(fā)狀態(tài)），無需連接dsp仿真器，對系統(tǒng)工作無影響。fpgajtag共有三個接口組成，分別為：xilinx板：p1、p2和p4，其中：p1為fpgaxcv200的jtag掃描口，p2為配置romxc18v02的jtag口，p4為xcv200的串從配置口。altera板：fpgaps、fpgajtag和epcjtag。其中：fpgaps口為fpgaep1c6q240的串從配置接口，fpgajtag為fpgaep1c6q240的jtag配置接口，epcjtag為配置romepc2lc20的jtag口。無論

9、哪種fpga芯片的控制板，這些配置接口都在系統(tǒng)開次開發(fā)時使用，在系統(tǒng)正常狀態(tài)下，無需連接，不影響系統(tǒng)正常使用。2、主板組成模塊功能說明主板的組成結構圖如圖二所示，共有12個組成模塊，分別介紹如下：a)用戶接口模塊(14)用戶接口模塊共有4個，分別是用戶一、用戶二、用戶三、用戶四，完成borsht功能；完成dtmf信號的ad轉換；信號音的da轉換。b)pcm編譯碼模塊(14)pcm編譯碼模塊共有4個，分別是用戶一、用戶二、用戶三、用戶四，完成語音信號的pcm編譯碼功能。圖三程控交換系統(tǒng)模塊結構框圖c)外線接口模塊外線接口模塊完成與本系統(tǒng)與電信線路的接口，其中包含的功能有：振鈴檢測，混合，pcm編

10、譯碼，摘機控制等。d)液晶顯示模塊本液晶模塊為240x128點大屏幕顯示屏，用來顯示當前系統(tǒng)狀態(tài)以及所有人機接口的狀態(tài)顯示，如菜單，系統(tǒng)幫助，參數狀態(tài)設置等。e)鍵盤鍵盤為6鍵薄膜按鍵，完成人機接口的各種操作，如菜單選擇，參數設置等。f)數字中繼接口數字中繼接口為兩臺實驗箱或實驗箱與外部交換機的連接口，傳輸介質為雙絞線。三、注意事項對于dspjtag，fpgajtag，在正常工作狀態(tài)（即：非二次開發(fā)狀態(tài)）請不要隨意連接dsp仿真器和fpga配置器，也不要往flash、fpga及fpga配置rom中寫入數據，以免破壞系統(tǒng)代碼，造成系統(tǒng)癱瘓。如果要對系統(tǒng)控制板進行二次開發(fā)操作，則需嚴格參考本系統(tǒng)的

11、二次開發(fā)手冊，同時在專業(yè)人士的指導下進行。實驗一 系統(tǒng)電源組成一、實驗目的1 了解程控交換系統(tǒng)工作電源的組成與種類。2 測試系統(tǒng)工作電源電壓值。二、實驗設備20m通用示波器一臺，萬用表一塊，rcckii型實驗箱一臺三、電路工作原理 圖11是電源電路原理方框圖。它由市電交流220v、內置線性穩(wěn)壓電源、內置開關電源、電源指示電路等組成。內置線性穩(wěn)壓電源和內置開關電源由同一個電源開關控制，該電源開關位于實驗箱體的右側面。在系統(tǒng)主板右下腳處的開關為鈴流源開關。ac 220v內 置開關電源內置12v、-24v、+5v線性穩(wěn)壓電源-24v+5v-5vac 220v電源指示電路圖11 工作電源原理方框圖各路

12、輸出電壓的作用：內置開關電源輸出：+5v為主電源，供系統(tǒng)主板和系統(tǒng)控制板上使用；5v、5v提供給運放、用戶接口模塊和pcm編譯碼使用；內置穩(wěn)壓電源輸出：-24v主要提供給用戶接口電路my88622作饋電源使用。+12v、5v主要供鈴流源使用。四、實驗內容1 打開系統(tǒng)主電源開關，觀察狀態(tài)指示模塊的電源指示發(fā)光管顯示狀態(tài)。2 用萬用表測量電源模塊各測量點的電壓，注意萬用表的量程設置，應放在“dc”檔進行測量，否則測試數據不準確。 tp24：+5v tp25：5v tp26：-24v3用示波器測量電源模塊各測量點的電壓。注意示波器的量程設置，應設置在“dc”檔進行測量，否則測試數據不準確。 tp24

13、：+5v tp25：5v tp26：-24v實驗二 系統(tǒng)結構組成一、實驗目的1、了解整個系統(tǒng)的結構組成2、了解系統(tǒng)中各關鍵器件的作用3、了解整個系統(tǒng)的基本工作原理4、了解整個中各組成模塊的作用二、實驗設備電話四部，rcckii型實驗箱一臺三、系統(tǒng)總體介紹 圖21是程控交換實驗系統(tǒng)方框圖，圖22是程控交換實驗系統(tǒng)布局圖。程控交換系統(tǒng)由9大電路模塊組成，各模塊的組成及主要作用如下：（1）用戶一用戶四接口模塊：分別是電話機用戶一、用戶二、用戶三、用戶四的用戶線接口電路、dtmf采樣及ad轉換、fsk的da轉換、信號音的da轉換和pcm編譯碼電路。具體敘述如下：1. my88622（各用戶單獨使用）用

14、來實現二/四線變換，摘掛機檢出，鈴流驅動和用戶話機的接口等功能；2. tp3057（各用戶單獨使用）主要實現pcm編譯碼功能；3. ltc1446（用戶一和用戶二兩個話機合用一片，用戶三和用戶四合用一片）da轉換芯片，用來完成系統(tǒng)控制板送來的fsk及所有信號音數字模擬信號轉換。4.tlc549（各用戶單獨使用）ad轉換芯片，用來完成對dtmf信號的采集及話音信號的采集，完成模擬信號的數字化，送系統(tǒng)控制板，實現撥號號碼的識別、dtmf信號波形的采集，話音信號的采集。（2）程控交換系統(tǒng)控制模塊：該模塊即為整個系統(tǒng)的控制中心，主板通過專用接口與系統(tǒng)控制板相連接。完成dtmf識別、fsk信號生成、各種

15、信號音的產生、空分交換、時分交換、多級交換、數字中繼、配置電路鍵 盤程控交換系統(tǒng)控制（dsp）pcm譯碼pcm編碼電話二用 戶 接 口 電 路電話一用 戶 接 口 電 路pcm譯碼dtmf采樣fsk信號音數模轉換程控交換網絡系統(tǒng)（fpga）pcm編碼pcm編碼pcm譯碼用 戶 接 口 電 路電話三中繼接口fsk信號音數模轉換dtmf采樣用 戶 接 口 電 路電話四pcm譯碼pcm編碼lcd顯示配置電路圖21系統(tǒng)結構圖系統(tǒng)控制、計算機通信等所有控制、處理工作。系統(tǒng)控制模塊的核心器件主要有：u2：tms320vc5402為ti公司的實時信號處理器。完成信號音的產生算法、dtmf譯碼算法、fsk編解

16、碼算法等工作。u5:xcv200pq240(ep1c6q240)為xilinx（altera）公司的大規(guī)?，F場可編程器件（fpga）。完成空分交換、時分交換、多級交換、數字中繼通信、計算機通信、io器件接口、用戶狀態(tài)識別、用戶振鈴控制等工作。ic13：74lvt16244、74lvt16245總線驅動芯片。ic4：ic61lv25616，dsp專用sram，用來存放數據。圖22系統(tǒng)主板布局圖ic5：sst39vf800a（29lv800），dsp專用flash，用來存放所有程序代碼。ic5：is61lv256，fpga專用sram，用來存放數據。u6：xc18v02或xc17v01，xilin

17、x板專用（epc2lc20，altera板專用），fpga專用prom，用來存放fpga配置程序。u38：74lvt164245，3.3v io轉5v io接口芯片。u20：max232，dsp及fpga共用rs232電平轉換芯片。u9：5v1.8v穩(wěn)壓芯片，為dsp內核工作電源。u10：5v2.5v穩(wěn)壓芯片（altera板為：1.5v），為fpga內核工作電源。u11：5v3.3v穩(wěn)壓芯片，為dsp及fpga的io工作電源。fpgauart：基于fpga的rs232口，在本系統(tǒng)中，采用此口與計算機通信。dspuart：基于dsp的rs232口，在本系統(tǒng)中，此口閑置。dspjtag口及fpga

18、jtag：dspjtag口為dsp仿真器連接專用接口，供系統(tǒng)二次開發(fā)時使用。當系統(tǒng)工作在正常狀態(tài)時（即：非二次開發(fā)狀態(tài)），無需連接dsp仿真器，對系統(tǒng)工作無影響。fpgajtag共有三個接口組成，分別為：xilinx板：p1、p2和p4，其中：p1為fpgaxcv200的jtag掃描口，p2為配置romxc18v02的jtag口，p4為xcv200的串從配置口。altera板：fpgaps、fpgajtag和epcjtag。其中：fpgaps口為fpgaep1c6q240的串從配置接口，fpgajtag為fpgaep1c6q240的jtag配置接口，epcjtag為配置romepc2lc20的

19、jtag口。系統(tǒng)控制板上各狀態(tài)指示燈指示功能如下：d4：電源指示燈，紅色，燈亮表示系統(tǒng)供電正常。d5：fpga程序加載失敗指示燈，紅色，燈亮表示fpga程序加載失敗，此時需關閉系統(tǒng)電源重新加載。d6：fpga程序加載成功指示燈，綠色，燈亮表示fpga程序加載成功。d7：系統(tǒng)與計算機串口聯(lián)機狀態(tài)指示燈，綠色，燈亮表示系統(tǒng)與計算機處于聯(lián)機狀態(tài)。系統(tǒng)控制板上各狀態(tài)開關功能及設置方法說明如下：）s2：用于設定dsp的工作方式和頻率，外部晶振為12mhz，該系統(tǒng)dsp的標準工作頻率是84mhz， 產品在出廠時已設定好，無需調整。在做二次開發(fā)時根據需要進行調整，參看表21。mp/mc工作模式選擇md1md

20、2md3時鐘00015倍00110倍0105倍011保留1002倍1011/41101倍1111/2表21 dsp時鐘及工作模式設置狀態(tài)表）s1：選擇fpga配置方式的。xilinx板：j1-j5全為“1”是prom自行加載配置，全為“0”是計算機配置，出廠時默認是prom加載，做二次開發(fā)時才需改動，切換配置模式時必須將此5位都撥到同一端。m0-m2選擇配置模式，見表22。配置方式m0m1m2上拉master-serial000noboundary-scan101noselectmap110noslave-serial111nomaster-serial100yesboundary-scan0

21、01yesselectmap010yesslave-serial011yes 表22fpga配置模式表（xilinx板）表23 fpga配置模式表（altera板）出廠時m0-m2已配置好無需改動。altera板：j1-j5全為“1”是prom自行加載配置，全為“0”是計算機配置，出廠時默認是prom加載，做二次開發(fā)時才需改動，切換配置模式時必須將此5位都撥到同一端。m0-m1選擇配置模式，見表23。（3）外線接口模塊：外線接口模塊完成本系統(tǒng)與電信局線路的對接功能，通過該模塊可實現本系統(tǒng)內任意一用戶都可呼叫電信網絡任何一用戶，同時，電信網絡中的任何一用戶也可呼叫本系統(tǒng)用戶。當有外線呼入時，系統(tǒng)

22、查詢預先設置的用戶振鈴，若該用戶忙，則自動查詢其他用戶，若所有用戶都忙，則通知外線無人接聽。本模塊的詳細組成說明如下：）pcm編譯電路：完成外線話音信號的pcm編碼和系統(tǒng)用戶的pcm譯碼。）外線振鈴檢測電路：當有電信用戶呼叫本系統(tǒng)時，振鈴檢測電路產生一信號通知系統(tǒng)控制電路，表示有外線呼入。其中開關k1為外線饋電電壓選擇。）摘機控制電路：該電路用來改變外線環(huán)路電流，使電信局端識別用戶已摘機。該電路的控制信號由系統(tǒng)控制電路給出。）極性變換電路（4）lcd顯示模塊：本液晶模塊為240x128點大屏幕顯示屏，用來顯示當前系統(tǒng)狀態(tài)以及所有人機接口的狀態(tài)顯示，如菜單，系統(tǒng)幫助，參數狀態(tài)設置，dtmf波形等

23、。可調電阻r74為液晶對比度調節(jié)電阻，順時針方向：對比度增加；逆時針方向：對比度降低。（5）鍵盤模塊： 鍵盤為6鍵薄膜按鍵，完成人機接口的各種操作，如菜單選擇，參數設置等。（6）數字中繼模塊：數字中繼接口為兩臺實驗箱或實驗箱與外部交換機的連接口，傳輸介質為雙絞線。通過數字中繼接口即可實現兩臺實驗箱8個用戶的全雙工電話通信。其中u200為電平轉換芯片。（7）狀態(tài)指示模塊：狀態(tài)指示模塊共有6個發(fā)光二極管，分別指示：中繼發(fā)送：d204，燈亮表示發(fā)送數據到中繼口狀態(tài)。中繼接收：d203，燈亮表示接收到中繼數據。5v電源指示燈。5v電源指示燈。-24v饋電電壓指示燈。鈴流指示燈。四、實驗內容1從外型上認

24、識系統(tǒng)中各關鍵器件，掌握其在系統(tǒng)中的作用。2認識現代程控交換系統(tǒng)的結構組成。2從總體上初步熟悉四部電話單機進行通話。3初步建立程控交換實驗系統(tǒng)及電話交換、中繼接續(xù)通信的概念。4了解人機接口操作。 五、實驗步驟1學習整個系統(tǒng)的硬件。2打開交流電源開關，觀察系統(tǒng)中各指示發(fā)光二極管的狀態(tài)。3打開鈴流開關，觀察鈴流狀態(tài)指示發(fā)光二極管的狀態(tài)。4用戶一摘機，撥號，呼叫用戶二，用戶二振鈴，用戶二摘機，建立通話。5用戶三摘機，撥號，呼叫用戶四，用戶四振鈴，用戶四摘機，建立通話。6用戶二掛機，結束與用戶一通話。7用戶二摘機，撥號，呼叫用戶四，用戶四忙，用戶二忙音，通話失敗，用戶二掛機。8用戶一掛機。9用戶三掛機

25、，結束與用戶四通話。10仔細聆聽整個實驗過程中的各用戶話機中信號音的變化。11仔細觀察整個實驗過程中的lcd顯示屏的變化，觀察通話計時過程。實驗三 系統(tǒng)控制模塊實驗一、實驗目的1了解交換控制單元（dsp）主要功能。2了解網絡交換單元（fpga）主要功能。3熟悉交換控制單元（dsp）與輸入、輸出電路的工作關系。4熟悉網絡交換單元（fpga）與輸入、輸出電路的工作關系。二、實驗設備rcckii型實驗箱一臺三、電路功能交換控制單元（dsp）u2完成對交換雙方的控制、各種信號音的產生、數字信號的處理等功能，數據和命令通過網絡交換單元與各硬件進行交換。網絡交換單元（fpga）u5完成信號的采集、話路交換

26、、pc通信接口、液晶顯示控制、與各硬件接口通信。1 電話狀態(tài)的識別 圖31 用戶摘機識別原理話機摘掛機狀態(tài)的電平由my88622芯片產生，輸入fpga，再由dsp從fpga中讀取該狀態(tài)進行相關任務的處理。 圖32 用戶摘機群處理示意圖2 信號音的發(fā)生話機所接收到的撥號音、忙音、催掛音等信號音由dsp生成相關的數字信號，通過fpga送給d/a芯片進行d/a轉換輸出模擬信號到my88622輸入端，由my88622將信號音饋到電話線上。信號音是450hz或950hz的正弦信號，根據斷續(xù)的不同型式表示下列不同的含義：撥號音：為450hz的連續(xù)信號。忙音：為450hz的斷續(xù)信號。0.7s斷續(xù)，即0.35

27、s續(xù)、0.35s斷?；剽徱簦簽?50hz的斷續(xù)信號。5s斷續(xù)，即1s續(xù)、4s斷?？仗栆簦簽?50hz的斷續(xù)信號。0.2s斷續(xù)，即0.1s續(xù)、0.1s斷。催掛音：為950hz的連續(xù)音頻信號。3 號碼識別用戶話機號碼的識別即dtmf譯碼由dsp用軟件來完成。用戶輸入的dtmf信號經過tlc549（8位串行d/a）模數轉換后通過fpga送給dsp芯片來處理。4 話路交換用戶間的話音通過tp3057進行pcm編碼送給fpga,由fpga進行pcm數據的交換，而交換方式和交換線路的命令由dsp送給fpga。5 液晶控制液晶控制由fpga來完成，dsp產生顯示的數據，具體操作細節(jié)和流程參看二次開發(fā)手相關冊

28、。6 pc通信接口pc機串口是異步串口，dsp是同步串口需要做轉換，本系統(tǒng)中用fpga來模擬異步串口通信時序。上位機軟件發(fā)送的數據通過fpga送給dsp進行處理，下位機的數據由dsp產生經由fpga送給串口。7 鍵盤輸入薄膜開關輸入電路的掃描輸入信號有6個：返回、確認、上 、下、左、右。鍵盤的掃描由fpga來完成。四、實驗內容1根據課本熟悉程控交換的流程和對應的模塊。2了解系統(tǒng)的程序規(guī)劃實驗四用戶接口電路及2/4線變換實驗一、實驗目的1全面了解用戶線接口電路功能（borst）的作用及其實現方法。2通過對用戶線接口電路芯片my88622的學習與實驗，進一步加深對borst功能的理解。3熟悉用戶模

29、塊電路的電路組成及工作原理。4掌握用戶線接口電路對用戶狀態(tài)改變的識別原理。二、實驗設備20m通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，rcckii型實驗箱一臺三、電路工作原理用戶電路也可稱為用戶線接口電路（subscriber line interface circuitslic）。任何交換機都具有用戶線接口電路。根據用戶電話機的不同類型，用戶線接口電路（slic）分為模擬用戶接口電路和數字用戶接口電路兩種。模擬用戶線接口電路在實現上的最大壓力是應能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是采用晶體管、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構成。在實際中，基于實現和應用上的考慮，通常將b

30、orshct功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（codec），其余功能由集成模擬slic完成。在布控交換機中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現的，饋電電壓一般是-60v，用戶的饋電電流一般是20ma30ma，鈴流是25hz,90v左右，而在程控交換機中，由于交換網絡處理的是數字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務就由用戶線接口電路來承擔完成，再加上其它一些要求，程控交換機中的用戶線接口電路一般要具有b（饋電），r（振鈴）、s（監(jiān)視）、c（編譯碼）、h（混合）、t（測試）、o（過壓保護）七項功能。圖4-1為模擬用戶線接口功能框圖

31、。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為borscht七種功能，具體含義是： （1）饋電（b-battery feeling）向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為48伏或24伏，環(huán)路電流不小于18m a.（2）過壓保護（oovervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。（3）振鈴控制（rringing control）向用戶話機饋送鈴流，通常為25hz/90vrms圖4-1 用戶線接口功能框圖正弦波。（4）監(jiān)視（s-supervision）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機摘機、掛機與撥號脈沖等信號以送往控制網絡和交換網絡。（5）編解碼與濾波（c-codec/filte

32、r）在數字交換中,它完成模擬話音與數字碼間的轉換。通常采用pcm編碼器（coder）與解碼器(decoder)來完成,，統(tǒng)稱為codec。相應的防混疊與平滑低通濾波器占有話路（300hz-3400hz）帶寬，編碼速率為64kb/s。（6）混合（hhyhird）完成二線與四線的轉換功能，即實現模擬二線雙向信號與pcm發(fā)送，接收數字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現，現在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。（7）測試（ttest）對用戶電路進行測試。振鈴繼電器鈴流發(fā)生器饋電電源模擬用戶線過壓保護電路測試開關饋電電路混合電路編碼器解碼器低通平衡網絡低通發(fā)送碼流接收碼流(編碼信號)b測

33、試總線振鈴控制信號用戶線狀態(tài)信號在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是my88622。my88622是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機恒流饋電、用戶端口或局用端口三元件阻抗、用戶摘機后自行截除鈴流、摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的檢測、無變壓器語音信號的2/4線混合轉換、外接振鈴繼電器驅動輸出、環(huán)路饋電中斷。my88622用戶電路的雙向傳輸衰耗均為1db，供電電源為+ 5 v和5 v，my88622還將輸入的鈴流信號放大以達到電話振鈴工作的要求，即達到+75v的有效值。其各項性能指標符合郵電部制定的有關標準1、該電路的特點：無變壓器2/4 線轉換用戶環(huán)路恒流饋電用戶端口或局用端口

34、三元件阻抗摘掛機及撥號脈沖檢測鈴流繼電器驅動環(huán)路饋電中斷鈴流自動截斷2、主要技術指標：對地不平衡度數 典型60db(300hz3400hz)阻抗特性 a 型為200+560*0.1ufab 型為200+680*0.1ufc 型為6002 線回損失 30db衡重噪音 典型值 -75db傳輸損耗 a、b 端至vx 端為 -1dbvr 端至a、b 端為 -1db饋電功耗 在正常工作時僅為1w，靜態(tài)時約為50mw正常工作環(huán)阻值 1.8k5k3my88622 外形尺寸圖4.引腳說明:引腳號 名 稱 說 明1 tf 內部連接,外部不用2 lpgnd 環(huán)路地及系統(tǒng)相對于vbat 的地,通常與gnda 連接3

35、 vr話音接受端(輸入),使4 線模擬信號傳入slic4 led 環(huán)路狀態(tài)led 顯示,低電平有效5 vee負電源端(-5v)6 gnda模擬地(0v)7 nc 外部懸空8 vx 話音發(fā)送端(輸出),使4 線模擬信號傳出slic9 tip 連接電話線t 端10 ring 連接電話線r 端11 rf 鈴流回路端,與鈴流繼電器連接12 vcc 正電源端(+5v)13 rc 鈴流繼電器控制端(輸入),高電平有效14 rd 鈴流繼電器驅動端,下拉方式工作15 nc 內部連接,外部不用16 rgnd 鈴流繼電器地,與gnda 連接17 nc 外部懸空18 vbat 環(huán)路饋電電源(-48v)19 nc 內

36、部連接,外部不用20 shk 摘機檢測(輸出),高電平有效5用戶線接口電路主要功能圖4-2是my88622內部電路方框圖。圖4-3是用戶線接口電路電原理圖。圖42 my88622功能框圖1）向用戶話機供電，my88622可對用戶話機提供恒流饋電，饋電電流由vbat以及vdd供給。當環(huán)路電阻為2k時，饋電電流為18 ma。具體如下： a、供電電源vbat采用-24v； b、在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48v電源通過繼電器靜合接點至話機； c、在振鈴時，-24v電源通過振鈴支路經繼電器動合接點至話機； d、用戶掛機時，話機叉簧下壓，饋電回路斷開，回路無電流流過；圖43 my88622 數字程

37、控交換機用戶接口電路應用接線圖 e、用戶摘機后，話機叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時接通振鈴支路）回路。 2）my88622內部具有過壓保護的功能，可以抵抗保護tipring端口間的瞬時高壓，如結合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可抵抗保護250v左右高壓。3）振鈴電路可由外部的振鈴繼電器和用戶電路內部的繼電器驅動電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當繼電器控制端 (rc端) 輸入高電平，繼電器驅動輸出端 (rd端) 輸出高電平，繼電器接通，此時鈴流源通過與振鈴繼電器連接的15端 (rv端) 經tipring端口向被叫用戶饋送鈴流。當控制端 (rc端) 輸入低電平或被叫用戶摘機都可截除鈴流。用戶電

38、路內部提供一振鈴繼電器感應電壓抑制箝位二極管。4）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號，具體如下： a、用戶掛機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向控制系統(tǒng)表示用戶“閑”；led輸出0，發(fā)光管滅。 b、用戶摘機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出高電平，以向控制系統(tǒng)表示用戶“忙”；led輸出1，發(fā)光管亮。 c、用戶若撥電話號碼為脈沖撥號方式時，該用戶狀態(tài)輸出端應能送出撥號數字脈沖?；芈窋嚅_時，送出低電平，回路接通時送出高電平（注：本實驗系統(tǒng)不選用脈沖撥號方式，只采用dtmf雙音多頻撥號方式）；5）在tipring端口間傳輸的語音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線vr端與vx端傳輸的信號為收發(fā)分開的不

39、平衡語音信號。my88622可以進行tipring端口與四線vr端和vx端間語音信號的雙向傳輸和2 / 4線混合轉換。6）my88622可以提供用戶線短路保護：tip線與ring線間，tip線與地間，ring線與地間的長時間的短路對器件都不會損壞。7）my88622提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為40db。8）my88622的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。四、實驗內容 1.了解用戶模塊my88622的主要性能與特點。2.熟悉用my88622組成的用戶線接口電路。3.連接上電話機，用示波器分別觀測my88622的20腳在摘掛機時的工作電平，摘機時，測試tf15（my88622四線輸

40、入）的信號；撥號，測試tf11（my88622四線輸出）信號。五、實驗步驟1將一部電話機接入用戶接口模塊一。2打開系統(tǒng)主電源開關，觀察系統(tǒng)上電狀態(tài)。3保持電話機處于持機狀態(tài)，用示波器波觀察my88622第20腳的電平狀態(tài)及發(fā)光二極管d15的狀態(tài)。4電話摘機，繼續(xù)觀察第20腳的了信號電平狀態(tài)及發(fā)光二極管的狀態(tài)。5電話掛機，用示波器觀察tf15和tf11的波形。6電話摘機，用示波器觀察tf15和tf11的波形。7電話撥號，用示波器觀察tf15和tf11的波形。五、實驗注意事項1my88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統(tǒng)上電后摘掛機，如果二極管不發(fā)光，請確認連接正確，檢查接口是否有接觸

41、不良的現象。實驗五 程控交換pcm編譯碼實驗一、實驗目的1 掌握pcm編譯碼器在程控交換機中的作用。2 熟悉單片pcm編譯碼集成電路tp3057的電路組成和使用方法。3 觀測pcm相關各測量點的工作波形。二、實驗設備20m通用示波器一臺，萬用表一塊，rcckii型實驗箱一臺三、 電路組成和原理 圖51 數字通信示意框圖 量化是將樣值幅度取值連續(xù)的模擬信號變成樣值幅度取值離散的數字信號。即是將信號的幅度取值限制在有限個離散值上。只要信號的幅值落在某一個量化級內的中間值或起始值來代表信號的量化值。信號的量化方法通常有兩種：（1）均勻量化 （1）非均勻量化。非均勻量化的量化間隔是不相等的，大信號區(qū)的

42、量化間隔大，小信號區(qū)的量化間隔小，即量化間隔v是不固定的。如何實現非均勻量化？一種辦法是：在對信號進行編碼之前，先對小信號進行高增益的放大，對大信號則使增益很，甚至沒有增益，然后再進行均勻量化及編碼。完成這一任務的部件稱壓縮器，它的輸入輸出特性稱為壓縮特性。接收端恰要與此相反，對解碼后的信號經過擴張器，使信號還原成原值。目前在國際上廣泛采用的只有兩種：a律和u律。a律壓擴特性是根據非均勻量化的概念推導出來的，它是一個種對數壓擴特性，分為兩段。其輸出y與輸入x的關系為： y=a/(1+lna)x (0x(1/a) y=(1+lnax)/(1+lna) (1/ax1) 圖52 a率壓擴特性13折線

43、示意圖其中常數a為壓縮系數，表示壓縮的程度。a值不同，壓擴特性也就不同，如圖所示。a=1，y=x，為一條直線，表示不無壓縮，即為均勻量化懷情況。a值走越大，在小信號處的斜率越大，對提高小信號的信噪比越有得。目前各廠家多采用a=87.6的壓擴特性。 圖53 a率壓擴特性示意圖u律壓擴特性是根據三極管的特性而演變的，它也是一種對數壓擴特性。其輸出y和輸入x的關系式為：y=ln(1+u|x|)/ln(1+u) (0x1)u為壓縮系數，當u=0時，相當無壓縮。u越大則壓縮效果越明顯(如圖2-14(b)所示)。早期用u=100,現在采用u=255。a律和u律的性能基本相似，各有優(yōu)缺點。u律最早是由美國提

44、出，在北美和日本被采用。a律后來由歐洲提出，在歐洲和中國被采用。它們是ccitt建議共存的兩個標準，但在國際通路均采用a律。四路數字電話編譯碼電路的原理圖都是一樣的，因此只對其中一路進行說明。圖5-1就是一路的pcm編譯碼電原理框圖。 slic電路pcm編譯碼數字程控交換網絡圖54 pcm編譯碼電原理框圖pcm編譯碼電路本系統(tǒng)使用tp3057來完成。fsxbclkxdx8khz幀同步信號輸入2.048mhz時鐘輸入pcm數字信號輸出drpcm數字信號輸入 圖55 pcm編譯碼數字信號波形圖1、 該電路特點發(fā)送高通低通濾波器。接收低通濾波器。rc噪聲濾波器。a率編碼解碼。 2、技術指標內部基準源

45、，內部自零電路。串行i/o接口。5v工作電壓。d3/d4和ccitt標準。低功耗50mw，自動休眠功能，休眠模式時功耗3mw。兼容ttl和cmos邏輯電平。 3、芯片介紹引腳 名稱 說明 1 vbb -5v供電引腳2 gnda 模擬地3 vfr0 模擬輸出端4 vcc 5v供電引腳 5 fsr 接收幀同步6 dr 接收數據輸入7 bclkr 接收位時鐘 8 mclkr 接收主時鐘9 mclkx 發(fā)送主時鐘 圖56 tp3057封裝圖10 bclkx 發(fā)送位時鐘11 dx 發(fā)送數據輸12 fsx 發(fā)送幀同步引腳 名稱 說明13 /tsx 輸出使能 14 gsx 輸出增益端15 vfxi- 反相輸

46、入端16 vfxi 同相輸入端 4、內部結構 圖57 典型應用電路圖圖5-7是tp3057的應用電路圖，圖5-8是它的內部結構圖。從兩圖中我們可以看到，信號由輸入端輸入，經放大以后經由rc噪聲濾波，帶通濾波送給編碼部分。編碼部分由s/h dac、比較器、a/d控制電路、自歸零電路和反饋組成，編碼的數據送給發(fā)送寄存器保存，發(fā)送幀同步信號到來后就由dx端輸出。輸入的pcm數據由dr端輸入，幀同步信號到來后，送給s/h dac進行數模轉換，經由帶通濾波器、rc噪聲濾波和音頻放大后由vfr0端輸出。 圖58 tp3057內部結構圖四、實驗內容1熟悉a率編解碼的原理。2了解pcm信號的實現方法。3觀測p

47、cm信號，加深對pcm信號的理解。五、實驗步驟測量tf1、tf2、tf4、tf5、tsat、tsar及bs的各點波形。1將兩部電話機與實驗箱用戶一、用戶三接口連接，系統(tǒng)上電。2將用戶一與用戶三按正常呼叫接通，建立正常通話后，通過話機輸入語音信號或雙音多頻信號。在各收發(fā)測量點進行觀察測量。3各測量點波形說明如下：tf1：用戶一pcm數字信號輸出tf2：用戶一pcm 模擬話音信號輸入tf4：用戶一pcm模擬話音信號輸出tf5：用戶一pcm 數字信號輸入tsat：用戶一輸出幀同步信號tsar：用戶一輸入幀同步信號bs：2.048m時鐘信號，四用戶共用 4用雙通道觀察輸入幀同步信號與時鐘信號，觀察輸入

48、幀同步信號與輸出幀同步信號。六、實驗注意事項 pcm編譯碼電路中，在沒有建立通話時，pcm編譯碼電路是沒有有輸出的，此時只能測量到輸出幀同步時鐘和2.048m時鐘。實驗六信號音產生實驗一、實驗目的 1了解常用的幾種信令信號音和鈴流發(fā)生器的電路組成和工作過程。 2熟悉這些信號音和鈴流信號的技術要求。二、實驗設備20m通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，rcckii型實驗箱一臺三、電路工作過程在用戶話機與交換機之間的用戶線上，要沿兩個方向傳遞語言信息。但是，為了實現一次通話，還必須沿兩個方向傳送所需的控制信號。比如，當用戶想要通話時，必須首先向程控機提供一個信號，能讓交換機識別并使之準備好有關設

49、備，此外，還要把指明呼叫的目的地的信號發(fā)往交換機。當用戶想要結束通話時，也必須向電信局交換機提供一個信號，以釋放通話期間所使用的設備。除了用戶要向交換機傳送信號之外，還需要傳送相反方向的信號，如交換機要向用戶傳送關于交換機設備狀況，以及被叫用戶狀態(tài)的信號。 圖61 本實驗系統(tǒng)傳送信號流程圖由此可見，一個完整電話通信系統(tǒng)，除了交換系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)外，還應有信令系統(tǒng)。用戶向電信局交換機發(fā)送的信號有用戶狀態(tài)信號（一般為直流信號）和號碼信號（地址信號）。交換機向用戶發(fā)送的信號有各種可聞信號與振鈴信號（鈴流）兩種。 a各種可聞信號：一般采用頻率為450hz或950hz的正弦信號，例如：撥號音：（dial tone）連續(xù)發(fā)送的450hz正弦信號?；剽徱簦海╡cho tone）1秒送，4秒斷的5秒斷續(xù)的450hz正弦信號。忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷