實(shí)驗(yàn)二用戶線接口電路及二四線變換實(shí)驗(yàn)

1、 程控交換原理 隨堂實(shí)驗(yàn)報告 學(xué)院 計算機(jī)與電子信息學(xué)院 專業(yè) 電子信息工程 班級 電信11? 姓名 ? 學(xué)號 ? 指導(dǎo)教師 陳信 實(shí)驗(yàn)報告評分：_實(shí)驗(yàn)二 用戶線接口電路及二四線變換實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2、通過對MH88612C電路的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對BORST功能的理解。3、了解二四線變換電路的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求認(rèn)真預(yù)習(xí)程控交換原理中有關(guān)用戶線接口電路等章節(jié)。三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表1、主機(jī)實(shí)驗(yàn)箱 一臺2、電話單機(jī) 二臺3、20MHz示波器 一臺4、三用表 一臺四、電路工作過程在現(xiàn)代電話通信設(shè)備與程控交換機(jī)中，由于交換網(wǎng)絡(luò)不能通

2、過鈴流、饋電等電流，因而將過去在公用設(shè)備（如繩路）實(shí)現(xiàn)的一些用戶功能放到“用戶電路”來完成。用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機(jī)都具有用戶線接口電路。模擬用戶線接口電路在實(shí)現(xiàn)上的最大壓力是應(yīng)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(gòu)成，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，近十年來在國際上陸續(xù)開發(fā)多種模擬SLIC，它們或是采用半導(dǎo)體集成工藝或是采用薄膜、厚膜混合工藝，并已實(shí)用化。在實(shí)際中，基于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSCHT功能中過壓保護(hù)由外接元器件完成，

3、編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其余功能由所謂集成模擬SLIC完成。在布控交換機(jī)中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實(shí)現(xiàn)的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA30 mA，鈴流是25HZ，90V左右，而在程控交換機(jī)中，由于交換網(wǎng)絡(luò)處理的是數(shù)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(wù)就由用戶線接口電路來承擔(dān)完成，再加上其它一些要求，程控交換機(jī)中的用戶線接口電路一般要具有B（饋電）、O（過壓保護(hù)）、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）七項(xiàng)功能。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：

4、（1）饋電（B-Battery feeling）向用戶話機(jī)送直流電流。通常要求饋電電壓為48伏，環(huán)路電流不小于18mA。（2）過壓保護(hù)（O-Overvoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。（3）振鈴控制（R-Ringing Control）向用戶話機(jī)饋送鈴流，通常為25HZ/90Vrms正弦波。（4）監(jiān)視（S-Supervision）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機(jī)摘機(jī)、掛機(jī)與撥號脈沖等信號以送往控制網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。（5）編解碼與濾波（C-CODEC/Filter）在數(shù)字交換中，它完成模擬話音與數(shù)字碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器（Coder）與解碼器（Decoder

5、）來完成，統(tǒng)稱為CODEC。相應(yīng)的防混疊與平滑低通濾波器占有話路（300HZ3400HZ）帶寬，編碼速率為64kb/s。（6）混合（H-Hyhird）完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實(shí)現(xiàn)模擬二線雙向信號與PCM發(fā)送，接收數(shù)字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。（7）測試（T-Test）對用戶電路進(jìn)行測試。模擬用戶線接口功能見圖21。 鈴流發(fā)生器 饋電電源 發(fā)送碼流 過 振 低通 編a 壓 測 鈴 饋 混 碼模擬 保 試 繼 電 合 平衡 器用 （編碼信號）戶 護(hù) 開 電 電 電 網(wǎng)絡(luò) 解線b 電 關(guān) 器 路 路 碼 路 低通 器接收碼流 測試

6、 振鈴控臺 用戶線 總線 制信號彈 狀態(tài)信號圖2-1 模擬用戶線接口功能框（一）用戶線接口電路在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是MITEL公司的MH88612C。MH88612C是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機(jī)恒流饋電、向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流、用戶摘機(jī)后自行截除鈴流，摘掛機(jī)的檢測及音頻或脈沖信號的識別，用戶線是否有話機(jī)的識別，語音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出。MH88612C用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB,供電電源+5V和-5V。其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。圖2-2 MH88162C管腳排列圖01234567891011121314151

7、617181920ICTFICVRVRefVEEGNDAGSVXTIPRINGRFVDDRCRDRVVRLYICVBatCAPSHK（1）該電路的基本特性 1、向用戶饋送鈴流2、向用戶恒流饋電3、過壓過流保護(hù)4、被叫用戶摘機(jī)自截鈴5、摘掛機(jī)檢測和LED顯示6、音頻或脈沖撥號檢測 7、振鈴繼電器驅(qū)動輸出8、語音信號的2/4線轉(zhuǎn)換9、能識別是否有話機(jī)10、無需偶合變壓器11、體積小及低功耗12、極少量外圍器件13、厚膜混合型工藝14、封裝形式為20引線單列直插圖2-2是它的管腳排列圖 （2）MH88612C引出端功能的說明0腳：IC Internal Connection：空端。1腳：TF Tip

8、 Feed： 連接外接二極管作為保護(hù)電路連到-48V和地。2腳：IC Internal Connection：空端。3腳：VR Voice Receive(input)： 四線語音信號的接收端。4腳：VRef Voltage Reference：設(shè)置向用戶電話線送恒流饋電的參考電壓，恒流通過VRef調(diào)節(jié)；也可接地,一般為21mA環(huán)流。5腳：VEE 負(fù)供電電源，通常為-5V DC。6腳：GNDA 供電電源和饋電電源的地端，模擬接地。7腳：GS Gain setting(input)：低電平時直接接收附加增益為-0.5 dB， 此增益除編解碼增益設(shè)置之外的，高電平時為0dB。8腳：VX Voice

9、 Transmit(output)：四線語音信號的發(fā)送端。9腳：TIP 連接用戶電話的“TIP”線。10腳：RING 連接用戶電話的“RING”線。11腳：RF Ring Feed：外部連接至振鈴繼電器。12腳：VDD 正供電電源，通常為+5V DC。13腳：RC Relay Control(input)振鈴繼電器控制輸入端，高電平有效14腳：RD 振鈴繼電器驅(qū)動輸出端，外接振鈴繼電器線圈至地端，內(nèi)部有一線圈感應(yīng)箝位二極管。15腳：RV Ring Feed Voltage：用戶線鈴流源輸入端，外部連接至振鈴繼電器。16腳：VRLY 振鈴繼電器正供電電源，能常為+5V DC。17腳：IC Int

10、ernal Connection：空端。18腳：VBat 用戶線饋電電壓，通常為-48V DC19腳：CAP 連接外部電容作為振鈴濾波控制連電阻到地。20腳：SHK 摘掛機(jī)狀態(tài)檢測及脈沖號碼輸出端，摘機(jī)時輸出高電平。（3）用戶線接口電路主要功能圖2-3是MH88612C內(nèi)部電路方框圖，其主要功能說明如下： VBat VDD VEE GNDA GS二/四線變換電流電壓感應(yīng)TF VRTIPRING VX RF過流保護(hù)RVVRLY振鈴繼電器驅(qū)動電路 恒流饋電RC 環(huán)路監(jiān)視 VRefRD CAPSHK圖2-3 MH88612C內(nèi)部電路方框圖1、向用戶話機(jī)供電，MH88612C可對用戶話機(jī)提供恒流饋電，

11、饋電電流由VBAT以及VDD供給。恒定的電流為25 mA。當(dāng)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-48V；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(diǎn)至話機(jī)；C、 在振鈴時，-48V電源通過振鈴支路經(jīng)繼電器動合接點(diǎn)至話機(jī)；D、 用戶掛機(jī)時，話機(jī)叉簧下壓饋電回路斷開，回路無電流流過；E、 用戶摘機(jī)后，話機(jī)叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時接通振鈴支路）回路。2、MH88612C內(nèi)部具有過壓保護(hù)的功能，可以抵抗保護(hù)TIP- -RING端口間的瞬時高壓，如結(jié)合外部的熱敏與壓敏電阻保護(hù)電路，則可保護(hù)250V左右高壓。3、振鈴電路可由外部的振

12、鈴繼電器和用戶電路內(nèi)部的繼電器驅(qū)動電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當(dāng)繼電器控制端(RC端)輸入高電平，繼電器驅(qū)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(jīng)TIPRING端口向被叫用戶饋送鈴流。當(dāng)控制端(RC端)輸入低電平或被叫用戶摘機(jī)都可截除鈴流。用戶電路內(nèi)部提供一振鈴繼電器感應(yīng)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(jī)信號，具體如下：A、用戶掛機(jī)時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“閑”； B、用戶摘機(jī)時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示“忙”；5、在TIPRING端口間

13、傳輸?shù)恼Z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?shù)男盘枮槭瞻l(fā)分開的不平衡語音信號。MH88612C可以進(jìn)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(zhuǎn)換。6、MH88612C可以提供用戶線短路保護(hù)：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、MH88612C提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為-dB。該傳輸衰耗可以通過MH88612C用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過外部電路調(diào)整；8、MH88612C的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。由圖1-1可知，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共有四個用戶線接口電路，電路的組成與工作

14、過程均一樣，因此只對其中的一路進(jìn)行分析。圖2-4是用戶1用戶線接口電路的原理圖： 圖2-4 用戶線接口電路電原理圖為了簡單和經(jīng)濟(jì)起見，反映用戶狀態(tài)的信號一般都是直流信號，當(dāng)用戶摘機(jī)時，用戶環(huán)路閉合，有用戶線上有直流電流流過。主叫摘機(jī)表示呼叫信號，被叫摘機(jī)，則表示應(yīng)答信號，當(dāng)用戶掛機(jī)時，用戶環(huán)路斷開，用戶線上的直流電流也斷開，因此交換機(jī)可以通過檢測用戶線上直流電流的有無來區(qū)分用戶狀態(tài)。當(dāng)用戶摘機(jī)時，發(fā)光二極管D10亮表示用戶已處于摘機(jī)狀態(tài)，TP13由低電平變成高電平，此狀態(tài)送到CPU進(jìn)行檢測該路是否摘機(jī)，當(dāng)檢測到該路有摘機(jī)時，CPU命令撥號音及控制電路送出f=450HZ，U=3V的波形。此時，在

15、TP12上能檢測到如圖25所示波形 TP12 0 2VP-P t f = 400450Hz 圖2-5 450Hz撥號音波形 當(dāng)用戶聽到450HZ撥號音信號時，用戶開始撥電話號碼，雙音多頻號碼檢測電路檢測到號碼時通知CPU進(jìn)行處理，CPU命令450HZ撥號音發(fā)生器停止送撥號音，用戶繼續(xù)撥完號碼，CPU檢測主叫所要被叫用戶的號碼后，立即向被叫用戶送振鈴信號，提醒被叫用戶接聽電話，同時向主叫用戶送回鈴音信號，以表示線路能夠接通，當(dāng)被叫用戶摘機(jī)時，CPU接通雙方線路，通信過程建立。一旦接通鏈路，CPU即開始計時，當(dāng)任一方先掛機(jī)，CPU檢測到后，立即向另一方送忙音，以示催促掛機(jī)，至此，主、被叫用戶一次通

16、信過程結(jié)束。通過上述簡單分析，不難得出各測量點(diǎn)的波形。TP11：通信時有發(fā)送話音波形；撥號時有瞬間DTMF波形；不通信時則此點(diǎn)無波形。TP12：通信時有接收話音波形：摘機(jī)后撥號前有450HZ撥號音信號；不通信時則此點(diǎn)無波形。TP13：摘掛機(jī)狀態(tài)檢測測量點(diǎn)掛機(jī)：TP13=低電平。摘機(jī)：TP13=高電平。TP14：振鈴控制信號輸入，高電平有效。即工作時為高電平，常態(tài)為低電平。由于4個用戶線接口電路的測量點(diǎn)相同，故對其它三個用戶線接口電路的測量點(diǎn)就不一一敘述，波形均相同，即：TP11=TP21=TP31=TP41TP12=TP22=TP32=TP42TP13=TP23=TP33=TP43TP14=T

17、P24=TP34=TP44（二）二四線變換電路在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，二四線變換由用戶線接口電路中的語音單元電路實(shí)現(xiàn)，圖2-6為電路的功能框圖，該電路完成二線單端之間信號轉(zhuǎn)換，在MH88612C內(nèi)部電路中已經(jīng)完成了該變換。 T TRR圖2-6 二/四線變換功能框圖二四線變換的作用就是把用戶線接口電路中的語音模擬信號（TR）通過該電路的轉(zhuǎn)換分成去話（T）與來話（R），對該電話的要求是：1、將二線電路轉(zhuǎn)換成四線電路；2、信號由四線收端到四線發(fā)端要有盡可能大的衰減，衰減越大越好；3、信號由二線端到四線發(fā)端和由四線收端到二線端的衰減應(yīng)盡可能小，越小越好；4、應(yīng)保持各傳輸端的阻抗匹配；以便于PCM編譯碼電路形成

18、發(fā)送與接收的數(shù)字信號。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、參考有關(guān)程控交換原理教材中的用戶線接口電路等單節(jié)，對照該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電路，了解其電路的組成與工作過程。2、通過主叫、被叫的摘、掛機(jī)操作，了解B、R、S等功能的具體作用。六、實(shí)驗(yàn)步驟 1 接上交流電源線。2 將K11K14，K21K24，K31K34，K41K44接2，3腳；K70K75接2，3腳；K60K63接2，3腳。3 先打開“交流開關(guān)”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開關(guān)J8，J9，此時實(shí)驗(yàn)箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。4 按“復(fù)位”鍵進(jìn)行一次上電復(fù)位，此時，CPU已對系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，顯示電路循環(huán)顯示“P”，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5 用戶1，用戶3接上電話單機(jī)。6 用戶電話單機(jī)的直流供電（B）的觀測。（現(xiàn)以用戶1為例）1） 用戶1的電話處于掛機(jī)狀態(tài)，用三用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為48V，TP1B為0V，它們之間電壓差為48V。2） 用戶1的電話處于摘機(jī)狀態(tài)，用三用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為10V左右（此時的電壓與電話的內(nèi)阻抗有關(guān)，所以每部電話