程控實驗報告

1、程控實驗報告班級：姓名： 學號：目錄實驗1 電話用戶接口模塊實驗3實驗2  電話用戶信令的產生與觀測實驗9實驗3 雙音多頻（DTMF）接收與檢測實驗15實驗4 時分交換（MT8980）實驗20實驗5雙音多頻（DTMF）接收與檢測實驗23實驗6用戶話路PCM編譯碼實驗28實驗1 電話用戶接口模塊實驗一、 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.通過對用戶模塊電路PBL 387 10電路的學習和實驗，進一步加深對BORST功能的理解二、 實驗原理在現代電話通信設備與程控交換機中，由于交換網絡不能通過鈴流、饋電等電流，因而將過去在公用設備（如繩路）實現的

2、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。任何交換機都具有用戶線接口電路。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，隨著微電子技術的發(fā)展，近十年來在國際上陸續(xù)開發(fā)多種模擬SLIC，它們或是采用半導體集成工藝或是采用薄膜、厚膜混合工藝，并已實用化。在實際中，基于實現和應用上的考慮，通常將BORSCHT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），其余功能由所謂集成模擬SLIC完成。在布控交換機中，向用戶饋電，向用

3、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20mA30 mA，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）、O（過壓保護）、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）七項功能。 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： （1）饋電（B-Battery feeling）向用戶話機送直流電

4、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（O-Overvoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。 （3）振鈴控制（R-Ringing Control）向用戶話機饋送鈴流，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/Filter）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（Decode

5、r）來完成，統稱為CODEC。相應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（T-Test）對用戶電路進行測試。 模擬用戶線接口功能如圖：三、 實驗步驟（1）打開試驗箱右側的開關。（2）電話A的J301接上電話單機。（3）用示波器分別觀察TP301，TP302，TP306在摘掛機時的工作電平變化。四、 實驗結果（1）

6、TP301 ， TP302掛機（2）TP301 , TP302摘機（3）TP301 ，TP306掛機(4)TP301 , TP306摘機(5)TP302 , TP306掛機（6）TP302 ，TP306摘機五、 實驗心得在實驗中進一步熟悉了示波器的使用方法，在使用過程中發(fā)現了自己有很多問題都沒有真正了解。以后在學習上應該更加用心，要鍛煉自己的鉆研能力，同時要弄得變通。通過這次實驗，初步了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實現方法；同時也了解二/四線變換電路的工作原理。 實驗2  電話用戶信令的產生與觀測實驗一、 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

7、作過程。 2.熟悉這些信號音和鈴流信號的技術要求。二、 實驗原理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。 由此可見，一個完整電話通信系統，除了交換系統和傳輸系統外，還應

8、有信令系統。 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500Hz的方波信號，例如： 撥號音：（Dial tone）連續(xù)發(fā)送的500Hz信號。 回鈴音：（Echo tone）1秒送，4秒斷的5秒斷續(xù)的500Hz信號。 忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷續(xù)的500Hz信號。 B振鈴信號（鈴流）：一般采用頻率為25Hz，幅度為75V±15V的交流電壓，以1秒送，4 秒斷的5秒斷續(xù)方式發(fā)送。 關于信號的波形可見以下各測量點

9、撥號音：由U01 EPM 7128可編程器件產生，頻率為500Hz，幅度在1V左右。測量點為TP10， 測量時注意示波器的掃描周期的調節(jié)。 回鈴音：由U01 EPM 7128可編程器件產生，為1秒通、4秒斷的重復周期為5秒的信號。 測量為TP05，幅度在1V左右。測量時注意示波器的掃描周期的調節(jié)。 忙音： 由U01 EPM 7128可編程器件產生，為0.35秒通，0.35秒斷的重復周期為0.7S 的 500Hz的信號，測量點為TP11，幅度在1V左右。測量時注意示波器的掃描周期的調節(jié)。 鈴流音：由U01芯片EPM 7128可編程器件產生的25Hz方波經RC積分電路后形成，它的測量 點為TP06

10、，測量時注意示波器的掃描周期的調節(jié)。鈴流信號送入PBL 387 10后，需要向用戶振鈴時通過PBL 387 10的功率提升，向用戶送出鈴流，完成振鈴。三、 實驗步驟1.打開實驗箱右側電源開關，電源指示燈亮，2.調整好示波器狀態(tài)，先分別測量TP04、 TP05、TP07及TP08各測量點的波形，大致了解各點波形的特征； 3.下面我們將把上列各點信號波形與電話呼叫時具體信號音進行對比實驗，讓學生對這些 信號特征有個感性的認識。 電話單機A接到“甲方一路”接口，另一電話單機B接到“甲方二路”接口；4.摘下電話A，聽電話聽筒中傳出的聲音，即撥號音，對照測量TP10點波形，記錄并畫出 波形的示意圖； 5

11、.電話A撥號49，撥號音停，然后聽電話聽筒中傳出的聲音，即回鈴音，對照測量TP05 點波形，記錄并畫出波形的示意圖； 6此時，電話B振鈴響，此信號是由TP06的信號送到電話接口電路后經功率提升，在中央 控制單元的控制下，鈴流信號驅動電話B振鈴； 7.當電話A摘機后超過25秒無撥號、撥空號或電話B忙（已摘機）等，此時聽電話A聽筒 中傳出的聲音，即忙音，對照測量TP11點波形，記錄并畫出波形的示意圖.8.更換電話B進行實驗，實驗步驟與上同。四、 實驗結果(1)TP07波形(2)TP08波形(3)TP09波形分析：這是撥號音(4)TP10波形分析：這是鈴流信號(5)摘下電話A，TP303所測的波形如

12、下：分析：這個波形就是撥號音的信號波形(6)電話A撥號49，撥號音停后的波形如下分析：這個波形就是回玲音的信號波形(7)當電話A摘機后超過20秒無撥號時測得的波形如下分析：這個圖就是忙音信號圖(8)更換電話B后所的圖形如下：五、 實驗心得經過本次實驗，加深了對電話工作過程的理解，了解了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，熟悉了這些信號音和鈴流信號的技術要求。同時實驗對理論的成功驗證增加了我對這門課的興趣。 實驗3 雙音多頻（DTMF）接收與檢測實驗一、 實驗目的1觀測電話機發(fā)送的DTMF信號波形； 2了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統中的接收和檢測方法； 3熟悉該電路的組

13、成結構及工作過程。二、 實驗原理DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖4-1所示。DTMF接收器先經高、低群帶通濾器進行fL / fH區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應于DTMF的兩路fL、fH信號輸出。該兩路信號經譯碼、鎖存、緩沖，恢復成對應于16種DTMF信號音對的4比特二進制碼（D1D4）它完成典型DTMF接收器的主要功能：輸入信號的高，低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測與確認、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測等，具體說來，就是DTMF信號從芯片的輸入端輸入，經過輸入運放和撥號音抑制濾波器進行濾波后，分兩路分別進入高、低頻組濾波器以分離檢測出高、低頻組信號。如果

14、高、低頻組信號同時被檢測出來，便在EC0輸出高電平作為有效檢測DTMF信號的標志；如果DTMF信號消失，則EC0即返至低電平，與此同時，EC0通過外接R向C充電，得到CI、GT。若經tGTP延時后,CI、GT電壓高于門限值VTst時，產生內部標志，這樣，該電路在出現EC0標志時，將證實后的兩單音送往譯碼器，變成4比特碼字并送到輸出鎖存器，而CI標志出現時，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04，另外，CI信號經形成和延時，從CID端輸出，提供一選通脈沖，表明該碼字已被接收和輸出已被更新，如若積分電壓降到門限VTst以下，使CID也回到低電平。MT8870的譯碼表見3-1所示，圖3-3為雙音多頻實驗

15、系統的電原理框圖。其中，數據輸出允許端EN測量點為TP308、TP508（TP308為電話A、B共用，TP508為電話C、D共用）三、 實驗步驟1打開實驗箱右側電源開關，電源指示燈亮，系統開始工作，無需選擇工作方式；2電話A、電話分別接上電話單機； 3將示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，即測量發(fā)送的DTMF信號的波形；另一通道放在TP308上，即測量DTMF接收器譯碼數據輸出允許端EN的信號波形（注意需選擇DC直流檔和2V檔；只有正常摘機撥號時， MT8870才工作）； 4將電話A用戶摘機，聽到撥號音后開始撥打對方號碼，即按49鍵，撥號時注意TP308波形的電平變化（即通知系統中的記發(fā)器模塊接

16、收DTMF系統輸出的譯碼數據）； 5電話B振鈴響，摘下話機（此時因沒有信息交換，只是信令的自動交換，所以電話間不能進行通話）； 6撥電話A上的任意鍵，此時注意觀察1VT連接鉚孔的波形，即電話A發(fā)送的DTMF信號的波形（此時TP308的波形應始終為低電平）； 7長按電話A的“1”鍵不放，調整好示波器，觀察1VT連接鉚孔的波形，即兩個不同頻率的正弦波的疊加波形（具體參數可見 表3-1 MT8870譯碼表）； 8長按電話B的某鍵（1、2、3等）不放，調整好示波器，觀察2VT連接鉚孔的波形。結合表3-1，觀測對比1VT和2VT波形，思考電話號碼雙音多頻信號頻率組成和其在程控交換系統中的工作原理。四、

17、實驗結果 （1）示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，所得波形如下：（2）TP308所得圖形如下：（3）電話A用戶摘機,撥號時的波形如下：（4）電話A發(fā)送的DTMF信號的波形(5) 長按電話A的“1”鍵不放, 1VT連接鉚孔的波形(6) 長按電話B的某鍵2不放, 2VT連接鉚孔的波形五、實驗心得通過本次實驗，了解了電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統中的接收和檢測方法，熟悉了該電路的組成結構及工作過程。實驗4 時分交換（MT8980）實驗一、 實驗目的1掌握程控時分交換網絡的基本原理； 2了解MT8980芯片的工作原理和使用方法二、 實驗內容1理解時分交換原理，利用時分交換網絡進行兩部電話單機通話，

18、記錄工作過程。三、 實驗步驟1在關電的情況下，確認發(fā)送增益跳線K301、K401等均設置為1-2相連左側；交換網絡接口插上“時分MT8980”交換模塊，保管好其它模塊； 2打開實驗箱右側電源開關，電源指示燈亮，系統開始工作；3通過薄膜開關將交換工作方式設置在“時分MT8980”進行實驗； 4以電話A、電話B為例，分別接上電話單機； 5四路數字電話用戶的PCM編碼輸出測試點，即時分網絡輸入信號； P304：電話A的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP02； TP404：電話B的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP03； TP504：電話C的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點

19、TP04； TP604：電話D的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP05； 四路數字電話用戶的PCM譯碼輸入測試點，即時分網絡輸出信號。 TP305：電話A的PCM譯碼輸入測試點，同步時隙脈沖測試點TP02； TP405：電話B的PCM譯碼輸入測試點，同步時隙脈沖測試點TP03； TP505：電話C的PCM譯碼輸入測試點，同步時隙脈沖測試點TP04； TP605：電話D的PCM譯碼輸入測試點，同步時隙脈沖測試點TP05。 注意：現每個PCM收發(fā)測試點測得的波形已是時分復用后波形，測量時注意對比各路PCM數據輸出的同步時隙脈沖。 6雙蹤示波器同時測試TP304、TP405兩點或TP305

20、、TP404兩點，是否有波形,按鍵說話時是否有變化；7示波器兩探頭放在TP304、TP405兩點上。電話A摘機，撥號49，同時觀察示波器，哪個探頭能測到波形； 8兩路電話用戶間的正常呼叫，兩路電話正常通話。此時，按鍵或說話，同時觀察示波器，哪個探頭測到的波形，波形是否一樣； 9更換其它電話呼叫組合，根據步驟5中列出的測量點說明，驗證時分交換網絡MT8980的工作情況； 10測試波形時，注意時隙脈沖與數據的時隙位置對比，時隙脈沖與時隙脈沖的位置對比，數據與數據的對比。四、 實驗結果（1）A-B：時隙間隔為15（2）B-C：時隙間隔為31(3)A-D：時隙間隔為78五、 實驗心得通過本次實驗，掌握

21、了程控時分交換網絡的基本原理，了解了MT8980芯片的工作原理和使用方法。 實驗4 雙音多頻（DTMF）接收與檢測實驗五、 實驗目的1觀測電話機發(fā)送的DTMF信號波形； 2了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統中的接收和檢測方法； 3熟悉該電路的組成結構及工作過程。六、 實驗原理DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖4-1所示。DTMF接收器先經高、低群帶通濾器進行fL / fH區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應于DTMF的兩路fL、fH信號輸出。該兩路信號經譯碼、鎖存、緩沖，恢復成對應于16種DTMF信號音對的4比特二進制碼（D1D4）它完成典型DTMF接收器的

22、主要功能：輸入信號的高，低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測與確認、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測等，具體說來，就是DTMF信號從芯片的輸入端輸入，經過輸入運放和撥號音抑制濾波器進行濾波后，分兩路分別進入高、低頻組濾波器以分離檢測出高、低頻組信號。如果高、低頻組信號同時被檢測出來，便在EC0輸出高電平作為有效檢測DTMF信號的標志；如果DTMF信號消失，則EC0即返至低電平，與此同時，EC0通過外接R向C充電，得到CI、GT。若經tGTP延時后,CI、GT電壓高于門限值VTst時，產生內部標志，這樣，該電路在出現EC0標志時，將證實后的兩單音送往譯碼器，變成4比特碼字并送到輸出鎖存器，而CI標志出

23、現時，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04，另外，CI信號經形成和延時，從CID端輸出，提供一選通脈沖，表明該碼字已被接收和輸出已被更新，如若積分電壓降到門限VTst以下，使CID也回到低電平。MT8870的譯碼表見3-1所示，圖3-3為雙音多頻實驗系統的電原理框圖。其中，數據輸出允許端EN測量點為TP308、TP508（TP308為電話A、B共用，TP508為電話C、D共用）七、 實驗步驟1打開實驗箱右側電源開關，電源指示燈亮，系統開始工作，無需選擇工作方式；2電話A、電話分別接上電話單機； 3將示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，即測量發(fā)送的DTMF信號的波形；另一通道放在TP308上，即測量

24、DTMF接收器譯碼數據輸出允許端EN的信號波形（注意需選擇DC直流檔和2V檔；只有正常摘機撥號時， MT8870才工作）； 4將電話A用戶摘機，聽到撥號音后開始撥打對方號碼，即按49鍵，撥號時注意TP308波形的電平變化（即通知系統中的記發(fā)器模塊接收DTMF系統輸出的譯碼數據）； 5電話B振鈴響，摘下話機（此時因沒有信息交換，只是信令的自動交換，所以電話間不能進行通話）； 6撥電話A上的任意鍵，此時注意觀察1VT連接鉚孔的波形，即電話A發(fā)送的DTMF信號的波形（此時TP308的波形應始終為低電平）； 7長按電話A的“1”鍵不放，調整好示波器，觀察1VT連接鉚孔的波形，即兩個不同頻率的正弦波的疊

25、加波形（具體參數可見 表3-1 MT8870譯碼表）； 8長按電話B的某鍵（1、2、3等）不放，調整好示波器，觀察2VT連接鉚孔的波形。結合表3-1，觀測對比1VT和2VT波形，思考電話號碼雙音多頻信號頻率組成和其在程控交換系統中的工作原理。八、 實驗結果 （1）示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，所得波形如下：（2）TP308所得圖形如下：（3）電話A用戶摘機,撥號時的波形如下：（4）電話A發(fā)送的DTMF信號的波形(5) 長按電話A的“1”鍵不放, 1VT連接鉚孔的波形(6) 長按電話B的某鍵2不放, 2VT連接鉚孔的波形五、實驗心得通過本次實驗，了解了電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統中的接

26、收和檢測方法，熟悉了該電路的組成結構及工作過程。實驗6用戶話路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TP3057各測量點的工作波形。二、電路組成    電話用戶電路的模擬信號與數字信號的變換是通過PCM編譯碼器碼器完成的。PCM（脈沖編碼調制）就是把一個時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離散、取值離散的數字信號后在信道中傳輸。脈沖編碼調制是對模擬信號進行抽樣，量化和編碼。本實驗中采用TP3057集成電路完成PC

27、M編碼和譯碼功能。關于TP3057更詳細的技術資料可到網上查詢, 由于詳細精確的芯片資料大部分都是英文版本，所以這里要求學生具備一定英文資料查閱能力。 在PCM脈沖編碼調制中，話音信號先經防混疊低通濾波器，然后進行脈沖抽樣，變成8KHz重復頻率的抽樣信號（即離散的脈沖調幅PAM信號），然后將幅度連續(xù)的PAM信號用類似“四舍五入”辦法量化為有限個幅度取值的信號，再經編碼后轉換成二進制碼。對于電話。CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz，每抽樣值編8位碼，即共有28=256個量化值，因而每話路PCM編碼后的標準數碼率是64kb/s。此芯片的壓縮特性是A律十三折線非均勻量化編碼，常應用于PCM&#

28、160;30/32路系統中。一般以2.048Mbit/s的速率來傳送信息（可容納32路PCM編碼）。它的發(fā)送時序與接收時序直接受U01產生的脈沖信號FSX和FSR 控制。單路PCM編碼數據是在某一個確定的時序中被發(fā)送出去，而在其它時序編碼器是沒有輸出的。同樣在一個PCM 幀里，單路PCM譯碼能在某一個確定的時序里，接收8位PCM 碼。 由于四路數字電話用戶的PCM編譯碼電路的原理圖都是一樣的，因此只對電話A進行說明，其它各路電路和測試點對應相同。 電話A用戶端的PCM編譯碼的組成方框圖如圖6-1所示。電話語音信號，經過二/四線轉換后分為發(fā)送和接

29、收部分。電話發(fā)送部分的去話語音信號由1VT，經過PCM編碼器轉換成數字信號經TP304送往數字交換網絡；電話來話的數字信號經TP305（即來自數字交換網絡）及PCM譯碼器轉換成模擬語音信號并經1VR送往電話用戶接口電路的接收部分。圖6-1 PCM通信系統組成方框圖 本實驗模塊中，電話A、電話B、電話C、電話D等四路用戶的PCM編碼速率都設置為2.048Mbit/s。各路的發(fā)送時序FSX與接收時序FSR相同，默認時隙號分別為4、8、16、24，對應的測試點分別為為TP02、TP03、TP04、TP05，參考0時隙測試點為TP06。實驗時，設置“時分MT8980”方式，此時，可編程數字邏

30、輯器件U01將TP3057芯片的上述工作時序和時隙送往各路電話用戶電路。 另外， TP3057芯片內部模擬信號的輸入端有一個語音帶通濾波器，其通帶為200HZ4000HZ，所以輸入的模擬信號頻率只能在這個范圍內。當輸入模擬語音信號被采樣的幅值為正向最大、0電平、負向最大時TP3057對應的編碼值如下圖6-2所示。圖6-2  PCM編碼輸出表3、 實驗結果電話A的1VT波形和電話B的2VR波形如下：示波器的探頭接在TP01和TP02上，測量得到的波形圖如下：示波器的探頭接在TP02和TP03上，測量得到的波形圖如下：示波器的探頭接在TP03和TP05上，測量得到的波形圖如下：實驗12 時分交換（MT8980）實驗六、 實驗目的1掌握程控時分交換