程控實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、實(shí)驗(yàn)一 程控交換原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及控制單元實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉該程控交換原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電路組成與主要部件的作用。2體會(huì)程控交換原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行電話通信時(shí)的工作過(guò)程。二預(yù)習(xí)要求1預(yù)習(xí)程控?cái)?shù)字交換原理與應(yīng)用和單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)中的有關(guān)內(nèi)容。三實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2萬(wàn)用表 一臺(tái)3電話單機(jī) 四臺(tái)四實(shí)驗(yàn)原理1電路組成用戶電路用戶電路交換網(wǎng)絡(luò) CPU中央處理單元用戶電路用戶電路圖1-1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理框圖用戶線接口電路用戶1交 換 網(wǎng) 絡(luò)用戶線接口電路用戶3用戶線接口電路用戶2用戶線接口電路用戶4時(shí)鐘信號(hào)電路控制、檢測(cè)電路輸出顯示電路二次穩(wěn)壓電路直流電源鍵盤(pán)輸入電路CPU中央處理器多種信號(hào)音

2、電路圖1-2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方框圖圖1-1是該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理框圖；圖1-2是該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的方框圖，1.1用戶模塊電路 主要完成BORSCHT七種功能，它由下列電路組成：1.1.1用戶線接口電路1.1.2二四線變換器1.1.3 PCM編譯碼電路1.2交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 主要完成空分交換與時(shí)分交換兩大功能，它由下列電路組成：1.2.1空分交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.2.2時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.3多種信號(hào)音電路 主要完成各種信號(hào)音的產(chǎn)生與發(fā)送，它由下列電路組成：1.3.1 450Hz撥號(hào)音電路1.3.2忙音發(fā)生電路1.3.3回鈴音發(fā)生電路1.3.4 25Hz振鈴信號(hào)電路1.4 CPU中央集中控制處理器電路 主要完成對(duì)系統(tǒng)電路的各

3、種控制，信號(hào)檢測(cè)，號(hào)碼識(shí)別，鍵盤(pán)輸入信息，輸出顯示信息等各種功能： 1.4.1鍵盤(pán)輸入電路：主要把實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些功能通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置到系統(tǒng)中。 1.4.2顯示電路：顯示主叫方與被叫方的電話號(hào)碼，同時(shí)顯示通話時(shí)間。 1.4.3輸入輸出擴(kuò)展電路：顯示電路與鍵盤(pán)輸入電路主要通過(guò)該電路進(jìn)行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。 1.4.4雙音多頻DTMF接收檢測(cè)電路：把MT8870DC輸出的DTMF四位二進(jìn)制信號(hào)，接收存貯后再送給CPU中央集中控制處理系統(tǒng)。 1.4.5用戶狀態(tài)檢測(cè)電路：主要識(shí)別主、被叫用戶的摘掛機(jī)狀態(tài)，送給CPU進(jìn)行處理。 1.4.6自動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)電路：主要

4、實(shí)現(xiàn)電話交換通信時(shí)，CPU發(fā)出命令信息，由此電路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其核心集成電路為SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。 1.4.7信號(hào)音控制電路：它完全按照CPU發(fā)出的指令進(jìn)行操作，使各種信號(hào)音按照系統(tǒng)程序進(jìn)行工作。 1.4.8振鈴控制電路：它也是按照CPU發(fā)出的指令進(jìn)行工作。 1.5系統(tǒng)工作電源 主要完成系統(tǒng)所需要的各種電源，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5組電源，由下列電路組成：151內(nèi)置工作電源：-48V ，-12V ，+5V，+12V 152穩(wěn)壓電源： -8V，-5V2鍵盤(pán)功能：確 認(rèn)中 繼（d）時(shí) 間會(huì)議電 話復(fù) 位圖1-

5、3鍵盤(pán)功能框圖對(duì)圖1-3所示的鍵盤(pán)功能作如下介紹：“時(shí)間”： 該鍵可設(shè)置系統(tǒng)的延時(shí)時(shí)間。如久不拔號(hào)、久不應(yīng)答、位間不拔號(hào)的延時(shí)，缺省值為10秒，可選擇的時(shí)間值有10秒、30秒、1分鐘。按一次該鍵則顯示下一個(gè)時(shí)間值，三個(gè)值循環(huán)顯示，當(dāng)按下“確認(rèn)”鍵時(shí)，就選定當(dāng)前顯示值供系統(tǒng)使用，按“復(fù)位”鍵則清除該次時(shí)間的設(shè)定?！皶?huì)議電話”： 該鍵為召開(kāi)電話會(huì)議的按鍵。會(huì)議電話設(shè)置用戶1為主叫方，其他三路為被叫方，只能由主叫方主持召開(kāi)會(huì)議，向其他三路發(fā)出呼叫。電路完全接通或者接通兩路后，主叫方能和任一被叫方互相通話。除“復(fù)位”鍵外，其他鍵均推失去功能。會(huì)議結(jié)束后，可按“復(fù)位”鍵重啟系統(tǒng)?！爸欣^”： 該鍵為局內(nèi)交

6、換切向中繼交換的功能按鍵，按下此鍵，再按“確認(rèn)”鍵進(jìn)行確認(rèn)，則工作模式由局內(nèi)交換切換為中繼交換，顯示器循環(huán)顯示“d”，此時(shí)方可通過(guò)中繼撥打“長(zhǎng)途”電話。按“復(fù)位”鍵重啟系統(tǒng)，進(jìn)入正常局內(nèi)交換模式?！按_認(rèn)”： 該鍵完成對(duì)其他功能鍵的確認(rèn)，防止誤按鍵，在鍵盤(pán)中除“復(fù)位”鍵外，其他功能鍵都必須加“確認(rèn)”鍵才能完成所定義的功能?！皬?fù)位”： 該鍵為重啟系統(tǒng)按鍵。在任何時(shí)候或者系統(tǒng)出現(xiàn)不正常狀態(tài)時(shí)都可按下此鍵重啟系統(tǒng)（有用戶通話時(shí)，會(huì)中斷通話），所有設(shè)置均為默認(rèn)值。3顯示功能：主叫號(hào)碼顯示 計(jì)時(shí)顯示 被叫號(hào)碼顯示圖1-4 顯示電路圖1-4是顯示電路工作示意說(shuō)明圖。 4工作過(guò)程：以下是CPU中央集中控制處理

7、系統(tǒng)的主要工作過(guò)程，要全面具體實(shí)現(xiàn)上述工作過(guò)程，則要有軟件支持，該軟件程序流程圖見(jiàn)圖1-5。開(kāi)始NO有用戶呼叫嗎？呼叫YES去話接續(xù)向主叫送撥號(hào)音NO第一位號(hào)碼來(lái)了嗎？撥號(hào)開(kāi)始YES停送撥號(hào)音，收存號(hào)碼內(nèi)部處理被叫閑嗎NOYES來(lái)話接續(xù)向主叫送忙音向被叫送鈴音，向主叫送回鈴音NONO主叫掛機(jī)嗎？被叫應(yīng)答嗎？應(yīng)答YES停送鈴流，回鈴音，接通電路NO話端掛機(jī)嗎掛機(jī)拆線（釋放復(fù)原）開(kāi)始圖1-5 程序工作流程示意圖五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路板中各測(cè)量點(diǎn)電壓值，并記錄。2從總體上初步熟悉兩部電話單機(jī)用空分交換方式進(jìn)行通話。3初步建立程控交換原理系統(tǒng)及電話通信的概念。4觀察并記錄一個(gè)正常呼叫的全過(guò)程。

8、5觀察并記錄一個(gè)不正常呼叫的狀態(tài)。 號(hào)碼：88號(hào)碼：68交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 號(hào)碼：69號(hào)碼：89 圖1-6呼叫識(shí)別電路框圖六實(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(kāi)“交流開(kāi)關(guān)”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開(kāi)關(guān)J8、J9。此時(shí)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(shí)，CPU已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，數(shù)碼管循環(huán)顯示“P” ，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5將萬(wàn)用表拔至直流電壓檔，然后測(cè)量電源模塊-48、-12、-5、+5、+12的電壓是否正常：-48為-48

9、V，-12為-12V，-5為-5V，+5為+5V，+12為+12V。(-48V允許誤差±10%，其它為±5%)6將四個(gè)用戶接上電話單機(jī)。7正常呼叫全過(guò)程的觀察與記錄。(現(xiàn)以用戶1為主叫，用戶4為被叫進(jìn)行實(shí)驗(yàn))7.1主叫摘機(jī)，聽(tīng)到撥號(hào)音，數(shù)碼管顯示主叫電話號(hào)碼“68” 。7.2主叫撥首位被叫號(hào)碼“8”，主叫撥號(hào)音停，主叫繼續(xù)撥完被叫號(hào)碼“9”。7.3被叫振鈴，主叫聽(tīng)到回鈴音。7.4被叫摘機(jī)，被叫振鈴?fù)?，主叫回鈴音停，雙方通話。數(shù)碼管顯示主叫號(hào)碼和被叫號(hào)碼，并開(kāi)始通話計(jì)時(shí)。7.5掛機(jī)，任意一方先掛機(jī)（如主叫先掛機(jī)），另一方（被叫）聽(tīng)到忙音，計(jì)時(shí)暫停，雙方都掛機(jī)后，數(shù)碼管循環(huán)顯示

10、“P”。8不正常呼叫的自動(dòng)處理8.1主叫摘機(jī)后在規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)間內(nèi)不撥號(hào)，主叫聽(tīng)到忙音。(系統(tǒng)時(shí)間可以設(shè)置，在系統(tǒng)復(fù)位后按“時(shí)間”可循環(huán)顯示“10”，“30”，“100”，分別表示10秒，30秒，1分鐘，選定一個(gè)時(shí)間，按“確認(rèn)”即系統(tǒng)時(shí)間被設(shè)置，在復(fù)位狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)時(shí)間默認(rèn)為10秒。)8.2撥完第一位號(hào)碼后在規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有撥第二位號(hào)碼時(shí)，主叫聽(tīng)到忙音。8.3號(hào)碼撥錯(cuò)時(shí)（如主叫撥“56” ），主叫聽(tīng)到忙音。8.4被叫振鈴后在規(guī)定的系統(tǒng)時(shí)間內(nèi)不摘機(jī)，被叫振鈴音停，主叫聽(tīng)到忙音。七注意事項(xiàng)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)加電一定要嚴(yán)格遵循先打開(kāi)系統(tǒng)工作電源的“交流開(kāi)關(guān)”，然后再打開(kāi)直流電源輸出開(kāi)關(guān)J8，J9。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后

11、，先分別關(guān)直流電源輸出開(kāi)關(guān)J8，J9。最后再關(guān)“交流開(kāi)關(guān)”，以避免實(shí)驗(yàn)電路的器件損壞。八實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫(huà)出實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路的方框圖，并作簡(jiǎn)要敘述。2對(duì)正常呼叫全過(guò)程進(jìn)行記錄。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(guò)對(duì)PBL38710電路的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)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?cái)?shù)字交換原理與應(yīng)用中有關(guān)用戶線接口電路等章節(jié)。三實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2電話單機(jī) 二臺(tái)320MHz示波器 一臺(tái)4萬(wàn)用表 一臺(tái)四實(shí)驗(yàn)原理1用戶接口電路的作用在現(xiàn)代電話通信設(shè)備與程控交換機(jī)中

12、，由于交換網(wǎng)絡(luò)不能通過(guò)鈴流、饋電等電流，因而將過(guò)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(lái)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(guò)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(lái)在國(guó)際上陸續(xù)開(kāi)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(guò)壓保

13、護(hù)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(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-48V，用戶的饋電電流一般是20mA30 mA，鈴流是25Hz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(wú)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(lái)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(guò)壓保護(hù)）、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測(cè)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，

14、具體含義是：1.1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-48V，環(huán)路電流不小于18mA。1.2過(guò)壓保護(hù)（O-Overvoltage protection）：防止過(guò)壓過(guò)流沖擊和損壞電路、設(shè)備。1.3振鈴控制（R-Ringing Control）：向用戶話機(jī)饋送鈴流，通常為25Hz/75Vrms正弦波。1.4監(jiān)視（S-Supervision）：監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測(cè)話機(jī)摘機(jī)、掛機(jī)與撥號(hào)脈沖等信號(hào)以送往控制網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。1.5編解碼與濾波（C-CODEC/Filter）：在數(shù)字交換中，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

15、解碼器（Decoder）來(lái)完成，統(tǒng)稱為編譯碼器（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。1.6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(hào)與PCM發(fā)送、接收數(shù)字四線單向信號(hào)之間的連接。過(guò)去這種功能由混合線圈實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路實(shí)現(xiàn)，因此稱為“混合電路”。1.7測(cè)試（T-Test）：對(duì)用戶電路進(jìn)行測(cè)試。模擬用戶線接口功能見(jiàn)圖2-1。饋電電源鈴流發(fā)生器 編碼器饋 電 電 路過(guò) 壓 保 護(hù) 電 路混 合 電 路振 鈴 控 制發(fā)送碼流低通模擬用戶線 平衡網(wǎng)絡(luò)解碼器接收碼流低通用戶線狀態(tài)信號(hào)振鈴控制信號(hào)圖2-1

16、模擬用戶線接口功能框2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愛(ài)立信公司的PBL38710，它包括向用戶話機(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(cè)、語(yǔ)音信號(hào)的二四線混合轉(zhuǎn)換，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)。2.1該電路的基本特性 2.1.1向用戶饋送鈴流2.1.2向用戶恒流饋電2.1.3過(guò)壓過(guò)流保護(hù)2.1.4被叫用戶摘機(jī)自截鈴2.1.5摘掛機(jī)檢測(cè)和LED顯示2.1.6語(yǔ)音信號(hào)的2/4線轉(zhuǎn)換2.1.7無(wú)需偶合變壓器2.1.8體積小及低功耗2.1.9極少量外圍器件2.1.10封裝形式為P

17、LCC28封裝 圖2-2PBL38710的管腳排列圖2.2 PBL38710引出端功能的說(shuō)明1腳BGND：數(shù)字地。2腳VBAT2 ：低電源供電。3腳VBAT：高電源供電。4腳VCC：+5V供電。5腳HB：高低電源選擇控制端。6腳NC：空。7腳VR：低壓鈴流信號(hào)輸入。8腳RSG：內(nèi)在飽和電阻。9腳E1：控制允許輸出端。10腳VBAT：高電源供電。11腳/DET：環(huán)路檢測(cè)輸出端。12腳C2：控制端。13腳C1：控制端。14腳RDC：用兩電阻與RSN連接，電阻交叉點(diǎn)用電容與地連接。15腳AGND：模擬地。16腳RSN：四線輸入端。17腳VBAT：高電源供電。18腳VEE：-5V供電。19腳VTX：四

18、線輸出端。20腳HPT：接用戶電話線TIP端的交直流隔離電容，另一端接HPR。21腳HPR：接用戶電話線RING端的交直流隔離電容，另一端接HPT。22腳RD：用電阻與VEE連接。23腳RDR：用電阻與VEE連接。24腳VBAT：高電源供電。25腳NC：空。26腳TIPX：連接用戶電話的二線TIPX。27腳RINGX：連接用戶電話的二線RINGX。28腳NC：空。2.3用戶線接口電路主要功能圖2-3是PBL38710內(nèi)部電路方框圖，其主要功能說(shuō)明如下：圖2-3 PBL38710內(nèi)部電路方框圖圖2-4 PBL38710內(nèi)部控制表2.3.1向用戶話機(jī)供電，PBL38710可對(duì)用戶話機(jī)提供恒流饋電，

19、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(shí)，饋電電流為18 mA。供電電源VBat采用-48V；在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源接點(diǎn)至話機(jī)；用戶掛機(jī)時(shí)，話機(jī)叉簧下壓饋電回路斷開(kāi)，回路無(wú)電流流過(guò)；用戶摘機(jī)后，話機(jī)叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時(shí)接通振鈴支路）回路。2.3.2 PBL38710內(nèi)部具有過(guò)壓保護(hù)的功能，可以抵抗保護(hù)TIP-RING端口間的瞬時(shí)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。2.3.3振鈴電路可由外部進(jìn)行控制。2.3.4監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測(cè)摘掛機(jī)信號(hào)。用戶掛機(jī)時(shí)，用戶狀態(tài)檢測(cè)輸出端輸出低電平，以向C

20、PU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“閑”；用戶摘機(jī)時(shí)，用戶狀態(tài)檢測(cè)輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示“忙”；2.3.5在TIPRING端口間傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)為對(duì)地平衡的雙向語(yǔ)音信號(hào)，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘?hào)為收發(fā)分開(kāi)的不平衡語(yǔ)音信號(hào)。PBL38710可以進(jìn)行TIP-RING端口與四線VR端和VX端間語(yǔ)音信號(hào)的雙向傳輸和2/4線混合轉(zhuǎn)換。2.3.6 PBL38710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(zhǎng)時(shí)間的短路對(duì)器件都不會(huì)損壞。2.3.7 PBL38710提供的雙向語(yǔ)音信號(hào)的傳輸衰耗均為-1dB。該傳輸衰耗可以通過(guò)PBL38710用戶電

21、路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過(guò)外部電路調(diào)整；2.3.8 PBL38710的四線端口可供語(yǔ)音信號(hào)編譯碼器或交換矩陣使用。3用戶接口電路的電路原理圖由圖1-1可知，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共有四個(gè)用戶線接口電路，電路的組成與工作過(guò)程均一樣，因此只對(duì)其中的一路進(jìn)行分析。圖2-5是用戶1用戶線接口電路的電路原理圖。圖2-5 用戶線接口電路電原理圖4工作過(guò)程為了簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，反映用戶狀態(tài)的信號(hào)一般都是直流信號(hào)，當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，用戶環(huán)路閉合，有用戶線上有直流電流流過(guò)。主叫摘機(jī)表示呼叫信號(hào)，被叫摘機(jī)，則表示應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)用戶掛機(jī)時(shí)，用戶環(huán)路斷開(kāi)，用戶線上的直流電流也斷開(kāi)，因此交換機(jī)可以通過(guò)檢測(cè)用戶線上直流電流的有無(wú)來(lái)區(qū)分用戶狀態(tài)。

22、當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，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(cè)該路是否摘機(jī)，當(dāng)檢測(cè)到該路有摘機(jī)時(shí)，CPU命令撥號(hào)音及控制電路送出f=450Hz，U=1V的波形即撥號(hào)音。當(dāng)用戶聽(tīng)到450Hz撥號(hào)音信號(hào)時(shí)，用戶開(kāi)始撥電話號(hào)碼，雙音多頻號(hào)碼檢測(cè)電路檢測(cè)到號(hào)碼時(shí)通知CPU進(jìn)行處理，CPU命令450Hz撥號(hào)音發(fā)生器停止送撥號(hào)音，用戶繼續(xù)撥完號(hào)碼，CPU檢測(cè)主叫所要被叫用戶的號(hào)碼后，立即向被叫用戶送振鈴信號(hào)，提醒被叫用戶接聽(tīng)電話，同時(shí)向主叫用戶送回鈴音信號(hào)，以表示線路能夠接通，當(dāng)被叫用戶摘機(jī)時(shí)，CPU接通雙方線路，通信過(guò)程建立。一旦接通鏈路，CPU即開(kāi)始計(jì)時(shí)，

23、當(dāng)任意一方先掛機(jī)，CPU檢測(cè)到后，立即向另一方送忙音，以示催促掛機(jī)，至此，主、被叫用戶一次通信過(guò)程結(jié)束。通過(guò)上述簡(jiǎn)單分析，不難得出各測(cè)量點(diǎn)的波形。TP11：通信時(shí)有發(fā)送話音波形；撥號(hào)時(shí)有瞬間DTMF波形；不通信時(shí)則此點(diǎn)無(wú)波形。TP12：通信時(shí)有接收話音波形：摘機(jī)后撥號(hào)前有450Hz撥號(hào)音信號(hào)；不通信時(shí)則此點(diǎn)無(wú)波形。TP13：摘掛機(jī)狀態(tài)檢測(cè)測(cè)量點(diǎn)。掛機(jī)：TP13=低電平；摘機(jī)：TP13=高電平。TP14：振鈴控制信號(hào)輸入，高電平有效。即工作時(shí)為高電平，常態(tài)為低電平。由于4個(gè)用戶線接口電路的測(cè)量點(diǎn)相同，故對(duì)其它三個(gè)用戶線接口電路的測(cè)量點(diǎn)就不一一敘述，波形均相同，即：TP11=TP21=TP31=T

24、P41TP12=TP22=TP32=TP42TP13=TP23=TP33=TP43TP14=TP24=TP34=TP445二四線變換電路在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，二四線變換由用戶線接口電路中的語(yǔ)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(hào)轉(zhuǎn)換，在PBL38710內(nèi)部電路中已經(jīng)完成了該變換。TTR R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(yǔ)音模擬信號(hào)（TR）通過(guò)該電路的轉(zhuǎn)換分成去話（T）與來(lái)話（R），對(duì)該電路的要求是：將二線電路轉(zhuǎn)換成四線電路；信號(hào)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；信號(hào)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)

25、盡可能小，越小越好；應(yīng)保持各傳輸端的阻抗匹配，以便于PCM編譯碼電路形成發(fā)送與接收的數(shù)字信號(hào)。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章節(jié)，對(duì)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(guò)程。2通過(guò)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(kāi)“交流開(kāi)關(guān)”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開(kāi)關(guān)J8，J9，此時(shí)實(shí)驗(yàn)箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。4“復(fù)位”鍵進(jìn)行一次上電復(fù)位，此時(shí)，CPU已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初

26、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(cè)。（現(xiàn)以用戶1為例） 6.1用戶1的電話處于掛機(jī)狀態(tài)，用萬(wàn)用表的直流檔測(cè)量TP1A，TP1B對(duì)地的電壓，TP1A為-46V，TP1B為-1.8V，它們之間電壓差為44V。(此值只是作為參考，以實(shí)驗(yàn)為準(zhǔn))6.2用戶1的電話處于摘機(jī)狀態(tài)，用萬(wàn)用表的直流檔測(cè)量TP1A，TP1B對(duì)地的電壓，TP1A為-28V左右，TP1B為-19V左右。（測(cè)得的電壓與電話的內(nèi)阻抗有關(guān)，所以每部電話的測(cè)量值不一定相同, 此處只是作為參考。）7觀察二四線變換的作用。7.1用正常的呼叫方式，使用戶1、用戶3處于

27、通話狀態(tài)。7.2當(dāng)用戶1對(duì)著電話講話時(shí)（或按電話上的任意鍵），用示波器觀察TP11上的波形，為語(yǔ)音信號(hào)（或雙音多頻信號(hào)），不講話時(shí)無(wú)信號(hào)。7.3當(dāng)用戶1聽(tīng)到用戶3講話時(shí)（或用戶3按電話上任意鍵），用示波器觀察TP12上的波形，為語(yǔ)音信號(hào)（或雙音多頻信號(hào)），對(duì)方不講話時(shí)無(wú)信號(hào)。TP11等語(yǔ)音參考波形7.4用示波器觀察TP1A。不管是用戶1講話還是用戶3講話（或按電話上的任意鍵）此測(cè)試點(diǎn)都有語(yǔ)音波形（或雙音多頻信號(hào)）。8摘、掛機(jī)狀態(tài)檢測(cè)的觀測(cè)。8.1當(dāng)用戶1的電話摘機(jī)時(shí)，用示波器測(cè)量TP13為高電平（4V左右）。8.2當(dāng)用戶1的電話掛機(jī)時(shí)，用示波器測(cè)量TP13為低電平（0V左右）。9被叫話機(jī)振鈴（

28、R）的觀測(cè)。9.1用戶1處于掛機(jī)狀態(tài)，用戶3呼叫用戶1，即用戶3撥打“68”，使用戶1振鈴。9.2當(dāng)用戶1的電話振鈴時(shí)，用示波器觀察TP14，振鈴時(shí)TP14為高電平（4V左右）；不振鈴時(shí)TP14為低電平（0V左右）。七注意事項(xiàng)當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，請(qǐng)按一下“復(fù)位”鍵，以使系統(tǒng)重新啟動(dòng)。八實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫(huà)出本次實(shí)驗(yàn)電路方框圖，并能說(shuō)出其工作過(guò)程。2畫(huà)出各測(cè)量點(diǎn)在各種情況下的波形圖。實(shí)驗(yàn)三 雙音多頻DTMF接收實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解電話號(hào)碼雙音多頻信號(hào)在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2熟悉該電路的組成及工作過(guò)程。二預(yù)習(xí)要求1認(rèn)真預(yù)習(xí)有關(guān)雙音多頻等相關(guān)內(nèi)容。三實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2電話

29、單機(jī) 兩臺(tái)3 20MHz示波器 一臺(tái)四實(shí)驗(yàn)原理1雙音多頻撥號(hào)簡(jiǎn)單介紹在電話單機(jī)中，有兩種撥號(hào)方式，即脈沖撥號(hào)和雙音多頻撥號(hào)。雙音多頻撥號(hào)方式中的雙音多頻是指用兩個(gè)特定的單音頻信號(hào)的組合來(lái)代表數(shù)字或功能，兩個(gè)單音頻的頻率不同，所代表的數(shù)字和功能也不同，在雙音多頻電話機(jī)中有16個(gè)按鍵，其中有10個(gè)數(shù)字鍵09，6個(gè)功能鍵*、#、A、B、C、D，按照組合的原理，它必須有8種不同的單音頻信號(hào)，由于采用的頻率有8種，故又稱之為多頻，又因以8種頻率中任意抽出2種進(jìn)行組合，又稱其為8中取2的編碼方式。根據(jù)CCITT的建議，國(guó)際上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1

30、477Hz和1633Hz，把這8種頻率分成兩個(gè)群，即高頻群和低頻群，從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進(jìn)行組合，共有16種不同組合，代表16種不同數(shù)字或功能，見(jiàn)表5-1。表5-1高頻數(shù)字低頻1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D表中*、# 鍵作特殊功能用（如閉音、重發(fā)）等，A、B、C、D留作它用。例如撥數(shù)字號(hào)碼“8”，則發(fā)雙音多頻信號(hào)頻率為fH=1336Hz、fL=852Hz。雙音多頻，簡(jiǎn)寫(xiě)DTMF（DTMF=Dual Tone Multifrequency）DTMF發(fā)送器的原理與構(gòu)成如圖5-1所示，它主要包括：1.1晶體振蕩器外接晶體（通常

31、采用3.579545MHz）與片內(nèi)電路構(gòu)成振蕩器，經(jīng)分頻產(chǎn)生參考信號(hào)。1.2鍵控可變時(shí)鐘產(chǎn)生電路它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級(jí)移位寄存器與鍵控反饋邏輯單元組成。 1.3正弦波產(chǎn)生電路它由正弦波編碼器與D/A變換器構(gòu)成，通常，可變速時(shí)鐘列正弦波形成可變速列時(shí)鐘產(chǎn)生fH(C1C4)時(shí)鐘產(chǎn)生321AB546C987DTMF信 號(hào)（輸入控制）D*0#(R1R4)fL行正弦波形成可變速行時(shí)鐘產(chǎn)生 圖5-1 一個(gè)典型的DTMF發(fā)送電路原理框圖信號(hào)先經(jīng)5位移位寄存器，產(chǎn)生一組5位移位代碼，再由可編程邏輯陣列（PLA）將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼，加到D/A變換器形成臺(tái)階型正弦波。顯然臺(tái)階的寬度等于時(shí)鐘頻率的

32、倒數(shù)，這樣形成的正弦波信號(hào)頻率必然對(duì)應(yīng)時(shí)鐘的速率和按鍵的號(hào)碼。1.4混合電路將鍵盤(pán)所對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的行、列正弦波信號(hào)（即低、高群fL、fH）相加、混合成雙音信號(hào)輸出。1.5附加功能單元，如有時(shí)含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無(wú)輸出等控制電路。DTMF發(fā)送器按輸入控制方式可分為鍵盤(pán)行列控制和BCD接口控制兩種。它們的控制部分真值表分別示于表5-2、表5-3。表5-2鍵盤(pán)控制接口功能真值表輸入行列R1R2R3R4C1C2C3C4發(fā)送fL（Hz）697770852941頻率fH（Hz）1209133614771633表5-3 BCD碼控制接口功能真值表BCD 碼 輸 入發(fā) 送 頻 率D1D2D3D

33、4fL（Hz）fH（Hz）000094113360001697120900106971336001169714770100770120901017701336011077014770111852120910008521336100185214772雙音多頻接收電路高頻組帶通濾波器過(guò)零檢測(cè)器碼變換鎖存與緩沖信號(hào)輸入輸入電路低頻組帶通濾波器過(guò)零檢測(cè)器圖5-2 典型DTMF接收器原理框圖DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖5-2所示。DTMF接收器先經(jīng)高、低頻組帶通濾器進(jìn)行fL/fH區(qū)分，然后過(guò)零檢測(cè)、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fL、fH信號(hào)輸出。該兩路信號(hào)經(jīng)譯碼

34、、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對(duì)應(yīng)于16種DTMF信號(hào)音的4比特二進(jìn)制碼（D1D4）。 圖5-3 MT8870芯片及管腳排列圖在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。圖5-3是該芯片的管腳排列圖。2.1該電路的基本特性2.1.1提供DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼。2.1.2可外接3.579545MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)。2.1.3具有抑制撥號(hào)音和模擬信號(hào)輸入增益可調(diào)的能力。2.1.4二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出。2.1.5提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出。2.1.6電源 +5V2.1.7功耗 15mw2.1.8工藝 CMOS2.1.

35、9封裝 18引線雙列直插2.2管腳簡(jiǎn)要說(shuō)明引出端符號(hào) 說(shuō)明1、2腳IN+、IN- ：運(yùn)放同、反相輸入端，模擬信號(hào)或DTMF信號(hào)從此端輸入。3腳FB ：運(yùn)放輸出端，外接反饋電阻可調(diào)節(jié)輸入放大器的增益。4腳VREF：基準(zhǔn)電壓輸出。5、6腳IC：內(nèi)部連接端，應(yīng)接地。7、8腳OSC1、OSC0 ：振蕩器輸入、輸出端，兩端外接3.579545MHz晶體。9腳Vcc：接正電源，通常接+5V。10腳EN：數(shù)據(jù)輸出允許端，若為高電平輸入，即允許D01D04輸出，若為低電平輸入，則禁止D01D04輸出。11、14腳D01D04：數(shù)據(jù)輸出，它是相應(yīng)于16種DTMF信號(hào)（高，低單音組合）的4位二進(jìn)制并行碼，為三態(tài)緩

36、沖輸出。15腳CID：延遲控制輸出，當(dāng)一有效單音對(duì)被接收，CI超過(guò)VTSt，輸出鎖存器被更新，則CID為高電平，若CI低于VTSt，則CID返至低電平。16腳EC0：初始控制輸出，若電路檢測(cè)出一可識(shí)別的單音對(duì)，則此端即變?yōu)楦唠娖?，若無(wú)輸入信號(hào)或連續(xù)失真，則EC0返回低電平。17腳CIGT：控制輸入，若此輸入電壓高于門(mén)限值VTSt，則電路將接收DTMF單音對(duì)，并鎖存相應(yīng)碼字于輸出，若輸入電壓低于VTSt，則電路不接收新的單音對(duì)。18腳VSS ：接負(fù)電源，通常接地。3電路的工作原理它完成典型DTMF接收器的主要功能：輸入信號(hào)的高、低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測(cè)與確認(rèn)、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測(cè)等，具體說(shuō)就是DTMF信號(hào)從芯片的輸入端輸入，經(jīng)過(guò)輸入運(yùn)放和撥號(hào)音抑制濾波器進(jìn)行濾波后，分兩路分別進(jìn)入高、低頻組濾波器以分離檢測(cè)出高、低頻組信號(hào)。如果高、低頻組信號(hào)同時(shí)被檢測(cè)出來(lái)，便在EC0輸出高電平作為有效檢測(cè)DTMF信號(hào)的標(biāo)志；如果DTMF信號(hào)消失，則EC0即返至低電平，與此同時(shí)EC0通過(guò)外接R向C充電，得到CI，