《程控交換技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、程控交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書程控交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院信息工程學(xué)院目 錄RZ8681現(xiàn)代通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹2實(shí)驗(yàn)1 電話用戶接口模塊實(shí)驗(yàn)3實(shí)驗(yàn)2 電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測(cè)實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)3 雙音多頻（DTMF）接收與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)12實(shí)驗(yàn)4 呼叫處理與線路信號(hào)的傳輸過程實(shí)驗(yàn)17實(shí)驗(yàn)5 時(shí)分交換（MT8980）實(shí)驗(yàn)20RZ8681現(xiàn)代通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹RZ8681現(xiàn)代通信技術(shù)配備的“程控交換模塊”能完成基本的空分時(shí)分交換原理與開發(fā)實(shí)驗(yàn)，模塊內(nèi)置兩路（左上角號(hào)碼為48、左下角為號(hào)碼為49）、呼叫接續(xù)控制單元（AVR單片機(jī)）、時(shí)分交換單元（MT8980）、空分交換單元（MC4066）、時(shí)分中繼單元（C

2、PLD）、時(shí)分交換開發(fā)單元（AT89C51）組成。 電話接口單元，完成電話接口的七大功能：饋電、過壓保護(hù)、二四線變換、振鈴、摘掛機(jī)檢測(cè)、雙音多頻檢測(cè)、PCM編譯碼；呼叫接續(xù)控制單元（AVR單片機(jī)）：判別話機(jī)狀態(tài)，根據(jù)主被叫話機(jī)所處狀態(tài)確定給話機(jī)送不同信號(hào)音（拔號(hào)音、忙音、回鈴音、催掛音、振鈴），及給交換單元送接續(xù)成功的交換命令；時(shí)分交換單元（MT8980）：MT8980是一個(gè)順序輸入控制輸出的T型接線器，能根據(jù)交換命令實(shí)現(xiàn)時(shí)分交換；空分交換單元（MC4066）：空分交換實(shí)際上是由模擬開關(guān)組面的交換矩陣，這里用的是MC4066；時(shí)分中繼單元（CPLD）：時(shí)分中繼是將多路PCM數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)時(shí)分復(fù)

3、用后在一條線路上傳輸，本模塊的CPLD完成時(shí)分復(fù)用時(shí)分交換等功能；時(shí)分交換開發(fā)單元（AT89C51）組成：AT89C51完成時(shí)分T型接線器MT8980的交換控制，在原理實(shí)驗(yàn)時(shí)接收AVR單片機(jī)交換命令，通過對(duì)MT8980接續(xù)寄存器和控制寄存器的寫命令實(shí)現(xiàn)時(shí)分交換；在開發(fā)實(shí)驗(yàn)時(shí)，接收AVR發(fā)來的學(xué)生開發(fā)程序并存于其外部RAM中，通過控制命令運(yùn)行并驗(yàn)證開發(fā)程序。實(shí)驗(yàn)1 電話用戶接口模塊實(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(duì)用戶模塊電路PBL 386 14電路學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)BORST功能的理解。二、實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊），

4、位號(hào)：EFHI220M雙蹤示波器1臺(tái)三、電路工作原理（一）基礎(chǔ)原理介紹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。根據(jù)用戶電話機(jī)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(shù)字用戶接口電路兩種。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。在實(shí)際中，基于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSHCT功能中過壓保護(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

5、余功能由集成模擬SLIC完成。在程控交換機(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20mA30mA，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饋電（B），振鈴（R）、監(jiān)視（S）、編譯碼（C）、混合（H）、測(cè)試（T）、過壓保護(hù)（O）等七項(xiàng)基本功能。圖1-1為模擬用戶線接口功能框圖。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-Ba

6、ttery feeling）向用戶話機(jī)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(hù)（OOvervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。（3）振鈴控制（RRinging 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(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)。（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)來完成,，統(tǒng)

7、稱為CODEC。相應(yīng)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。本功能將在實(shí)驗(yàn)6中詳細(xì)介紹。 （6）混合（HHyhird）完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實(shí)現(xiàn)用戶二線雙向信號(hào)與發(fā)送，接收支路四線單向信號(hào)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”。 本功能將在實(shí)驗(yàn)8中詳細(xì)介紹。（7）測(cè)試（TTest）對(duì)用戶電路進(jìn)行測(cè)試。鈴流發(fā)生器饋電電源模擬用戶線過壓保護(hù)電路測(cè)試開關(guān)振鈴繼電器饋電電路混合電路編碼器解碼器低通平衡網(wǎng)絡(luò)低通發(fā)送碼流接收碼流(編碼信號(hào))ab用戶線狀態(tài)信號(hào)測(cè)試總線振鈴控制信號(hào) PBL 386 14 TP305

8、7 圖1-1 模擬用戶線接口功能框圖（二）用戶電路組成原理在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是PBL 386 14集成電路。PBL 386 14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(cè)及音頻或脈沖信號(hào)的識(shí)別，用戶線是否有話機(jī)的識(shí)別，語音信號(hào)的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出。PBL 386 14用戶電路的雙向傳輸衰耗均為1dB，供電電源為+ 5 V和5 V，PBL 386 14還將輸入的鈴流信號(hào)放大以達(dá)到電話振鈴工作的要求，即達(dá)到+75V的有效值。其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 （1）該電路的基

9、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(cè)和LED顯示 6音頻或脈沖撥號(hào)檢測(cè) 7振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出 8語音信號(hào)的2/4線轉(zhuǎn)換 9能識(shí)別是否有話機(jī) 10無需耦合變壓器 （2）用戶線接口電路主要功能控制信號(hào)1控制信號(hào)2狀態(tài)指示語音發(fā)送支路語音接收支路振鈴控制內(nèi)部電源穩(wěn)壓電路輸入控制譯碼二/四線接口摘機(jī)檢測(cè)饋電與平衡電路話音通道傳輸振鈴控制/電話接口 圖1-2 PBL38614內(nèi)部電路方框圖圖1-2是PBL 386 14內(nèi)部電路方框圖。圖1-3是用戶線接口電路電原理圖。圖1-3中，TP01、TP02為二線信號(hào)測(cè)試點(diǎn)，TP05是四線發(fā)信號(hào)，TP06是

10、四線收信號(hào)，TP03是摘機(jī)信號(hào)測(cè)試點(diǎn)低電平有效，TP04為振鈴控制信號(hào)測(cè)試點(diǎn)高電平有效。信號(hào)音和語音接通與否由電子開關(guān)U05（CD4066）控制。電子開關(guān)控制信號(hào)分別為SELA0、SELA1，高電平時(shí)對(duì)應(yīng)的信號(hào)接通，低電平時(shí)對(duì)應(yīng)的信號(hào)斷開。 圖1-3用戶線接口電路電原理圖 1PBL 386 14內(nèi)部具有過壓保護(hù)的功能，可以抵抗保護(hù)TIP­­RING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，則可抵抗保護(hù)250V左右高壓。2監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測(cè)摘掛機(jī)信號(hào)，具體如下： A 用戶掛機(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)表示用戶“閑”； B

11、用戶摘機(jī)時(shí)，用戶狀態(tài)檢測(cè)輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“忙”； C 用戶若撥電話號(hào)碼為脈沖撥號(hào)方式時(shí)，該用戶狀態(tài)輸出端應(yīng)能送出撥號(hào)數(shù)字脈沖?；芈窋嚅_時(shí)，送出低電平，回路接通時(shí)送出高電平（注：本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不選用脈沖撥號(hào)方式，只采用DTMF雙音多頻撥號(hào)方式）；3在TIP­­RING端口間傳輸?shù)恼Z音信號(hào)為對(duì)地平衡的雙向語音信號(hào)，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘?hào)為收發(fā)分開的不平衡語音信號(hào)。PBL 386 14可以進(jìn)行TIP­­RING端口與四線VR端和VX端間語音信號(hào)的雙向傳輸和2 / 4線混合轉(zhuǎn)換。4PBL 386 14可以提供用戶線短路保護(hù)

12、：TIP線與RING線間，TIP線與地間，RING線與地間的長時(shí)間的短路對(duì)器件都不會(huì)損壞。5PBL 386 14提供的雙向語音信號(hào)的傳輸衰耗均為40dB。該傳輸衰耗可以通過PBL 386 14用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過外部電路調(diào)整6PBL 386 14的四線端口可供語音信號(hào)編譯碼器或交換矩陣使用。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明1.查找芯片PBL 386 14的詳細(xì)資料，了解其主要性能和特點(diǎn)。2.熟悉用PBL 386 14組成的用戶線接口電路。3.測(cè)量點(diǎn)說明： TP01：PBL38614芯片的二線信號(hào)發(fā)送端； TP02：PBL38614芯片的二線信號(hào)接收端。五、實(shí)驗(yàn)步驟1打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的總電源開關(guān)，程控交

13、換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊）;2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)大底板上的“用戶電話A”接上電話單機(jī)；3. 電話摘機(jī)，并按鍵或講話；4. 用示波器分別觀測(cè)TP01、TP02、TP03、TP04，TP05、TP06，具體如下：TP01、 TP02：電話A用戶的二線模擬線上測(cè)試點(diǎn)。TP01接入PBL38614芯片的TIPX端；TP02接入PBL38614芯片RINGX端；注意此部分測(cè)試與其它地方不一樣，示波器的地線夾子接其中一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，探頭接另外一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。此時(shí)，雙蹤示波器的另一個(gè)測(cè)試探頭地線夾子不可接其它地線測(cè)試點(diǎn)（GND），因?yàn)槭静ㄆ鲀商筋^的地線是連通在一起的；六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1 畫出本次實(shí)驗(yàn)的電路方框圖，敘述其工

14、作過程。2 通過測(cè)試說明二線信號(hào)和四線信號(hào)區(qū)別；3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)概括敘述用戶接口電路的主要功能。11實(shí)驗(yàn)2 電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解常用的幾種信令信號(hào)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(hào)音和鈴流信號(hào)的技術(shù)要求及測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊），位號(hào)：EFHI220M雙蹤示波器1臺(tái) 三、電路工作過程在用戶話機(jī)與交換機(jī)之間的用戶線上，要沿兩個(gè)方向傳遞語言信息。但是，為了實(shí)現(xiàn)一次通話，還必須沿兩個(gè)方向傳送所需的控制信號(hào)。比如，當(dāng)用戶想要通話時(shí)，必須首先向程控機(jī)提供一個(gè)信號(hào)，能讓交換機(jī)識(shí)別并使之準(zhǔn)備好有關(guān)設(shè)備，此外，還要把指明呼叫的目的地的信號(hào)

15、發(fā)往交換機(jī)。當(dāng)用戶想要結(jié)束通話時(shí)，也必須向電信局交換機(jī)提供一個(gè)信號(hào)，以釋放通話期間所使用的設(shè)備。除了用戶要向交換機(jī)傳送信號(hào)之外，還需要傳送相反方向的信號(hào)，如交換機(jī)要向用戶傳送關(guān)于交換機(jī)設(shè)備狀況，以及被叫用戶狀態(tài)的信號(hào)。由此可見，一個(gè)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(yīng)有信令系統(tǒng)。用戶向電信局交換機(jī)發(fā)送的信號(hào)有用戶狀態(tài)信號(hào)（一般為直流信號(hào)）和號(hào)碼信號(hào)（地址信號(hào)）。交換機(jī)向用戶發(fā)送的信號(hào)有各種可聞信號(hào)與振鈴信號(hào)（鈴流）兩種。 A各種可聞信號(hào)：一般采用頻率為500Hz的方波信號(hào)，例如： 撥號(hào)音：（Dial tone）連續(xù)發(fā)送的500Hz信號(hào)。 回鈴音：（Echo tone）1秒送，4秒斷

16、的5秒斷續(xù)的500Hz信號(hào)。 忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷續(xù)的500Hz信號(hào)。B振鈴信號(hào)（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。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，CPLD可編程器件EPM240用作程控交換系統(tǒng)的交換/控制模塊與各種信號(hào)產(chǎn)生模塊，簡稱信令信號(hào)產(chǎn)生單元。其內(nèi)部邏輯組成框圖如圖2-1所示。 EPM240在系統(tǒng)編程時(shí)，無需專門的編程器，器件安裝在系統(tǒng)中后，用戶可以在不改變電路結(jié)構(gòu)或電路板硬件設(shè)置的情況下，不必拔出芯片即可為重構(gòu)邏輯而對(duì)芯片進(jìn)行編程或重新編程。這將使設(shè)計(jì)修改更加方便，邏輯功能更加

17、靈活，編程更加快捷。通過對(duì)CPLD器件EMP 240進(jìn)行編程，產(chǎn)生程控交換所需各種用戶信令信號(hào)的輸出，加電即運(yùn)行。 CPLD可編程器件輸出的信令及控制信號(hào)（請(qǐng)參見圖1-3 用戶線接口電路電原理圖）1用戶信令選擇控制信號(hào),如SELA0-3, SELB0-3。2撥號(hào)音信號(hào)（Dial signal） 3回鈴音信號(hào)（Echo signal） 4忙音信號(hào)（Busy signal） 5鈴流信號(hào)（Ring signal） 6振鈴?fù)〝嗫刂菩盘?hào)CA,CB,CC,CD7. 其它工作時(shí)鐘及片選信號(hào)主處理器（7U05）接口摘掛機(jī)控制PCM定時(shí)時(shí)分交換模塊（7U06）控制與定時(shí)話音、信號(hào)音切換控制信號(hào)音產(chǎn)生圖2-1 C

18、PLD可編程器件內(nèi)部框圖關(guān)于信令信號(hào)的波形可見圖2-2波形示意圖：撥號(hào)音：由U21 EPM570可編程器件產(chǎn)生，頻率為500Hz，幅度在1V左右。測(cè)量點(diǎn)為“撥號(hào)音”，測(cè)量時(shí)注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。 忙音： 由U21 EPM570可編程器件產(chǎn)生，為0.35秒通，0.35秒斷的重復(fù)周期為0.7S 的500Hz的信號(hào)，幅度在1V左右。測(cè)量點(diǎn)為“忙音”，測(cè)量時(shí)注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)?；剽徱簦河蒛21 EPM570可編程器件產(chǎn)生，為1秒通、4秒斷的重復(fù)周期為5秒的信號(hào)，幅度在1V左右。測(cè)量為“回鈴音”。測(cè)量時(shí)注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。振鈴音：由U21 EPM570可編程器件產(chǎn)生的25Hz方波經(jīng)

19、RC積分電路后形成，它的測(cè)量點(diǎn)為“ 振鈴音”，測(cè)量時(shí)注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。 00.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35st忙音0t振鈴信號(hào)1s2s3s4s5s6s8s9s10s11s7st回鈴音0t撥號(hào)音00.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s圖2-2 各測(cè)量點(diǎn)波形圖示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明1用示波器測(cè)量各測(cè)量點(diǎn)撥號(hào)音、忙音、回鈴音及鈴流控制信號(hào)的波形。五、實(shí)驗(yàn)步驟1打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的總電源開關(guān)，程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊）;2調(diào)整好示波器狀態(tài)，先分別測(cè)量撥號(hào)音、忙音、回鈴音及振鈴各測(cè)

20、量點(diǎn)的波形，了解各點(diǎn)波形的特征；3在實(shí)驗(yàn)?zāi)K上接上電話A和電話B。4下面我們將把上列CPLD產(chǎn)生的各信令信號(hào)波形與電話呼叫時(shí)具體信號(hào)音進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)這些信號(hào)特征有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；5電話A摘機(jī)，聽電話聽筒中傳出的聲音，即撥號(hào)音，對(duì)照測(cè)量1VR點(diǎn)波形（此時(shí)情況同拔號(hào)音），記錄并畫出波形的示意圖；7電話A撥號(hào)49，撥號(hào)音停，然后聽電話聽筒中傳出的聲音，即回鈴音，對(duì)照測(cè)量TP06點(diǎn)波形（此時(shí)情況同回鈴音），記錄并畫出波形的示意圖；8此時(shí)，電話B端的振鈴指示燈開始閃爍，此信號(hào)振鈴信號(hào)功率較大，不要求測(cè)量；9當(dāng)電話A摘機(jī)后超過20秒無撥號(hào)、撥空號(hào)或電話B忙（已摘機(jī)）等，此時(shí)聽電話A聽筒中傳出的聲音，

21、即忙音，對(duì)照測(cè)量1VR點(diǎn)波形（此時(shí)情況同忙音），記錄并畫出波形的示意圖；10更換電話B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟與上同，對(duì)應(yīng)的測(cè)試點(diǎn)為2VR。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1認(rèn)真畫出實(shí)驗(yàn)過程各測(cè)量點(diǎn)波形。2對(duì)各測(cè)量點(diǎn)特性進(jìn)行分析，熟悉他們之間的區(qū)別和各自的作用。3思考在CPLD中產(chǎn)生上述信號(hào)的方法。程控交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)3 雙音多頻（DTMF）接收與檢測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀測(cè)電話機(jī)發(fā)送的DTMF信號(hào)波形；2了解電話號(hào)碼雙音多頻信號(hào)在程控交換系統(tǒng)中的接收和檢測(cè)方法；3熟悉該電路的組成結(jié)構(gòu)及工作過程。二、實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊），位號(hào)：EFHI220M雙蹤示波器1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)電路工作過程DTMF接

22、收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖3-1所示。DTMF接收器先經(jīng)高、低群帶通濾器進(jìn)行fL / fH區(qū)分，然后過零檢測(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、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對(duì)應(yīng)于16種DTMF信號(hào)音對(duì)的4比特二進(jìn)制碼（D1D4）。輸入電路高頻組帶通濾波器過零檢測(cè)器碼變換鎖存與緩沖過零檢測(cè)器低頻組帶通濾波器信號(hào)輸入D1D2D3D4VDD18圖3-1 典型DTMF接收器原理框圖圖3-2MT8870芯片管腳排列在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。圖3-2為管腳排列圖。1電路的基本特性（1）提供DTMF信號(hào)分離濾波和譯碼功

23、能，輸出相應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位并行二進(jìn)制碼。（2）可外接3.5795MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號(hào)。（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。（4）二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出。（4）提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出。（5）電源+5V（6）功耗15mw（7）工藝CMOS（8）封裝18引線雙列直插2管腳簡要說明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。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。VREF 基準(zhǔn)電壓輸出。IC 內(nèi)部連接端，應(yīng)接地。OSC1，OSC0 振蕩器輸入、輸出端，兩端外接3.5795MHz晶體。EN 數(shù)據(jù)輸出允許端，若為

24、高電平輸入，即允許D01D04輸出，若為低電平輸入，則禁止D01 D04輸出。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)緩沖輸出。CIGT 控制輸入，若此輸入電壓高于門限值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)。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?電平，若無輸入信號(hào)或連續(xù)失真，則EC0返回低電平。CID 延遲控制輸出，當(dāng)一有效單音對(duì)被接收，CI超過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。V

25、DD 接正電源，通常接+5V。VSS 接負(fù)電源，通常接地。3電路的基本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，具體說來，就是DTMF信號(hào)從芯片的輸入端輸入，經(jīng)過輸入運(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，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通過外接R向C充電，得到CI，GT。若經(jīng)tGTP延時(shí)后,CI、GT電壓高于門限值VTst時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，

26、這樣，該電路在出現(xiàn)EC0標(biāo)志時(shí)，將證實(shí)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(biāo)志出現(xiàn)時(shí)，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04，另外，CI信號(hào)經(jīng)形成和延時(shí)，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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電原理框圖。其中，數(shù)據(jù)輸出允許端EN測(cè)量點(diǎn)為EN。表3-1 MT8870譯碼表fL（Hz）fH(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL7

27、7013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ需要指出，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用一片MT8870芯片對(duì)兩路用戶電路進(jìn)行號(hào)碼檢測(cè)接入（資源共享方式），為了不影響電路的正常工作，則由模擬開關(guān)來接通或斷開DTMF信號(hào)，模擬開關(guān)的第二個(gè)作用是它對(duì)非撥號(hào)狀態(tài)下的話音信號(hào)進(jìn)行隔離，阻止話音信號(hào)進(jìn)入MT8870芯片，防止誤動(dòng)作的發(fā)生。在實(shí)際應(yīng)用中，

28、一片MT8870可以至多接入檢測(cè)16路用戶電路的DTMF信號(hào)，此時(shí)，采取排隊(duì)等待方式進(jìn)行工作。當(dāng)然，在具體設(shè)計(jì)這方面的電路時(shí)，可要全面考慮電路的設(shè)計(jì)，使之能正常工作而不出現(xiàn)漏檢測(cè)現(xiàn)象。來自第一路的DTMF信號(hào)輸入DTMF電路8870來自第二路的DTMF信號(hào)輸入來自CPU控制輸入來自CPU控制輸入D01D02D03D04至記發(fā)器單元開關(guān)1開關(guān)2圖 3-3 雙音多頻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電原理框四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明1用示波器觀察并測(cè)量發(fā)送DTMF信號(hào)的波形。2用示波器觀察DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的測(cè)量點(diǎn)，撥號(hào)時(shí)注意其相應(yīng)允許端的電平變化。3.測(cè)量點(diǎn)說明：TP13：DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN

29、的信號(hào)，高電平有效；TP05鉚孔：A路電話雙音多頻信號(hào)輸出；TP09鉚孔：B路電話雙音多頻信號(hào)輸出。五、實(shí)驗(yàn)步驟1打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的總電源開關(guān)，程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊）;2將示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，即測(cè)量發(fā)送的DTMF信號(hào)的波形；另一通道放在EN上，即測(cè)量DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的信號(hào)波形（注意需選擇DC直流檔和2V檔；只有正常摘機(jī)撥號(hào)時(shí)，MT8870才工作）；3將電話A用戶摘機(jī)，聽到撥號(hào)音后開始撥打?qū)Ψ教?hào)碼，即按49鍵，撥號(hào)時(shí)注意EN波形的電平變化（即通知系統(tǒng)中的記發(fā)器模塊接收DTMF系統(tǒng)輸出的譯碼數(shù)據(jù)）；4此時(shí)，電話B端的振鈴指示燈開始閃爍，B路摘機(jī)；5撥電話

30、A上的任意鍵，此時(shí)注意觀察1VT連接鉚孔的波形，即電話A發(fā)送的DTMF信號(hào)的波形（此時(shí)EN的波形應(yīng)始終為低電平）；6長按電話A的“1”鍵不放，調(diào)整好示波器，觀察1VT連接鉚孔的波形，即兩個(gè)不同頻率的正弦波的疊加波形（具體參數(shù)可見 表3-1 MT8870譯碼表）；六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1分析并敘述電話號(hào)碼雙音多頻信號(hào)頻率組成和工作原理。2了解DTMF接收器的工作原理，畫出其原理框圖，簡要敘述工作過程。實(shí)驗(yàn)4 呼叫處理與線路信號(hào)的傳輸過程實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1熟悉一次正常呼叫的傳送信號(hào)流程；2了解信號(hào)在交換過程中的傳輸特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊），位號(hào)：EFHI220M雙蹤示波器

31、1臺(tái)三、信號(hào)工作流程 圖5-1為一次正常呼叫傳送信號(hào)流程圖，圖5-2是一次正常呼叫狀態(tài)分析圖。用戶線用戶線主叫用戶被叫用戶呼叫信號(hào)撥號(hào)音信號(hào)號(hào)碼信號(hào)回鈴音信號(hào)話音信號(hào)忙音信號(hào)掛機(jī)信號(hào)振鈴信號(hào)應(yīng)答信號(hào)掛機(jī)（先掛方）（用戶線信號(hào)）摘機(jī)掛機(jī)摘機(jī)圖5-1 一次正常呼叫傳送信號(hào)的流程圖輸入輸入收號(hào)振 鈴?fù)?話輸入狀態(tài)輸入信息輸入信息輸入信息收第一位號(hào)中途掛機(jī)超時(shí)被叫摘機(jī)主叫掛機(jī)超時(shí)主叫先掛被叫先掛停撥號(hào)音掛機(jī)處理送忙音應(yīng)答接續(xù)掛機(jī)處理送忙音主叫先掛處理被叫先掛處理轉(zhuǎn)收號(hào)狀態(tài)轉(zhuǎn)空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)聽忙音狀態(tài)轉(zhuǎn)通話狀態(tài)轉(zhuǎn)空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)聽忙音狀態(tài)主叫空閑狀態(tài)鎖定狀態(tài)圖5-2 一次正常呼叫狀態(tài)分析圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明1根據(jù)一

32、次正常呼叫的傳送信號(hào)流程，測(cè)量線路有關(guān)測(cè)量點(diǎn)波形。2了解在交換過程中各種信號(hào)流程。3. 測(cè)量點(diǎn)說明：1VT： 電話A發(fā)送的話音信號(hào)；DETA：電話A摘掛機(jī)檢測(cè)信號(hào)；EN：DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的信號(hào)，高電平有效；五、實(shí)驗(yàn)步驟1打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的總電源開關(guān)，程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊）;2電話A摘機(jī)，此時(shí)主叫摘機(jī)信號(hào)（DETA）通知記發(fā)器單元做好呼叫通話的一切準(zhǔn)備，用戶接口電路給電話A送上-12V直流電平，同時(shí)，記發(fā)器單元給電話A送上撥號(hào)音信號(hào)（1VR）；3電話A撥號(hào)49，號(hào)碼信號(hào)（1VT）傳送到DTMF接收器進(jìn)行譯碼，撥號(hào)允許信號(hào)電平從低到高跳變（EN）,同時(shí)在撥第一個(gè)號(hào)碼時(shí)

33、就通知記發(fā)器單元停止送撥號(hào)音信令信號(hào)；4電話A撥號(hào)完畢并且被叫用戶空閑，記發(fā)器單元給電話A送回鈴音信號(hào)（1VR），同時(shí)給被呼叫方B振鈴信號(hào)；7被叫方電話B摘機(jī)，應(yīng)答摘機(jī)信號(hào)（DETB）通知記發(fā)器單元。此時(shí)，電話A的回鈴音和電話B的振鈴信號(hào)結(jié)束,通信進(jìn)行；8被叫方電話B掛機(jī)，通信結(jié)束。掛機(jī)信號(hào)（DETB）通知記發(fā)器單元拆線，電話B空閑，同時(shí)給呼叫方電話A送忙音信號(hào)（1VR）；9電話A掛機(jī)，掛機(jī)信號(hào)（DETA）通知中央處理單元，電話A現(xiàn)在空閑；六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1畫出一次完整的電話呼叫、接續(xù)的程序流程圖（包括各種突發(fā)情況）。2根據(jù)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)象。分析理想的結(jié)果與實(shí)際測(cè)量的是否一致。3寫出本次實(shí)驗(yàn)的

34、心得體會(huì)，并提出對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。實(shí)驗(yàn)5 時(shí)分交換（MT8980）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握程控時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)的基本原理；2了解MT8980芯片的工作原理和使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器1程控交換實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含四個(gè)子模塊），位號(hào)：EFHI220M雙蹤示波器1臺(tái)三、電路原理（一）MT8980芯片簡介該器件是8線×32信道數(shù)字交換電路。它內(nèi)部包含串-并變換器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、幀計(jì)數(shù)器、控制接口電路、接續(xù)存儲(chǔ)器、控制寄存器、輸出復(fù)用電路及并-串變換器等功能單元。輸入和輸出均連接8條PCM基群(3032路)數(shù)據(jù)線，在控制信號(hào)作用下，可實(shí)現(xiàn)240256路數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換。它是目前集成度較高的

35、新型數(shù)字交換電路，可用于中、小型程控用戶數(shù)字交換機(jī)。電路的基本特性為：(1)輸入信通容量為8線×32路。輸出信道容量為8線×32路。(2)信道數(shù)據(jù)率64kbs。提供256路無阻塞數(shù)字交換。具有微處理器控制接口。(3)電源 +5V(4)功耗 30mW(5)工藝 CMOS(6)封裝 40引線雙列直插1.引出端符號(hào)說明 數(shù)據(jù)應(yīng)答信號(hào)輸出 幀同步脈沖輸入 VSS 負(fù)電源(地) 時(shí)鐘輸入 VDD 正電源 DS 數(shù)據(jù)選通 ODE 輸出驅(qū)動(dòng)允許R 讀寫控制信號(hào) CBO 控制總線輸出 片選信號(hào)A0A5 地址輸入 D0D7 控制數(shù)據(jù)輸入輸出 STI0STI7 串行PCM碼流輸入 STO0ST

36、O7 串行PCM碼流輸出2.引出端功能說明 ： 時(shí)鐘輸入，頻率為4096MHz，串行碼流由此時(shí)鐘的下降沿定位。 ： 幀同步脈沖輸入，它作為2048Mbs碼流的同步信號(hào)，低電平使內(nèi)部計(jì)數(shù)器在下次負(fù)跳變時(shí)復(fù)位。 ： 片選信號(hào)輸入，低電平有效。DS ： 微處理器接口時(shí)數(shù)據(jù)輸入選通信號(hào)，高電平有效。VDD ： 正電源。 VSS ： 負(fù)電源，通常為地。R ： 微處理器接口時(shí)讀、寫控制信號(hào)，若輸入高電平，為讀出；若輸入低電平，則為寫入。 ： 數(shù)據(jù)應(yīng)答信號(hào)輸出(開漏輸出)，它為微處理器接口時(shí)數(shù)據(jù)證實(shí)信號(hào)，若此端下拉至低電平，電路處理完數(shù)據(jù)，通常 經(jīng)909(W4)接+5V。ODE ： 輸出驅(qū)動(dòng)允許。若該輸入保

37、持高電平，則STO0STO7輸出驅(qū)動(dòng)器正常工作；若為低電平，則STO0STO7呈高阻。但是如果利用軟件控制方式，即使ODE為高電平，也可以置STO0STO7進(jìn)入高阻態(tài)。CBO ： 控制總線輸出。每幀由256比特組成，每碼元為接續(xù)存儲(chǔ)器高位256個(gè)存儲(chǔ)單元第1位的值。第0碼流相應(yīng)的碼元先輸出。A0A5 ：微處理器接口時(shí)地址信號(hào)輸入。D0D7 ：微處理器接口時(shí)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出(三態(tài))。STI0STI7 ：8路串行輸入的PCM基群(32信道)碼流，速率為2048Mbs。STO0ST07 ：8路三態(tài)串行輸出的PCM基群碼流，速率為2048Mbs。3.電路的基本原理 電路由串-并變換器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、幀計(jì)

38、數(shù)器、控制寄存器、控制接口單元、接續(xù)存儲(chǔ)器、輸出復(fù)用器與并-串變換器等部分構(gòu)成。串行PCM數(shù)據(jù)流以2048Mbs速率(共32個(gè)64kbs，8比特?cái)?shù)字時(shí)隙)分八路由STI0STI7輸入，經(jīng)串-并變換，根據(jù)碼流號(hào)和信道(時(shí)隙)號(hào)依次存入256×8比特?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器的相應(yīng)單元內(nèi)?？刂萍拇嫫魍ㄟ^控制接口，接受來自微處理器的指令，并將此指令寫到接續(xù)存儲(chǔ)器。這樣，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容(即接續(xù)命令)，以某種順序從中讀出，再經(jīng)復(fù)用、緩存、并-串變換，變?yōu)闀r(shí)隙交換后的八路2048Mbs串行碼流，從而達(dá)到數(shù)字交換的目的。 如果不再對(duì)控制寄存器發(fā)出命令，則電路內(nèi)部維持現(xiàn)有狀態(tài)，剛才交換

39、過的兩時(shí)隙將一直處于交換過程，直到接受新命令為止。 接續(xù)存儲(chǔ)器的容量為256×11位，分為高3位和低8位兩部分，前者決定本輸出時(shí)隙的狀態(tài)；后者決定本輸出時(shí)隙所對(duì)應(yīng)的輸入時(shí)隙。另外，由于輸出多路開關(guān)的作用，電路還可以工作于消息模式(MessageMode)，以使接續(xù)存儲(chǔ)器低8位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)直接輸出到相應(yīng)時(shí)隙中去。 電路內(nèi)部的全部動(dòng)作均由微處理器通過控制接口控制，可以讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、控制寄存器和接續(xù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，并可向控制寄存器和接續(xù)存儲(chǔ)器寫入指令。此外，還可置電路于分離方式，即微處理器的所有讀操作均讀自于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所有寫操作均寫至接續(xù)存儲(chǔ)器的低8位。微處理器對(duì)電路的控制主要體現(xiàn)在對(duì)

40、內(nèi)部存儲(chǔ)器的讀寫操作，控制格式為：(1)地址線(A5A0) 若A50，選擇控制寄存器，所有操作均針對(duì)控制寄存器。若A51，則由A4A0選擇時(shí)隙號(hào)，以保證對(duì)各時(shí)隙進(jìn)行控制，如下面尋址表所示。尋址表A5A4A3A2A1A0地址（十六進(jìn)制）尋址位置0XXXXX001F控制寄存器11100100100100101120213F信道0信道1信道31(2)控制寄存器格式：不用碼流地址位存儲(chǔ)器選擇位模式選擇位01723456其中：b7 ：分離方式選擇位。當(dāng)b71時(shí)，無論b3、b4是什么狀態(tài)，所有讀操作均讀自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；所有寫操作均寫至接續(xù)存儲(chǔ)器低8位。b6 ：輸出方式選擇位。當(dāng)b61，ODE1時(shí)，為消息方式

41、；當(dāng)b60，為交換方式。b5 ：不用。b4、b3 ：存儲(chǔ)器選擇位。00 ：測(cè)試芯片時(shí)用，通常不能設(shè)成此狀態(tài)。01 ：選擇數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。10 ：選擇接續(xù)存儲(chǔ)器低8位。11 ：選擇接續(xù)存儲(chǔ)器高8位。 b2b0 ：碼流地址位，決定所選下一操作的輸入碼流或輸出碼流號(hào)。(3)接續(xù)存儲(chǔ)器高3位格式：65432710各信道控制位不用其中：b7b3 ：不用。若讀操作時(shí)，均置為0。b2 ：當(dāng)b21時(shí)，工作于消息方式，接續(xù)存儲(chǔ)器低8位內(nèi)容被作為數(shù)據(jù)送至輸出碼流中；當(dāng)b20時(shí)，工作于交換方式，即接續(xù)存儲(chǔ)器低8位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址，將輸入信道數(shù)據(jù)讀到交換所要求的輸出碼流的相應(yīng)時(shí)隙中。b1 ：外部控制位。其內(nèi)容將在下幀從CBO端輸出。b0 ：輸出允許位。當(dāng)ODE1時(shí)，且控制寄存器b60，若此位為1，則數(shù)據(jù)輸出到相應(yīng)碼流和時(shí)隙中；若為0，則輸出時(shí)隙呈高阻。（4)接續(xù)存儲(chǔ)器低8位格式碼流地址位01723456信道地址位其中：b7b5 ：碼流地址位。這3位的二進(jìn)制數(shù)確定輸入碼流號(hào)，如若b7b6b5100，則接續(xù)存儲(chǔ)器選中STI4存入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址。b4b0 ：信道地址位。這5位確定b7b5所選中碼流的信道(時(shí)隙)號(hào)。但若接續(xù)存儲(chǔ)器高3位的b21時(shí)，便轉(zhuǎn)入消息方式，b7b0的內(nèi)容會(huì)被直接送至相應(yīng)輸出碼流中。 (二) 時(shí)分交換