程控交換實驗指導(dǎo)

1、目 錄實驗一 程控交換系統(tǒng)模塊實驗1實驗二 程控交換系統(tǒng)交換實驗14實驗三 程控交換系統(tǒng)接口實驗27實驗四 SOPHO 1000型程控交換機(jī)綜合設(shè)計實驗33第 34 頁實驗一 程控交換系統(tǒng)模塊實驗一、實驗?zāi)康?、 全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實現(xiàn)方法。2、 了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的作用，觀測電話機(jī)發(fā)送的DTMF信號波形。3、 掌握PCM編譯碼器在程控交換機(jī)中的作用。4、 熟悉一次正常呼叫的傳送信號流程。二、實驗儀器1、 LT-CK-02E程控交換試驗箱一臺；2、 電話機(jī)兩臺；3、 數(shù)字示波器一臺；4、 數(shù)字萬用表一臺。三、實驗內(nèi)容1、 熟悉用戶線接口電路

2、；用萬用表觀測TP301、TP302、TP303在摘掛機(jī)時的工作電平。2、 用示波器觀察并測量DTMF信號的波形，在用戶線接口電路的輸入端進(jìn)行測量，即在甲方一路用戶線接口電路的測量點TP301與TP302進(jìn)行測量。3、 測量PCM編譯碼電路TP304、TP305、TP307及TP308的各點波形。4、 以甲方一路主叫與甲方二路被叫為例，根據(jù)一次正常呼叫的傳送信號流程，測量線路各點波形。了解信號在交換過程中的傳輸特性。四、實驗注意事項1、使主機(jī)實驗箱加電處于正常工作狀態(tài)，并嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。2、 在測量DTMF信號測量點TP301或TP401時，示波器接頭的另一接地線接到TP302或TP402上

3、。3、在進(jìn)行PCM實驗時，觀測各測量點波形時，示波器探頭不能亂碰到其它測量點。4、有一點需注意，PCM編譯碼電路中，在沒有外加信號輸入時，PCM編碼電路還是有輸出的，此時該芯片對輸入隨機(jī)噪聲進(jìn)行編譯碼，一旦有信號輸入，它會立即對輸入信號進(jìn)行編碼。五、實驗原理接口電路實驗原理：1、 用戶接口電路工作原理 用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機(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應(yīng)能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電

4、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。在實際中，基于實現(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），其余功能由集成模擬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B（饋電），

5、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）、O（過壓保護(hù)）七項功能。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：a) 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伏或24伏，環(huán)路電流不小于18m A.b) 過壓保護(hù)（OOvervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。c) 振鈴控制（RRinging Control）向用戶話機(jī)饋送鈴流。d) 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

6、網(wǎng)絡(luò)。e) 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)字編碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器（Coder）與解碼器(Decoder)來完成,，統(tǒng)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。f) 混合（HHyhird）完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實現(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現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。g) 測試（TTest）對用戶電路進(jìn)行測試。2、用戶線接口電路:在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是AM79R70。它包含

7、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，話音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出。AM79R70用戶電路的雙向傳輸衰耗均為1dB，供電電源為+ 5 V和5 V，AM79R70還將輸入的鈴流信號放大以達(dá)到電話振鈴工作的要求。其各項性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鈴流發(fā)生器饋電電源模擬用戶線過壓保護(hù)電路測試開關(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)ab測試總線振鈴控制信號用戶線狀態(tài)信號 圖1-1 模擬用戶線接口功能框圖1、電路的基本特性A、 向用戶饋送鈴流B、 向用戶恒流饋電C、

8、 過壓過流保護(hù)D、 被叫用戶摘機(jī)自截鈴E、 摘掛機(jī)檢測F、 音頻或脈沖撥號檢測G、 振鈴繼電器驅(qū)動輸出H、 話音信號的2/4線轉(zhuǎn)換I、 無需耦合變壓器2、用戶線接口電路主要功能內(nèi)部電源穩(wěn)壓電路輸入控制譯碼二/四線接口摘機(jī)檢測饋電與平衡電路話音通道傳輸振鈴控制控制信號1控制信號2狀態(tài)指示語音發(fā)送支路語音接收支路振鈴控制/電話接口1）、 向用戶話機(jī)供電，AM79R70可對用戶話機(jī)提供恒流饋電，饋電電流由VBAT以及VDD供給。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

9、接點至話機(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） 、M79R70內(nèi)部具有過壓保護(hù)的功能，可以抵抗TIP­­RING端口間的瞬時高壓，如結(jié)合外部的壓敏電阻保護(hù)電路，則可抵抗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(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

10、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)表示用戶“忙”；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(yīng)能送出撥號數(shù)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TIP­­RI

11、NG端口間傳輸?shù)脑捯粜盘枮閷Φ仄胶獾碾p向話音信號，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘枮槭瞻l(fā)分開的不平衡話音信號。AM79R70可以進(jìn)行TIP­­RING端口與四線VTX端和RSN端間話音信號的雙向傳輸和2 / 4線混合轉(zhuǎn)換。6）、 AM79R70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）、 AM79R70提供的雙向話音信號的傳輸衰耗均為40dB。該傳輸衰耗可以通過AM79R70用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過外部電路調(diào)整8）、 AM79R70的四線端口可供話音信號編譯碼器或交換矩陣使用。雙音多頻實驗原理：DT

12、MF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖12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、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路fL、fH信號輸出。該兩路信號經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于16種DTMF信號音對的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器碼變換鎖存與緩沖過零檢測器低頻組帶通濾波器信號輸入圖1-2 典型DTMF接收器原理框圖18圖1-3MT8870芯片管腳排列在本實驗系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。圖1-3的管腳排列圖。 1、該電路的基本特性：A、 提供DTMF信號分離濾波和譯碼功能，輸出相

13、應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位B、 并行二進(jìn)制碼。C、 可外接3.5795MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號。D、 具有抑制撥號音和模擬信號輸入增益可調(diào)的能力。E、 二進(jìn)制碼為三態(tài)輸出。F、 提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出。G、 電源+5VH、 功耗15mwI、 工藝CMOSJ、 封裝18引線雙列直插 2、管腳簡要說明引出端符號說明IN+ ， IN-運(yùn)放同、反相輸入端，模擬信號或DTMF信號從此端輸入。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

14、為高電平輸入，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（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，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。EC0初始控制輸出，若電路檢測出一可識別的單音對，則此端即變?yōu)楦唠娖?，若無輸入信號或連續(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。VDD接正電源，

15、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：輸入信號的高，低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測與確認(rèn)、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(jīng)過輸入運(yùn)放和撥號音抑制濾波器進(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(biāo)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(jīng)tGTP延時后,CI、GT電壓高于門限值VTst時，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，這樣，該電路在出

16、現(xiàn)EC0標(biāo)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(biāo)志出現(xiàn)時，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04，另外，CI信號經(jīng)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1-1所示，圖1-4為雙音多頻實驗系統(tǒng)的電原理框圖。其中，數(shù)據(jù)輸出允許端EN的測量點為TP309。表1-1MT8870譯碼表fL（Hz）fH(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013

17、365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ需要指出，一片8870芯片可以對兩路用戶電路進(jìn)行號碼檢測接入，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，模擬開關(guān)的第二個作用是它對話音信號進(jìn)行隔離，阻止話音信號進(jìn)入8870芯片，防止誤動作的發(fā)生，在實際應(yīng)用中，一片8870可以至多接入檢測16路用戶電路的DTMF信號

18、，此時，采取排隊等待方式進(jìn)行工作。當(dāng)然，在具體設(shè)計這方面的電路時，可要全面考慮電路的設(shè)計，使之能正常工作而不出現(xiàn)漏檢測現(xiàn)象。來自甲方一路的DTMF信號輸入DTMF電路8870來自甲方二路的DTMF信號輸入來自CPU控制輸入來自CPU控制輸入D3D2D1D0至記發(fā)器開關(guān)1開關(guān)2來自乙方一路的DTMF信號輸入DTMF電路8870來自乙方二路的DTMF信號輸入來自CPU控制輸入來自CPU控制輸入D7D6D5D4至記發(fā)器開關(guān)3開關(guān)4圖 1-4 雙音多頻實驗系統(tǒng)的電原理框PCM編譯碼實驗原理：由于四路數(shù)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(jìn)行說明。圖1-5就是甲方一路的PCM編譯碼電原理

19、框圖。 用戶接口電路PCM編碼PCM譯碼數(shù)字程控交換網(wǎng)絡(luò)去中繼接口TP304TP305TP307TP308 圖1-5 甲方一路PCM編譯碼方框圖圖1-6 甲方一路PCM編譯碼數(shù)字信號波形圖呼叫處理與信號傳輸實驗原理：用戶線用戶線主叫用戶被叫用戶呼叫信號撥號音信號號碼信號回鈴音信號話音信號忙音信號掛機(jī)信號振鈴信號應(yīng)答信號掛機(jī)（先掛方）（用戶線信號）摘機(jī)掛機(jī)摘機(jī)圖1-7 一次正常呼叫傳送信號的流程圖輸入信息輸入收號振 鈴?fù)?話輸入狀態(tài)超時被叫摘機(jī)主叫掛機(jī)超時主叫先掛被叫先掛送忙音應(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)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1-8

20、一次正常呼叫狀態(tài)分析圖圖1-7為一次正常呼叫傳送信號流程圖，圖1-8是一次正常呼叫狀態(tài)分析圖。六、實驗步驟1、 分別在摘機(jī)和掛機(jī)時用萬用表測量TP301,TP302，TP303的電壓值；2、 選擇空分交換，一位同學(xué)將甲方二路用戶摘機(jī)，聽到到撥號音后按電話單機(jī)上的任意鍵并保持，另一位同學(xué)對本接口電路的測量點進(jìn)行觀察并記錄波形。 3、 電話單機(jī)不工作時，即不發(fā)送DTMF波形時，再測量上述各測量波形。4、 測量TP304、TP305、TP307及TP308的各點波形。A、 測量并分析PCM編譯碼電路各測量點的波形；B、 將甲方一路與甲方二路按正常呼叫接通，建立正常通話后，通過話機(jī)輸入話音信號或雙音多

21、頻信號。在各收發(fā)測量點進(jìn)行觀察測量。C、 各測量點波形說明如下：TP304：甲方一路PCM模擬話音信號輸入TP307：甲方一路PCM數(shù)字信號輸出TP308：甲方一路PCM數(shù)字信號輸入TP305：甲方一路PCM模擬話音信號輸出七、實驗報告要求1、 畫表寫出TP301,TP302，TP303在摘掛機(jī)時的電平，并簡述這三個測試點的意義。2、 畫出接收DTMF過程測量點在有、無信號狀態(tài)的波形，并作簡要的分析與說明。3、 畫出PCM編譯碼電路各測量點的波形，并注明它是在何種狀態(tài)下測試到的波形。4、 畫出一次完整的電話接續(xù)的程序流程圖。實驗二 程控交換系統(tǒng)交換實驗一、實驗?zāi)康?、 通過實驗掌握程控交換中空

22、分交換網(wǎng)絡(luò)交換的基本原理與實現(xiàn)方法。2、 通過實驗掌握程控交換中時分交換網(wǎng)絡(luò)交換的基本原理與實現(xiàn)方法。3、 熟悉T接線器的兩種工作方式。二、實驗內(nèi)容1、 利用自動交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行兩部電話單機(jī)通話，對工作過程進(jìn)行觀測。2、 觀測MT8980的時分交換功能，用甲方一路呼叫乙方二路，比較接續(xù)成功前后觀測TP307和TP608的波形。3、 了解數(shù)字時分接線器的編程方法。三、實驗儀器1、 LT-CK-02E程控交換試驗箱一臺；2、 電話機(jī)兩部；3、 數(shù)字示波器一臺。四、實驗原理MT8816芯片介紹：由圖2-1可知，該實驗系統(tǒng)是由話路單元和控制單元兩大部分組成，其中話路單元由用戶電路，自動交換網(wǎng)絡(luò)，音信號產(chǎn)生

23、電路，供電系統(tǒng)電路等組成。圖2-2是空分交換網(wǎng)絡(luò)芯片MT8816功能圖。圖2-1 實驗系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖 圖2-2 空分交換MT8816功能及管腳排列圖1、 空分交換MT8816基本特性 該芯片是8×16模擬開關(guān)陣列，它內(nèi)含7128線地址譯碼器，控制鎖存器和8×16交叉點開關(guān)陣列，其電路的基本特性為：A、 8×16模擬開關(guān)陣列功能 B、 導(dǎo)通電阻（VDD=12V） 45C、 導(dǎo)通電阻偏差（VDD=12V） 5D、 模擬信號最大幅度 12VPPE、 開關(guān)帶寬 45MHZF、 非線性失真 0.01%G、 電源 4.513.2VCOL7 COL6 COL5 COL

24、4 COL3 COL2 COL1 COL0ARW0 ARW1ARW2ARW3數(shù)據(jù)傳輸門地 址 譯 碼 和 鎖 存DI ST ACOL2 ACOL1 ACOL0ROW0ROW15CSH、 工藝 CMOS圖2-3 MT8816交換矩陣示意圖表2-1MT8816地址譯碼真值表ACOL2ACOL1ACOL0AROW3AROW2AROW1AROW0選擇開關(guān)電路LLLLLLLROW0-COL0LLLLLLLROW1-COL0LLLLLHLROW2-COL0LLLLLHHROW3-COL0LLLLHLLROW4-COL0LLLLHLHROW5-COL0LLLLHHLROW6-COL0LLLLHHHROW7-

25、COL0LLLHLLLROW8-COL0LLLHLLHROW9-COL0LLLHLHLROW10-COL0LLLHLHHROW11-COL0LLLHHLLROW12-COL0LLLHHLHROW13-COL0LLLHHHHROW14-COL0LLLHHHHROW15-COL0LLH同上ROW-COL1LHL同上ROW-COL2LHH同上ROW-COL3H LL同上ROW-COL4HLH同上ROW-COL5HHL同上ROW-COL6HHH同上ROW-COL72、 MT8816管腳說明下面將對該管腳功能作簡要說明COL0COL7 列輸入輸出，開關(guān)陣列8路列輸入或輸出。ROW0ROW15 列輸入輸出

26、，開關(guān)陣列16路列輸入或輸出ACOL0ACOL2 列地址碼輸入，對開關(guān)陣列進(jìn)行列尋址。AROW0AROW3 行地址碼輸入，對開關(guān)陣列進(jìn)行行尋址。ST 選通脈沖輸入，高電平有效，使地址碼與數(shù)據(jù)得以控制相開關(guān) 的通、斷。在ST上升沿前，地址必須進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)，在ST下降 沿處，數(shù)據(jù)也應(yīng)該是穩(wěn)定的。DI 數(shù)據(jù)輸入，若DI為高電平，不管CS處于什么電平，均將 全部開關(guān)置于截止?fàn)顟B(tài)。RESET 復(fù)位信號輸入，若為高電平，不管CS處于什么電平，均將 全部開關(guān)置于截止?fàn)顟B(tài)。CS 片選信號輸入，高電平有效。VDD 正電源，電壓范圍為4.513.2V。VEE 負(fù)電源，通常接地。VSS 數(shù)字地。3、MT8816工作原

27、理 下面我們將對MT8816型電子接線器作一介紹，使大家了解電子接線器的結(jié)構(gòu)原理。其它型號的電子接線器也大同小異。MT8816是CMOS大規(guī)模集成電路芯片。這是一片8×16模擬交換矩陣，如圖2-3所示，圖中有8條COL線（L0L7）和16條ROW線（ROW0ROW15），形成一個模擬交換矩陣。它們可以通過任意一個交叉點接通。芯片有保持電路，因此可以保持任一叉接點處于接通狀態(tài)。CPU可以通過地址線ACOL2ACOL0和數(shù)據(jù)線AROW3AROW0進(jìn)行控制和選擇需要接通的交叉點號。ACOL3ACKL0管COL7COL0中的一條線。ACOL7ACOL0編成二進(jìn)制碼，經(jīng)過譯碼以后就可以接通交叉

28、點相應(yīng)的COLi；數(shù)據(jù)線AROW3AROW0管ROW15ROW0中的一條。AROW3AROW0是不編碼的，某一條AROW7線為“1”，控制相應(yīng)的ROWi以接通有關(guān)的交叉點。例如要接通L1和J0之間的交叉點。這時一方面向ACOL0ACOL12。送001，另一方向面向AROW3送“1”。當(dāng)送出地址啟動門ST時，就可以將相應(yīng)交叉點接通了，圖中還有一個端子叫“CS”。它時片選端。當(dāng)CS為“1”時，全部交叉點就打開了。綜上所述，該電路是由7128線地址譯碼器，128位控制數(shù)據(jù)鎖存器與8×16開關(guān)陣列組成，在電路處于正常開、關(guān)工作狀態(tài)下，CS應(yīng)為高電平，RESET為低電平，地址碼輸入選擇鎖存單元

29、及開關(guān)陣列對應(yīng)的交叉點處于開的狀態(tài)，這樣數(shù)據(jù)DI在ST下降沿時刻被異步寫入鎖存單元，并控制所選交叉點開關(guān)的通、斷，若DI為低電平，則開關(guān)截止，其地址譯碼真值表如表2-1所示：時分交換網(wǎng)絡(luò)基本原理：電路框圖見圖2-4所示，它是由兩大部分組成，即話路部分和控制部分，話路部分包括交換網(wǎng)絡(luò)，用戶電路出中繼電路，入中繼電路，收號器，信號音發(fā)生器以及話務(wù)臺或信號設(shè)備等；控制部分則是一臺計算機(jī)，它包括中央處理器，存儲器和輸入、輸出設(shè)備。圖2-4 交換網(wǎng)絡(luò)組成方框圖 1、MT8980基本特性 它內(nèi)部包含串一并變換器、數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制接口電路、接續(xù)存儲器、控制寄存器、輸出復(fù)用電路及并一串變換器等功能單

30、元。輸入和輸出均連接8條PCM基群數(shù)據(jù)線，在控制信號作用下，可實現(xiàn)240、256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)。 2、MT8980工作原理 MT8980的功能框圖如圖2-5所示，該芯片由串/并變換器、數(shù)據(jù)存儲器、幀計數(shù)器、控制寄存器、控制接口單元、接續(xù)存儲器、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2.048Mb/s速率分八路由STI0STI7輸入，經(jīng)串/并變換，根據(jù)碼流號和信道號依次存入256×8比特數(shù)據(jù)存儲器的相應(yīng)單元內(nèi)。控制寄存器通過接口，接受來自微處理器的指令，并將此指令寫入到接續(xù)存儲器

31、。這樣，數(shù)據(jù)存儲器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲器的內(nèi)容，以某種順序從中讀出，再經(jīng)復(fù)用、緩存、經(jīng)并一串變換，變?yōu)闀r隙交換后的八路2.048Mb/s串行碼流STO0STO7，從而達(dá)到數(shù)字交換的目的。 如果不再對控制寄存器發(fā)出命令，則電路內(nèi)部維持現(xiàn)有狀態(tài)，剛才交換過的兩時隙將一直處于交換過程，直到接受新命令為止。接續(xù)存儲器的容量為256×11位，分為高3位和低8位兩部分，前者決定本輸出時隙的狀態(tài)；后者決定本輸出時隙所對應(yīng)的輸入時隙。另外，由于輸出多路開關(guān)的作用，電路還可以工作于消息或報文模式，以使接續(xù)存儲器低8位的內(nèi)容作為數(shù)據(jù)直接輸出到相應(yīng)的時隙中去。MT8980的全部動作均由微處理器通過控

32、制接口控制。外部CPU可以讀取數(shù)據(jù)存儲器、控制寄存器和接續(xù)存儲器的內(nèi)容，并可向控制寄存器和接續(xù)存儲器寫入指令。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)存儲器，所有寫操作均寫至接續(xù)存儲器的低8位。關(guān)于MT8980的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)見附錄2。圖2-5 MT8980的功能框圖T接線器原理： 時間接線器又稱時分接線器或簡稱T接線器。它的任務(wù)是實現(xiàn)一條母線上不同時隙的交換。例如；根據(jù)電話交換要求，需把TS2的話音信號交換到TS8，或把TS10的信號搬移到TS3，等等。為了實現(xiàn)時隙交換必須設(shè)置一話音存貯器SM（SpeechMemory），以便母線的每幀信號以時隙為單位存貯在該存貯器

33、而后再根據(jù)電話交換的要求，在不同時隙讀出它所需要的語聲(編碼)信號。話音存貯器的單元數(shù)是與PCM母線一幀的時隙數(shù)相等。它的字長與一時隙所含比特數(shù)相等，即等于8位。有時為了進(jìn)行奇偶校驗加入一校驗位(P)。這時每單元的字長成為9位。為了正確控制時隙交換還需要一控制存貯器CM（ControlMemony），其單元數(shù)也等于一幀的時隙數(shù)，但是每單元字長是由SM的地址數(shù)量來確定。CM的每個字也可設(shè)奇偶校驗位(P)。CM的作用是提供SM的讀出或?qū)懭氲刂?。此外，還需要一只計數(shù)器以產(chǎn)生對SM寫入或讀出的地址。 T接線器是由SM、CM和計數(shù)器三者組成。根據(jù)SM的工作方式不同，T接線器可分為“順序?qū)懭搿⒖刂谱x出”和

34、“控制寫入、順序讀出”兩種類型。它們完成時隙交換的功能是完全一致的。 1、“順序?qū)懭?、控制讀出”T接線器這種T接線器的結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，從圖可知它利用計數(shù)器以對SM產(chǎn)生寫入地址，計數(shù)器又受時鐘控制。當(dāng)TS0時計數(shù)器讀數(shù)為零，使得輸入母線的TS0信息(八位碼)寫入SM的第0號單元。當(dāng)TS1時記數(shù)器讀數(shù)為1，于是TS1的信息寫入第一號單元。依此類推，輸入母線的TS31信息寫入第31單元。假設(shè)輸入、輸出母線均為PCM基群復(fù)用線，在下一時隙時計數(shù)器讀數(shù)回零，于是開始第二幀信息的順序?qū)懭?。如此方式一幀又一幀地循環(huán)，它把輸入母線各時隙的信息按順序不斷寫入SM的相應(yīng)單元中。既然SM是按順序?qū)懭?，那么它的讀

35、出就不應(yīng)按順序讀出。顯然，順序?qū)懭朐夙樞蜃x出就不可能獲得時隙交換。所以它應(yīng)按照交換要求有控制地到適當(dāng)單元去讀出所需時隙內(nèi)容。不過，交換要求會因用戶需求而異，經(jīng)常在變，所以控制讀出又稱為?！半S機(jī)讀出”。CM的每個單元內(nèi)容都是由CPU中央處理器根據(jù)交換要求來填寫對應(yīng)SM的讀出地址。CM的讀出則總是按順序讀出，即TS0時讀CM的0號單元，TS1時讀CM的l號單元等等。這樣一來，SM每時隙的讀出地址是由CM的相應(yīng)單元的內(nèi)容來控制。只需修改CM內(nèi)容就可改變時隙交換的結(jié)果。不過，在某用戶通話過程中，其相應(yīng)的CM內(nèi)容應(yīng)保持不變，以保證話音接續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。圖2-6中假設(shè)母線的時隙為32，實際上母線往往經(jīng)過高度復(fù)

36、用，其每幀時隙數(shù)可能為256、512、甚至1024，為了加深對T接線器進(jìn)行時隙交換原理的理解，現(xiàn)舉例說明。 如圖2-6所示的T接線器，例如要求輸入線話音信號的時隙：29、30、31的信號分別交換到輸出線的時隙l、5、3中，試填寫SM和CM的有關(guān)內(nèi)容。 圖2-6 “順序?qū)懭搿⒖刂谱x出”T接線器 這里假設(shè)時隙29、30、31的編碼信號分別用|TS29|、|TS30|、|TS31|表示，它們按順序?qū)懙絊M的第29、30和31單元中。 根據(jù)交換要求，在時隙1要求讀出原時隙29的話音信息，而這信息已存于SM的第29號單元，所以必須在CM的第一號單元填寫29，即SM的讀出地址。這樣一來，由于CM總是按順序

37、讀出，即在TS1時CM讀出1號單元的內(nèi)容，這個內(nèi)容“29”是作為SM的讀出地址。于是話音存貯器SM第29號單元內(nèi)容|TS29|在TS1時被讀出并送到輸出母線，顯然|TS29|信息已搬移到輸出母線TS1中去了。圖2-7 T接線器順序?qū)懭?、控制讀出工作舉例 同理，CM的第5號單元應(yīng)填寫“30”，第3號單元應(yīng)填寫“31”。這些數(shù)據(jù)都是作為相應(yīng)時刻SM的讀出地址，整個結(jié)果如圖2-7所示。不過，圖中是用十進(jìn)制填寫，實際實驗時CPU中央處理器總是用二進(jìn)制填寫的。輸入母線的話音信息按順序?qū)懭隨M進(jìn)行暫存，而后再按交換要求在CM控制下讀 到輸出母線去。話音在SM中暫存時間最短為一個時隙(3.9ps)，最長不會

38、超過一幀 (125ps)。例如，要求TS3信息交換到TS4，那么它在TS3時刻寫入，而在TS4時刻便讀出。這時寫入和讀出只相差一個時隙。又如，要求TS7的信息交換到TS6，那么它在TS7時刻寫入，須等到下一幀的TS6才能讀出，這時寫入和讀出大約相差一幀時間。2、“控制寫入、順序讀出”T接線器 圖2-8 “控制寫入、順序讀出”T接線器 “控制寫入、順序讀出”有時稱為“隨機(jī)寫入、順序讀出”。這種接線器的結(jié)構(gòu)如圖2-8所示。這時輸入母線的各時隙信號不是按順序?qū)懭隨M，而是根據(jù)交換的要求在CM控制下隨機(jī)寫入，而后在計數(shù)器控制下順序讀出。所以CM各單元所存貯的是SM的寫入地址，計數(shù)器則提供SM的讀出地址

39、。CM各單元的內(nèi)容是由計算機(jī)(處理機(jī))按照時隙交 換的要求寫入的，CM的讀出總是按時隙順序讀出。即TS0讀出CM的的0號單元。TS1讀出CM的1號單元等等。為加深理解，仍以上述數(shù)據(jù)為例，即輸入母線TS29、TS30、TS31的話音信息經(jīng)T接線器分別交換到輸出母線的TS1、TS5、TS3中，顯然，這時入線TS29、TS30、TS31的信息(用|TS29|、|TS30|、|TS31|表示)應(yīng)分別寫到SM的第l、5、3號單元，使得SM按順序讀出時，他們便自然地插到TS1、TS5和TS3中去。為達(dá)到上述目的需要依靠CM來控制寫入。由于TS29的信息要求寫入SM的第1號單元，所以CM的第29號單元應(yīng)填寫

40、數(shù)碼“1”。因而，在TS29時就能使得輸入母線的信息|TS29|寫入SM的1號單元。依同理，CM的30號單元應(yīng)填寫數(shù)碼“5”、第3l號單元填寫數(shù)碼“3”，全部情況如圖2-8所示 五、 實驗步驟1、在空分交換方式下進(jìn)行實驗，仔細(xì)觀察并記錄主叫用戶和被叫用戶的通信流程。下面列出本實驗各信號測量點： 空分交換網(wǎng)絡(luò)輸入信號測量點： TP304 ：甲方一路電話信號發(fā)送波形 TP404 ：甲方二路電話信號發(fā)送波形 TP504 ：乙方一路電話信號發(fā)送波形 TP604 ：乙方二路電話信號發(fā)送波形 話音信號傳輸時，有發(fā)送話音信號波形，不通話時，無波形。 空分交換網(wǎng)絡(luò)輸出信號測量點 TP305 ：甲方一路電話信號

41、接收波形 TP405 ：甲方二路電話信號接收波形 TP505 ：乙方一路電話信號接收波形 TP605 ：乙方二路電話信號接收波形 同樣當(dāng)有話音信號傳輸時，有接收話音信號波形，否則無波形。2、進(jìn)入時分交換方式用“甲方一路”呼叫“乙方二路”。比較接續(xù)成功前后TP307和TP308的波形。3、用“甲方一路”呼叫“乙方二路”。話路接通后，用雙蹤示波器觀察TP607和TP04的波形，采用直流耦合，TP04觸發(fā)；4、用雙蹤示波器觀察TP608和TP04的波形，采用直流耦合，TP04觸發(fā)；六、 實驗報告1、 畫出空分交換系統(tǒng)自動交換網(wǎng)絡(luò)的電路框圖，并分析工程過程。2、 簡單畫出時分交換網(wǎng)絡(luò)接續(xù)成功前后TP3

42、06和TP307的波形，根據(jù)示波器觀測結(jié)果，說明甲1路話音分配在第幾個時隙。3、 根據(jù)本次實驗要求，說明時分交換收發(fā)數(shù)字編譯碼PCM信號的流程。實驗三 程控交換系統(tǒng)接口實驗一、實驗?zāi)康?、 了解空分中繼方式信號的接續(xù)過程。2、 通過計算機(jī)編程實現(xiàn)時、空分交換。二、實驗內(nèi)容1、 利用空分中繼線實現(xiàn)兩個試驗箱之間的通話。2、 讀懂時、空分交換子程序。3、 修改交換部分程序為“甲一路”與“乙一路”間通信。4、 由“甲二路”按“*”呼出“乙一路”、“乙二路”，實現(xiàn)“甲二路”同時向“乙一路”、“乙二路”發(fā)話。三、實驗儀器1、 LT-CK-02E程控交換試驗箱兩臺；2、 電話機(jī)兩臺；3、 通信電纜一根；4

43、、 PC機(jī)一臺。四、實驗原理中繼通信實驗原理：中繼電纜實驗箱1實驗箱2局內(nèi)用戶交換機(jī)局外用戶交換機(jī)圖3-1 兩臺實驗箱實現(xiàn)中繼通信接口框圖由前面的各單元實驗可知，信令的產(chǎn)生與信號的交換可在一個實驗箱內(nèi)完成四部電話單機(jī)的工作。若將兩臺實驗箱通過中繼電纜線連接，則實現(xiàn)兩臺實驗箱的長途通信。圖3-1 是它們的接口框圖。中繼接口電路主要通過J103和中繼電纜連接而成，如圖所示為用中繼電纜連接好兩臺實驗箱，利用兩臺實驗箱完成中繼接口通信的信號流程。中繼通信撥號方式： 0 + 被叫號碼：其中“0”表示對方電話局局號（在本實驗當(dāng)中，即表示被叫用戶所在的實驗箱）。實驗系統(tǒng)可以由任何一方作為主叫，呼叫另一實驗箱

44、的各路電話。J201甲方一路甲方二路乙方一路乙方二路交換系統(tǒng)與計算機(jī)通信實驗原理：圖3-2 計算機(jī)與程控交換實驗箱連接示意圖計算機(jī)與程控交換實驗連接示意圖如圖3-2所示，程控交換實驗箱上U103的功能是：接受U102送來的接續(xù)命令，完成對應(yīng)接續(xù)命令的各種交換功能，即空分交換、時分交換、時分中繼交換。此時我們做的是空分交換實驗。U103接續(xù)交換功能的程序模塊是對學(xué)生開放的，學(xué)生可以由簡單到復(fù)雜實現(xiàn)所期望的交換功能，如：固定某兩路電話的空分交換；固定某兩路電話的時分交換；固定話路的時隙搬移；根據(jù)接續(xù)命令完成空分交換；根據(jù)接續(xù)命令完成時分交換；根據(jù)話路時隙分配和接續(xù)命令完成時分中繼和話路交換等功能。

45、學(xué)生編程所需知識有：熟悉MCS-51的編程；深刻理解空分交換芯片MT8816的原理，深刻理解空分交換芯片MT8816的控制寄存器、接續(xù)寄存器中各位的含義；熟悉并了解U103和MT8816的硬件連接關(guān)系和編程所需的接口地址。關(guān)于MCS-51的編程知識，這里略?？辗纸粨Q芯片MT8816詳細(xì)介紹見實驗十五，它和U103的接口如圖3-3所示。MT8816共有8×16個開關(guān)，這些開關(guān)分別有3根列地址線和4根行地址線的譯碼對應(yīng)，開關(guān)的狀態(tài)由數(shù)據(jù)輸入端DI的電平?jīng)Q定，如DI=1高電平則由地址譯碼對應(yīng)的開關(guān)導(dǎo)通，否則開關(guān)截止。MT8816所需的6根地址線（AROW3我們固定接地）、1根數(shù)據(jù)線（DI）

46、、1根控制線（RESET）由U103的并口P1提供。 圖3-3 空分交換芯片與計算機(jī)通信電原理圖時分交換芯片MT8980是目前集成度較高的新型數(shù)字交換電路，在控制信號的作用下，可實現(xiàn)256路數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的無阻塞數(shù)字交換。MT8980和U103的接口電路如圖3-4所示。對時分交換芯片編程的關(guān)鍵是首先要理解什么是時分復(fù)用，其次是對時分交換芯片MT8980中控制寄存器和接續(xù)存儲器每位（bit）定義的理解。MT8980共有8條2.048Mb/s 速率的PCM串行輸入碼流，每個碼流中共有32個8比特數(shù)字時隙（信道），輸入的各信道數(shù)據(jù)經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后存入該信道對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲器中（片內(nèi)有256個8比特的數(shù)據(jù)存

47、儲器）。MT8980共有8條2.048Mb/s 速率的PCM串行輸出碼流，每個碼流中共有32個8比特數(shù)字時隙（信道），每個輸出信道（時隙）都有一個11位的接續(xù)存儲器和它對應(yīng)。控制寄存器通過控制接口，接受來自微處理器的指令，并將此指令寫到接續(xù)存儲器。這樣，數(shù)據(jù)存儲器中各信道的數(shù)據(jù)按照接續(xù)存儲器的內(nèi)容（即接續(xù)命令，輸出信道的數(shù)據(jù)來自哪個輸入碼流的哪個時隙），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隙交換后的8路2.048Mb/s串行碼流,從而達(dá)到數(shù)字交換的目的。如果不再改寫接續(xù)存儲器中的內(nèi)容，則電路內(nèi)部維持現(xiàn)有狀態(tài)，剛才交換過的兩時隙將一直交換下去，直到接受新命令為止。 圖3-4 時分

48、交換芯片與計算機(jī)通信電原理圖五、實驗步驟中繼實驗步驟：因為四路電話撥號是相似的，下面以甲方一路為例，來說明其工作過程：將兩臺實驗箱用一根中繼電纜連接線相接起來，打開電源工作開關(guān)，按下薄膜輸入開關(guān)上的“復(fù)位”鍵，此時顯示“LET-CK”，按“開始”鍵，進(jìn)入主菜單工作狀態(tài)，選擇“交換方式”，按“確認(rèn)”鍵，再選擇“空分交換”工作方式，按下“確認(rèn)”鍵后，使CPU工作在空分交換方式。此時，CPU接通中繼接口電路與交換網(wǎng)絡(luò)電路，即可進(jìn)行中繼通信。主叫用戶（如實驗箱一）摘機(jī)后，聽到撥號音時，先撥出中繼號碼0，然后再撥實驗箱二的被叫用戶號碼。當(dāng)被叫用戶摘機(jī)后，兩臺實驗箱兩用戶通信已建立，可進(jìn)行通話實驗。在被叫方用戶中測量相應(yīng)的中繼信號的話音信號。1VT2VT3VT4VT1VR2VR3VR4VRTXDRXDU101AT89S52U201MT8816ZJRZJT中繼出中繼入記發(fā)器J103ZJRZJTTXDRXDJ103實驗箱1實驗箱2局內(nèi)用戶交換機(jī)局外用戶交換機(jī)中繼接口中繼接口圖3-5 本地中繼接口通信連接示意圖1、觀測測試點波形：如圖3-5所示，中繼測量點說明如下： ZJR：表示入