現(xiàn)代交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、現(xiàn)代交換技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 班級(jí)：通信1303 學(xué)號(hào)：2013030904132016年6月實(shí)驗(yàn)2 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通過對用戶模塊電路PBL 387 10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。二、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

2、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），其余功能由集成模擬SLIC完成。（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 387 10集成電路。PBL 387 10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(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)

3、輸出。PBL 387 10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 387 10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)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.查找芯片PBL 387 10的詳細(xì)資料，了解其主要性能和特點(diǎn)。2.熟悉用PBL 387 10組成的用戶線接口電路。四、實(shí)驗(yàn)步驟1打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)的總電源開關(guān)，電源輸入電路加電，電源指示燈（左上角的LED發(fā)光二極管）亮；2電話A的J301接上電話單機(jī)；3. 用示波器分別觀測TP301、TP302、TP306在摘掛機(jī)時(shí)的工作電平變化，具體如下：TP301、 TP30

4、2：電話A用戶的二線模擬線上測試點(diǎn)。TP301接入PBL38710芯片的TIPX端；TP302接入PBL38710芯片RINGX端；5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖2.1 TP301,TP302 掛機(jī) 圖2.2 TP301,TP302 摘機(jī) 圖2.3 TP306摘機(jī) 圖2.4 TP306掛機(jī)TP306：電話用戶模塊用戶摘掛機(jī)工作狀態(tài)測量點(diǎn)。用戶電話摘機(jī)時(shí)，輸出低電平；用戶掛機(jī)時(shí)，輸出高電平。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 在本次實(shí)驗(yàn)中，重溫了對示波器的使用，同時(shí)通過實(shí)踐進(jìn)一步了解了用戶線接口電路的作用及向用戶話機(jī)供電、過壓保護(hù)、監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機(jī)信號(hào)等主要功能。 實(shí)驗(yàn)3 電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

5、1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)要求及測量方法。二、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)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)

6、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。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用示波器測量各測量點(diǎn)撥號(hào)音、忙音、回鈴音及鈴流控制信號(hào)的波形。四、實(shí)驗(yàn)步驟1插上電話B接口模塊，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)工作，薄膜開關(guān)選擇“人工交換”, 具體設(shè)置說明請參見實(shí)驗(yàn)5；2調(diào)整好示波器狀態(tài)，先分別測量TP07、TP08、 TP09及TP10各測量點(diǎn)的波形，了解各點(diǎn)波形的特征； 圖3.1 忙音 TP07 圖3.2 回鈴音 TP08 圖3.3撥號(hào)音TP09

7、 圖3.4 鈴流信號(hào)3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)行對比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對這些信號(hào)特征有個(gè)感性的認(rèn)識(shí)；電話A、電話B分別接上電話單機(jī)。4 摘下電話A，聽電話聽筒中傳出的聲音，即撥號(hào)音，對照測量TP303點(diǎn)波形（此時(shí)情況同TP09），記錄并畫出波形的示意圖； 圖3.5 TP303與TP09（撥號(hào)音） 5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，對照測量TP303點(diǎn)波形（此時(shí)情況同TP08），記錄并畫出波形的示意圖； 圖3.6 TP303與TP08（回鈴音）6.此時(shí)，電話B振鈴響，此信號(hào)是由TP10的信號(hào)送到電話接口電路后經(jīng)功率提升，在中央

8、控制單元的控制下，鈴流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電話B振鈴。 圖3.76 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，即忙音，對照測量TP303點(diǎn)波形（此時(shí)情況同TP07），記錄并畫出波形的示意圖； 圖3.8 TP303與TP07（忙音）五、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 回鈴音（TP08）：由U01 EPM 240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5V左右。 忙音（TP07）： 由U01 EPM240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5V左右。撥號(hào)音（TP09）：由U01 EPM 240可編程器件產(chǎn)

9、生，頻率為500Hz，幅度在5V左右。鈴流音（TP10）：由U01芯片EPM 240可編程器件產(chǎn)生的25Hz方波經(jīng)RC積分電路后形成。實(shí)驗(yàn)4 雙音多頻（DTMF）接收與檢測實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀測電話機(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)電路工作過程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(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(hào)輸出。該兩路信號(hào)經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于16種DTMF信號(hào)

10、音對的4比特二進(jìn)制碼（D1D4）。需要指出，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用一片MT8870芯片對兩路用戶電路進(jìn)行號(hào)碼檢測接入（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，一片MT8870可以最多接入檢測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)漏檢測現(xiàn)象。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1用示波器觀察并測量發(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

11、EN的測量點(diǎn)，撥號(hào)時(shí)注意其相應(yīng)允許端的電平變化。四、實(shí)驗(yàn)步驟1插上電話B接口模塊，打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作，選擇“人工交換”工作方式；2電話A、電話分別接上電話單機(jī)；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(hào)的波形；另一通道放在TP308上，即測量DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的信號(hào)波形。 圖4.1 4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TP308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)）； 圖4.25 電話B振鈴響，摘下話機(jī)（此時(shí)因沒有信息交換，只是信令的自動(dòng)交換，所以電話間不能進(jìn)

12、行通話）6 撥電話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； 圖4.3 按鍵時(shí)信號(hào)跳變7 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）； 圖4.4 兩個(gè)頻率的疊加波形 5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 了解了電話雙音多頻信號(hào)的接收和檢測方法，了解了DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器的基本結(jié)構(gòu)及原理，實(shí)驗(yàn)過程中也出現(xiàn)了一些小問題，但也在和同組人員的討論中得到了解決。 實(shí)驗(yàn)6 用戶話路PCM編譯碼實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握PCM編譯碼器在程控交換機(jī)中的作用；2熟悉單片PCM編譯碼集

13、成電路TP3057的電路組成和使用方法； 3觀測TP3057各測量點(diǎn)的工作波形。二、工作原理 電話用戶電路的模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的變換是通過PCM編譯碼器完成的。PCM（脈沖編碼調(diào)制）就是把一個(gè)時(shí)間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號(hào)變換成時(shí)間離散、取值離散的數(shù)字信號(hào)后在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣，量化和編碼。本實(shí)驗(yàn)中采用TP3057集成電路完成PCM編碼和譯碼功能。在PCM脈沖編碼調(diào)制中，話音信號(hào)先經(jīng)防混疊低通濾波器，然后進(jìn)行脈沖抽樣，變成8KHz重復(fù)頻率的抽樣信號(hào)（即離散的脈沖調(diào)幅PAM信號(hào)），然后將幅度連續(xù)的PAM信號(hào)用類似“四舍五入”辦法量化為有限個(gè)幅度取值的信號(hào)，再經(jīng)編碼后轉(zhuǎn)換成

14、二進(jìn)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(gè)量化值，因而每話路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)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(yīng)用于PCM 30/32路系統(tǒng)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(shí)序與接收時(shí)序直接受U01產(chǎn)生的脈沖信號(hào)FSX和FSR 控制。單路PCM編碼數(shù)據(jù)是在某一個(gè)確定的時(shí)序中被發(fā)送出去，而在其它時(shí)序編碼器是沒有輸出的。同樣在一個(gè)PCM 幀里，單路PCM譯碼能在某一個(gè)確定的時(shí)序里，接收8位PCM 碼。3、 實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果1. 在關(guān)電情況下，插上“電話B接口模塊”

15、，交換網(wǎng)絡(luò)接口上插上“時(shí)分MT8980”交換模塊，保管好其它模塊；2. 打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作；3. 電話A和電話B分別接上電話單機(jī)；4. 液晶選擇“時(shí)分MT8980” 交換方式，此時(shí)U01將控制時(shí)序信號(hào)和脈沖送往各個(gè)電話用戶電路（2.048Mbit/s的速率，可容納32路PCM編碼），各路TP3057芯片即運(yùn)行； 5.測量TP02、TP03、TP04、TP05的時(shí)隙。 圖6.1 TP02與TP03相差4時(shí)隙，約為16us 圖6.2 TP03與TP04相差8時(shí)隙，約為32us 圖6.3 TP04與TP05相差8時(shí)隙，約為32us6. 以上步驟的分析，電話A的1VT點(diǎn)波形

16、應(yīng)與電話B的2VR點(diǎn)波形同（模擬信號(hào)），TP304波形應(yīng)與TP405波形同（PCM編碼信號(hào)注意交換后的時(shí)隙位置發(fā)生變化）；7. 用示波器驗(yàn)證步驟6結(jié)果，注意觀測PCM編碼波形，如TP304、TP405. 圖6.4 TP304與TP405的波形實(shí)驗(yàn)11 空分交換（MT8816）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握程控交換中空分交換網(wǎng)絡(luò)交換的基本原理。二、電路原理 圖11-1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖交換網(wǎng)絡(luò)控制器由U103等器件構(gòu)成，U103中寫有模擬交換矩陣MT8816的交換控制子程序及地址接續(xù)表，根據(jù)電話用戶的呼叫情況，控制模擬交換矩陣對應(yīng)的交叉點(diǎn)閉合，即完成模擬語音信號(hào)的空分交換。圖11-1中的交換

17、矩陣交叉閉合點(diǎn)即是電話A與電話B通信的示意圖。圖中1VT、2VT、3VT、4VT分別為電話A、電話B、電話C和電話D的去話模擬語音信號(hào)；1VR、2VR、3VR、4VR分別為電話A、電話B、電話C和電話D的來話模擬語音信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用空分交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行兩部電話單機(jī)通話，對工作過程作記錄。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1在關(guān)電的情況下，插上“電話B接口模塊”，跳線K301設(shè)置為1-2相連左側(cè)；交換網(wǎng)絡(luò)接口插上“空分MT8816”交換模塊，保管好其它模塊；2打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作；3通過薄膜開關(guān)將交換工作方式設(shè)置在“空分MT8816”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；4以電話A、電話B為例，分別接上電話單機(jī)

18、；5.雙蹤示波器同時(shí)測試1VT、2VR兩點(diǎn)或2VT、1VR兩點(diǎn)，是否有波形,按鍵說話時(shí)是否有變化；6.示波器兩探頭放在1VT、2VR兩點(diǎn)上。電話A摘機(jī)，撥號(hào)49，同時(shí)觀察示波器，哪個(gè)探頭能測到波形； 圖11.1 1VT與2VR的波形 （可以看出波形一致）7 兩路電話用戶間通話。此時(shí)，按鍵或說話，同時(shí)觀察示波器，哪個(gè)探頭測到波形，波形是否一樣； 圖11.2 通話時(shí)倆波形一致8. 保持兩用戶之間通話，找出對應(yīng)的管腳。 圖11.3 經(jīng)測量32與35管腳為高電平 圖11.4 經(jīng)測量33與37管腳為高電平實(shí)驗(yàn)12 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MT898

19、0芯片的工作原理和使用方法。 二、電路原理本節(jié)時(shí)分交換是采用MT8980來實(shí)現(xiàn)的。由圖12-1可知，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是由4路數(shù)字電話用戶電路、時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)、交換控制電路、液晶顯示和供電系統(tǒng)電路等組成，構(gòu)成一個(gè)程控?cái)?shù)字交換機(jī)。圖12-1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1理解時(shí)分交換原理，利用時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行兩部電話單機(jī)通話，記錄工作過程。 四、 實(shí)驗(yàn)步驟1在關(guān)電的情況下，插上“電話B接口模塊”，確認(rèn)發(fā)送增益跳線K301、K501設(shè)置為1-2相連左側(cè)；交換網(wǎng)絡(luò)接口插上“時(shí)分MT8980”交換模塊，保管好其它模塊；2打開實(shí)驗(yàn)箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作；3通過薄膜開關(guān)將交換工作方式設(shè)置在“時(shí)分MT8980”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；4以電話A、電話B為例，分別接上電話單機(jī)；5四路數(shù)字電話用戶的PCM編碼輸出測試點(diǎn)，即時(shí)分網(wǎng)絡(luò)輸入信號(hào)；TP304：電話A的PCM編碼輸出測試點(diǎn)，同步時(shí)隙脈沖測試點(diǎn)TP02； TP404：電話B的PCM編碼輸出測試點(diǎn)，同步時(shí)隙脈沖測試點(diǎn)TP03； TP504：電話C的PCM編碼輸出測試點(diǎn)，同步時(shí)隙脈沖測試點(diǎn)TP04；TP605：電話D的PCM編碼輸出測試點(diǎn)，同步時(shí)隙脈沖測試點(diǎn)TP05；四路數(shù)字電話用戶的PCM譯碼輸入測試點(diǎn)，即時(shí)分網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)。TP305：電話A的PCM譯碼