程控交換實驗指導書匯總

1、程控交換實驗指導書物理系基礎物理實驗室編06年12月目 錄實驗一 系統(tǒng)控制模塊實驗.3實驗二用戶接口電路及2/4線變換實驗.6實驗三程控交換PCM編譯碼實驗.13實驗四信號音產(chǎn)生實驗.19實驗五 DTMF譯碼實驗.24實驗六 主叫識別(CID)實驗.29實驗七 時分交換實驗.36實驗八 PC話務監(jiān)視實驗.40實驗一 系統(tǒng)控制模塊實驗一、實驗目的1了解交換控制單元（DSP）主要功能。2了解網(wǎng)絡交換單元（FPGA）主要功能。3熟悉交換控制單元（DSP）與輸入、輸出電路的工作關系。4熟悉網(wǎng)絡交換單元（FPGA）與輸入、輸出電路的工作關系。二、實驗設備RCCKII型實驗箱一臺三、電路功能交換控制單元（

2、DSP）U2完成對交換雙方的控制、各種信號音的產(chǎn)生、數(shù)字信號的處理等功能，數(shù)據(jù)和命令通過網(wǎng)絡交換單元與各硬件進行交換。網(wǎng)絡交換單元（FPGA）U5完成信號的采集、話路交換、PC通信接口、液晶顯示控制、與各硬件接口通信。1 電話狀態(tài)的識別 圖11 用戶摘機識別原理話機摘掛機狀態(tài)的電平由MY88622芯片產(chǎn)生，輸入FPGA，再由DSP從FPGA中讀取該狀態(tài)進行相關任務的處理。 圖12 用戶摘機群處理示意圖2 信號音的發(fā)生話機所接收到的撥號音、忙音、催掛音等信號音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線

3、上。信號音是450Hz或950Hz的正弦信號，根據(jù)斷續(xù)的不同型式表示下列不同的含義：撥號音：為450Hz的連續(xù)信號。忙音：為450Hz的斷續(xù)信號。0.7S斷續(xù)，即0.35S續(xù)、0.35S斷?；剽徱簦簽?50Hz的斷續(xù)信號。5S斷續(xù)，即1S續(xù)、4S斷?？仗栆簦簽?50Hz的斷續(xù)信號。0.2S斷續(xù)，即0.1S續(xù)、0.1S斷。催掛音：為950Hz的連續(xù)音頻信號。3 號碼識別用戶話機號碼的識別即DTMF譯碼由DSP用軟件來完成。用戶輸入的DTMF信號經(jīng)過TLC549（8位串行A/D）模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過FPGA送給DSP芯片來處理。4 話路交換用戶間的話音通過TP3057進行PCM編碼送給FPGA,由FPG

4、A進行PCM數(shù)據(jù)的交換，而交換方式和交換線路的命令由DSP送給FPGA。5 液晶控制液晶控制由FPGA來完成，DSP產(chǎn)生顯示的數(shù)據(jù)，具體操作細節(jié)和流程參看二次開發(fā)手相關冊。6 PC通信接口PC機串口是異步串口，DSP是同步串口需要做轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)中用FPGA來模擬異步串口通信時序。上位機軟件發(fā)送的數(shù)據(jù)通過FPGA送給DSP進行處理，下位機的數(shù)據(jù)由DSP產(chǎn)生經(jīng)由FPGA送給串口。7 鍵盤輸入薄膜開關輸入電路的掃描輸入信號有6個：返回、確認、上 、下、左、右。鍵盤的掃描由FPGA來完成。四、實驗內(nèi)容1根據(jù)課本熟悉程控交換的流程和對應的模塊。2了解系統(tǒng)的程序規(guī)劃實驗二用戶接口電路及2/4線變換實驗一、

5、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(xiàn)方法。2通過對用戶線接口電路芯片MY88622的學習與實驗，進一步加深對BORST功能的理解。3熟悉用戶模塊電路的電路組成及工作原理。4掌握用戶線接口電路對用戶狀態(tài)改變的識別原理。二、實驗設備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、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）。任何交換機都具有用戶線接口電路。根據(jù)用戶電話機的不同類型，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

6、現(xiàn)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。在實際中，基于實現(xiàn)和應用上的考慮，通常將BORSHCT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），其余功能由集成模擬SLIC完成。在布控交換機中，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，而在程控交換機中，由于交換網(wǎng)絡處理的是數(shù)字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務就由用戶線接口電路來承擔完成，再加上其它一些要求

7、，程控交換機中的用戶線接口電路一般要具有B（饋電），R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）、O（過壓保護）七項功能。圖2-1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-Battery feeling）向用戶話機送直流電流。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（OOvervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。（3）振鈴控制（RRinging Control）向用戶話機饋送鈴流，通常為25Hz/90Vrms圖2-1 用戶線接口功能框圖正

8、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(wǎng)絡和交換網(wǎng)絡。（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)稱為CODEC。相應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。（6）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”。（7）測

9、試（TTest）對用戶電路進行測試。振鈴繼電器鈴流發(fā)生器饋電電源模擬用戶線過壓保護電路測試開關饋電電路混合電路編碼器解碼器低通平衡網(wǎng)絡低通發(fā)送碼流接收碼流(編碼信號)b測試總線振鈴控制信號用戶線狀態(tài)信號在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是MY88622。MY88622是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機恒流饋電、用戶端口或局用端口三元件阻抗、用戶摘機后自行截除鈴流、摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的檢測、無變壓器語音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換、外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出、環(huán)路饋電中斷。MY88622用戶電路的雙向傳輸衰耗均為1dB，供電電源為+ 5 V和5 V，MY88622還將輸入的鈴流

10、信號放大以達到電話振鈴工作的要求，即達到+75V的有效值。其各項性能指標符合郵電部制定的有關標準1、該電路的特點：無變壓器2/4 線轉(zhuǎn)換用戶環(huán)路恒流饋電用戶端口或局用端口三元件阻抗摘掛機及撥號脈沖檢測鈴流繼電器驅(qū)動環(huán)路饋電中斷鈴流自動截斷2、主要技術指標：對地不平衡度數(shù) 典型60dB(300Hz3400Hz)阻抗特性 A 型為200+560*0.1uFAB 型為200+680*0.1uFC 型為6002 線回損失 30dB衡重噪音 典型值 -75dB傳輸損耗 A、B 端至VX 端為 -1dBVR 端至A、B 端為 -1dB饋電功耗 在正常工作時僅為1W，靜態(tài)時約為50mW正常工作環(huán)阻值 1.8

11、K5K3MY88622 外形尺寸圖4.引腳說明:引腳號 名 稱 說 明1 TF 內(nèi)部連接,外部不用2 LPGND 環(huán)路地及系統(tǒng)相對于Vbat 的地,通常與GNDA 連接3 VR話音接受端(輸入),使4 線模擬信號傳入SLIC4 LED 環(huán)路狀態(tài)LED 顯示,低電平有效5 VEE負電源端(-5V)6 GNDA模擬地(0V)7 NC 外部懸空8 Vx 話音發(fā)送端(輸出),使4 線模擬信號傳出SLIC9 TIP 連接電話線T 端10 RING 連接電話線R 端11 RF 鈴流回路端,與鈴流繼電器連接12 VCC 正電源端(+5V)13 RC 鈴流繼電器控制端(輸入),高電平有效14 RD 鈴流繼電器

12、驅(qū)動端,下拉方式工作15 NC 內(nèi)部連接,外部不用16 RGND 鈴流繼電器地,與GNDA 連接17 NC 外部懸空18 Vbat 環(huán)路饋電電源(-48V)19 NC 內(nèi)部連接,外部不用20 SHK 摘機檢測(輸出),高電平有效5用戶線接口電路主要功能圖4-2是MY88622內(nèi)部電路方框圖。圖2-3是用戶線接口電路電原理圖。圖22 MY88622功能框圖1）向用戶話機供電，MY88622可對用戶話機提供恒流饋電，饋電電流由VBAT以及VDD供給。當環(huán)路電阻為2K時，饋電電流為18 mA。具體如下： A、供電電源VBAT采用-24V； B、在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源通過繼電器靜

13、合接點至話機； C、在振鈴時，-24V電源通過振鈴支路經(jīng)繼電器動合接點至話機； D、用戶掛機時，話機叉簧下壓，饋電回路斷開，回路無電流流過；圖23 MY88622 數(shù)字程控交換機用戶接口電路應用接線圖 E、用戶摘機后，話機叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時接通振鈴支路）回路。 2）MY88622內(nèi)部具有過壓保護的功能，可以抵抗保護TIPRING端口間的瞬時高壓，如結合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可抵抗保護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，

14、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端口向被叫用戶饋送鈴流。當控制端 (RC端) 輸入低電平或被叫用戶摘機都可截除鈴流。用戶電路內(nèi)部提供一振鈴繼電器感應電壓抑制箝位二極管。4）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號，具體如下： A、用戶掛機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向控制系統(tǒng)表示用戶“閑”；LED輸出0，發(fā)光管滅。 B、用戶摘機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出高電平，以向控制系統(tǒng)表示用戶“忙”；LED輸出1，發(fā)光管亮。 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

15、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TIPRING端口間傳輸?shù)恼Z音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘枮槭瞻l(fā)分開的不平衡語音信號。MY88622可以進行TIPRING端口與四線VR端和VX端間語音信號的雙向傳輸和2 / 4線混合轉(zhuǎn)換。6）MY88622可以提供用戶線短路保護：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）MY88622提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為40dB。8）MY88622的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。四、實驗內(nèi)容 1.了解用戶模塊MY88622的主要性能與特

16、點。2.熟悉用MY88622組成的用戶線接口電路。3.連接上電話機，用示波器分別觀測MY88622的20腳在摘掛機時的工作電平，摘機時，測試TF15（MY88622四線輸入）的信號；撥號，測試TF11（MY88622四線輸出）信號。五、實驗步驟1將一部電話機接入用戶接口模塊一。2打開系統(tǒng)主電源開關，觀察系統(tǒng)上電狀態(tài)。3保持電話機處于持機狀態(tài)，用示波器波觀察MY88622第20腳的電平狀態(tài)及發(fā)光二極管D15的狀態(tài)。4電話摘機，繼續(xù)觀察第20腳的了信號電平狀態(tài)及發(fā)光二極管的狀態(tài)。5電話掛機，用示波器觀察TF15和TF11的波形。6電話摘機，用示波器觀察TF15和TF11的波形。7電話撥號，用示波器

17、觀察TF15和TF11的波形。五、實驗注意事項1MY88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統(tǒng)上電后摘掛機，如果二極管不發(fā)光，請確認連接正確，檢查接口是否有接觸不良的現(xiàn)象。實驗三 程控交換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PCM相關各測量點的工作波形。二、實驗設備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，RCCKII型實驗箱一臺一、 電路組成和原理 圖31 數(shù)字通信示意框圖 量化是將樣值幅度取值連續(xù)的模擬信號變成樣值幅度取值離散的數(shù)字信號。即是將信號的幅度取值限制在有限個離散值上。

18、只要信號的幅值落在某一個量化級內(nèi)的中間值或起始值來代表信號的量化值。信號的量化方法通常有兩種：（1）均勻量化 （1）非均勻量化。非均勻量化的量化間隔是不相等的，大信號區(qū)的量化間隔大，小信號區(qū)的量化間隔小，即量化間隔V是不固定的。如何實現(xiàn)非均勻量化？一種辦法是：在對信號進行編碼之前，先對小信號進行高增益的放大，對大信號則使增益很，甚至沒有增益，然后再進行均勻量化及編碼。完成這一任務的部件稱壓縮器，它的輸入輸出特性稱為壓縮特性。接收端恰要與此相反，對解碼后的信號經(jīng)過擴張器，使信號還原成原值。目前在國際上廣泛采用的只有兩種：A律和u律。A律壓擴特性是根據(jù)非均勻量化的概念推導出來的，它是一個種對數(shù)壓擴

19、特性，分為兩段。其輸出y與輸入x的關系為： y=A/(1+lnA)x (0x(1/A) y=(1+lnAx)/(1+lnA) (1/Ax1) 圖32 A率壓擴特性13折線示意圖其中常數(shù)A為壓縮系數(shù)，表示壓縮的程度。A值不同，壓擴特性也就不同，如圖所示。A=1，y=x，為一條直線，表示不無壓縮，即為均勻量化懷情況。A值走越大，在小信號處的斜率越大，對提高小信號的信噪比越有得。目前各廠家多采用A=87.6的壓擴特性。 圖33 A率壓擴特性示意圖u律壓擴特性是根據(jù)三極管的特性而演變的，它也是一種對數(shù)壓擴特性。其輸出y和輸入x的關系式為：y=ln(1+u|x|)/ln(1+u) (0x1)u為壓縮系數(shù)

20、，當u=0時，相當無壓縮。u越大則壓縮效果越明顯。早期用u=100,現(xiàn)在采用u=255。A律和u律的性能基本相似，各有優(yōu)缺點。u律最早是由美國提出，在北美和日本被采用。A律后來由歐洲提出，在歐洲和中國被采用。它們是CCITT建議共存的兩個標準，但在國際通路均采用A律。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行說明。圖3-1就是一路的PCM編譯碼電原理框圖。 SLIC電路PCM編譯碼數(shù)字程控交換網(wǎng)絡圖34 PCM編譯碼電原理框圖PCM編譯碼電路本系統(tǒng)使用TP3057來完成。FSXBCLKXDX8KHz幀同步信號輸入2.048MHz時鐘輸入PCM數(shù)字信號輸出DRPCM數(shù)字信號輸

21、入 圖35 PCM編譯碼數(shù)字信號波形圖1、 該電路特點發(fā)送高通低通濾波器。接收低通濾波器。RC噪聲濾波器。A率編碼解碼。 2、技術指標內(nèi)部基準源，內(nèi)部自零電路。串行I/O接口。5V工作電壓。D3/D4和CCITT標準。低功耗50MW，自動休眠功能，休眠模式時功耗3MW。兼容TTL和CMOS邏輯電平。 3、芯片介紹引腳 名稱 說明 1 VBB -5V供電引腳2 GNDA 模擬地3 VFR0 模擬輸出端4 VCC 5V供電引腳 5 FSR 接收幀同步6 DR 接收數(shù)據(jù)輸入7 BCLKR 接收位時鐘 8 MCLKR 接收主時鐘9 MCLKX 發(fā)送主時鐘 圖36 TP3057封裝圖10 BCLKX 發(fā)

22、送位時鐘11 DX 發(fā)送數(shù)據(jù)輸12 FSX 發(fā)送幀同步引腳 名稱 說明13 /TSX 輸出使能 14 GSX 輸出增益端15 VFXI- 反相輸入端16 VFXI 同相輸入端 4、內(nèi)部結構 圖37 典型應用電路圖圖3-7是TP3057的應用電路圖，圖3-8是它的內(nèi)部結構圖。從兩圖中我們可以看到，信號由輸入端輸入，經(jīng)放大以后經(jīng)由RC噪聲濾波，帶通濾波送給編碼部分。編碼部分由S/H DAC、比較器、A/D控制電路、自歸零電路和反饋組成，編碼的數(shù)據(jù)送給發(fā)送寄存器保存，發(fā)送幀同步信號到來后就由DX端輸出。輸入的PCM數(shù)據(jù)由DR端輸入，幀同步信號到來后，送給S/H DAC進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由帶通濾波器、R

23、C噪聲濾波和音頻放大后由VFR0端輸出。 圖38 TP3057內(nèi)部結構圖四、實驗內(nèi)容1熟悉A率編解碼的原理。2了解PCM信號的實現(xiàn)方法。3觀測PCM信號，加深對PCM信號的理解。五、實驗步驟測量TF11、TF15、TF16、TF17、FSAT、FSAR及BS的各點波形。1將兩部電話機與實驗箱用戶一、用戶三接口連接，系統(tǒng)上電。2將用戶一與用戶三按正常呼叫接通，建立正常通話后，通過話機輸入語音信號或雙音多頻信號。在各收發(fā)測量點進行觀察測量。3各測量點波形說明如下：TF17：用戶一PCM數(shù)字信號輸出TF11：用戶一PCM 模擬話音信號輸入TF15：用戶一PCM模擬話音信號輸出TF16：用戶一PCM

24、數(shù)字信號輸入FSAT：用戶一輸出幀同步信號FSAR：用戶一輸入幀同步信號BS：2.048M時鐘信號，四用戶共用 4用雙通道觀察輸入幀同步信號與時鐘信號，觀察輸入幀同步信號與輸出幀同步信號。六、實驗注意事項 PCM編譯碼電路中，在沒有建立通話時，PCM編譯碼電路是沒有有輸出的，此時只能測量到輸出幀同步時鐘和2.048M時鐘。實驗四信號音產(chǎn)生實驗一、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作過程。 2熟悉這些信號音和鈴流信號的技術要求。二、實驗設備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、電路工作過程在用戶話機與交換機之間的用戶線上，要沿兩個方向

25、傳遞語言信息。但是，為了實現(xiàn)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。 圖41 本實驗系統(tǒng)傳送信號流程圖由此可見，一個完整電話通信系統(tǒng)，除了交換系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)外，還應有信令系統(tǒng)。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

26、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450Hz或950Hz的正弦信號，例如：撥號音：（Dial tone）連續(xù)發(fā)送的450Hz正弦信號?；剽徱簦海‥cho tone）1秒送，4秒斷的5秒斷續(xù)的450Hz正弦信號。忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷續(xù)的450Hz正弦信號。空號音：為450Hz的斷續(xù)信號。0.2S斷續(xù)，即0.1S續(xù)、0.1S斷。 催掛音：950Hz，連續(xù)發(fā)送響度較大的信號與撥號音有明顯區(qū)別。B振鈴信號（鈴流）：一般采用頻率為25Hz，幅度為90V15V的交流電壓，以1秒送，4秒斷的5秒

27、斷續(xù)方式發(fā)送。 C撥號音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線上。頻率為450Hz，幅度在1V左右。測量點為TF15。 D回鈴音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線上。為1秒通、4秒斷的重復周期為5秒的450Hz的正弦信號。測量為TF15。E忙音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線上。為0.35

28、秒通，0.35秒斷的重復周期為0.7S 的450Hz的正弦信號，測量點為TF15。F空號音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線上。為0.1秒通，0.1秒斷的重復周期為0.2S 的450Hz的正弦信號，測量點為TF15。G催掛音由DSP生成相關的數(shù)字信號，通過FPGA送給D/A芯片進行D/A轉(zhuǎn)換輸出模擬信號到MY88622輸入端，由MY88622將信號音饋到電話線上。為頻率為950Hz的連續(xù)正弦信號，連續(xù)發(fā)送響度較大，與撥號音有明顯區(qū)別，測量點為TF15。H鈴流信號是鈴流發(fā)生器產(chǎn)生的25Hz方波

29、經(jīng)放大電路放大，逆變后形成。鈴流信號送入振鈴繼電器后，需要MY88622來驅(qū)動，向用戶送出鈴流，完成振鈴，它的測量點為TF21。圖4-2為它們各信號音工作波形圖。圖4-2 各信號音工作波形圖 上圖的各種信號音是由DSP產(chǎn)生數(shù)字音頻信號，然后通過FPGA給1446進行D/A轉(zhuǎn)換得到模擬信號的。1446是一款低功耗，雙通道的12位D/A轉(zhuǎn)換器，其結構框圖如下圖： 圖43 1446芯片結構框圖四、實驗內(nèi)容1 用萬用表測量各測量點撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的電壓。2 用示波器測量各測量點撥撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的波形。3 各測量點說明如下：TF15：

30、信號音TF21：鈴流信號音信號五、實驗步驟1將一部電話機接入用戶接口模塊一。2打開系統(tǒng)主電源開關，觀察系統(tǒng)上電狀態(tài)。3將鈴流開關關閉。4在電話摘機的同時，用示波器觀察TF15點的波形，記錄下?lián)芴栆舻牟ㄐ渭邦l率。5在不按鍵及不更改系統(tǒng)參數(shù)的情況下，20秒后，TF15出現(xiàn)忙音，記錄下忙音的波形及頻率。6繼續(xù)20秒后，TF15出現(xiàn)催掛音，記錄下催掛音的波形及頻率。7將電話掛機。8將電話摘機，鍵入非本系統(tǒng)電話號碼，如333等，用示波器測量TF15的波形，記錄下空號音的波形及頻率。9將電話掛機，打開鈴流開關，觀察鈴流狀態(tài)指示燈D202的狀態(tài)及閃爍情況，用萬用表交流電壓檔測量TF21的電壓值。10用示波器

31、觀察TF21的波形及頻率。11關閉鈴流開關，關閉系統(tǒng)電源，整理實驗記錄及實驗設備。六、實驗注意事項 在測量25Hz的鈴流信號發(fā)生器輸出的波形時，一定要注意萬用表的量程和示波器的電壓量程檔，以防止損壞儀器和其它電子器件。實驗五 DTMF譯碼實驗一、實驗目的 1了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2熟悉該電路的組成及工作過程。3觀測電話機發(fā)送的DTMF信號波形。4觀測DTMF信號的接收工作波形。二、實驗設備20M通用示波器一臺，RCCKII型實驗箱一臺，話機兩部三、實驗電路工作過程按鍵話機所發(fā)出的選擇信號是采用編碼方式傳送，用一組按鍵代替撥號盤，每個話機共有8個頻率，分成高頻

32、組和低頻組。其對應關系如下圖： 圖51 按鍵號碼與頻率的關系按鍵號碼是兩個四中取一的雙頻編碼方式，即每個按鍵按下時，發(fā)出兩個頻率，一個是高頻組中的四中取一，另一個則是低頻組中的四中取一。DTMF譯碼有硬件譯碼和軟件譯碼兩種。硬件譯碼過程如下：DTMF接收器先經(jīng)高、低群帶通濾器進行fL / fH區(qū)分，然后過零 Goertzel算法介紹 Goertzel算法的仿真 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(jīng)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）。軟件譯碼過程如上：A/D采樣輸入信號，對輸入信號進行數(shù)字信號處理，主要算法包括： 雙音

33、頻率信息獲取算法：Goertzel算法 判決方法 信號強度大于THR-SIG 雙音信號（行、列）功率差：THR-TWIREVTHR-TWISTD 比鄰近雙音信號強度大THR-ROWREL，THR-COLREL 二次諧波強度小于THR-ROW2nd，THR-COL2nd電路框圖：信號輸入A/D轉(zhuǎn)換電路FPGA緩存DSP軟件DTMF譯碼 圖52 DTMF譯碼電路框圖A/D轉(zhuǎn)換芯片采用的是TI的TLC549芯片， TLC549是美國德州儀器公司生產(chǎn)的8位 圖53 TLC549原理框圖串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，可與通用微處理器、控制器通過I/O CLOCK、CS、DATA OUT三條口線進行串行接口。具有

34、4MHz片內(nèi)系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路，轉(zhuǎn)換時間最長17s，TLC548允許的最高轉(zhuǎn)換速率為45 500次/s，TLC549為40 000次/s?？偸д{(diào)誤差最大為0.5LSB，典型功耗值為6mW。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉(zhuǎn)換范圍，VREF-接地，VREF+VREF-1V，可用于較小信號的采樣。TLC549均有片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，該時鐘與I/O CLOCK是獨立工作的，無須特殊的速度或相位匹配。其工作時序如圖54所示。 當CS為高時，數(shù)據(jù)輸出(DATA OUT)端處于高阻狀態(tài)，此時I/O CLOCK不起作用。這種CS控制作用允許在同時使用多片TLC549時，共享I/O CLO

35、CK，以減少多路(片)A/D并用時的I/O控制端口。一組通常的控制時序為： (1)將CS置低。內(nèi)部電路在測得CS下降沿后，再等待兩個內(nèi)部時鐘上升沿和一個下降沿后，然后確認這一變化，最后自動將前一次轉(zhuǎn)換結果的最高位(D7)位輸出到DATA OUT端上。 (2) 前四個I/O CLOCK周期的下降沿依次移出第2、3、4和第5個位(D6、D5、D4、D3)，片上采樣保持電路在第4個I/O CLOCK下降沿開始采樣模擬輸入。 (3)接下來的3個I/O CLOCK周期的下降沿移出第6、7、8(D2、D1、D0)個轉(zhuǎn)換位， (4)最后，片上采樣保持電路在第8個I/O CLOCK周期的下降沿將移出第6、7、

36、8(D2、D1、D0)個轉(zhuǎn)換位。保持功能將持續(xù)4個內(nèi)部時鐘周期，然后開始進行32個內(nèi)部時鐘周期的A/D轉(zhuǎn)換。第8個I/O CLOCK后，CS必須為高，或I/O CLOCK保持低電平，這種狀態(tài)需要維持36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期以等待保持和轉(zhuǎn)換工作的完成。如果CS為低時I/O CLOCK上出現(xiàn)一個有效干擾脈沖，則微處理器/控制器將與器件的I/O時序失去同步；若CS為高時出現(xiàn)一次有效低電平，則將使引腳重新初始化，從而脫離原轉(zhuǎn)換過程。在36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期結束之前，實施步驟(1)(4)，可重新啟動一次新的A/D轉(zhuǎn)換，與此同時，正在進行的轉(zhuǎn)換終止，此時的輸出是前一次的轉(zhuǎn)換結果而不是正在進行的轉(zhuǎn)換結果。若要

37、在特定的時刻采樣仿真信號，應使第8個I/O CLOCK時鐘的下降沿與該時刻對應，因為芯片雖在第4個I/O CLOCK時鐘下降沿開始采樣，卻在第8個I/O CLOCK的下降沿開始保存。 圖54 TLC549時序圖四、實驗內(nèi)容1熟悉DTMF信號的特性。2了解DTMF信號軟件譯碼的算法和流程。3體會DSP實現(xiàn)DTMF信號的軟件譯碼。五、實驗步驟 1將兩部電話接到用戶一和用戶三模塊接口，系統(tǒng)上電。 2示波器觀測TF11觀測點，將用戶一摘機，聽到到撥號音后開始撥打號碼，即按電話單機上的任意鍵，觀察整個過程波形的變化進行分析。3將用戶一摘機，聽到撥號音后撥打號碼，若聽到撥號音消失，即譯碼成功。4用戶一掛機

38、，用實驗箱上的左右鍵選擇到交換界面，按下確認鍵，看到液晶第一行反顯，再按下選擇譯碼檢測，按確認鍵，此時進入譯碼檢測的觀測狀態(tài)。5用戶一摘機，可以觀察到液晶進入譯碼檢測畫面，用電話撥號，觀測液晶顯示的波形和示波器顯示的是否一致，撥打幾個號碼，體會DTMF波形和譯碼的結果。6用戶一掛機。按取消鍵，再按左鍵恢復正常狀態(tài)。7打開鈴流開關，將用戶一摘機，撥打用戶三的號碼，體會DTMF軟譯碼的實際效果。六、實驗注意事項 液晶觀測譯碼只有用戶一有效，其他用戶無效。檢測畫面只有當用戶一摘機的時候才開啟。由于DTMF采樣頻率為8K，每個周期的點很少，圖像看起來比較小，松散。實驗六 主叫識別(CID)實驗一、實驗

39、目的1掌握CID功能的原理。2了解CID功能實現(xiàn)的過程。二、實驗設備20M通用示波器一臺，RCCKII型實驗箱一臺，話機兩部，可顯電話一部三、電路組成和原理 1CID功能介紹 主叫識別信息傳送及顯示CID 業(yè)務是向被電話用戶提供的一種新的服務項目是指在被叫用戶終端設備上顯示主叫號碼主叫用戶姓名呼叫日期時間等主叫識別信息并進行存儲以供用戶查閱的一種服務項目。實現(xiàn)CID 的基本方法是發(fā)端交換機將主叫號碼等通過局間信令系統(tǒng)(例如 NO.7 信令系統(tǒng))傳送給終端交換機終端交換機將主叫識別信息以移頻鍵控FSK 的方式送給被叫用戶終端設備如圖61所示圖61 CID傳送方法示意圖終端交換機將主叫識別信息送給

40、被叫用戶終端設備在下述兩種狀態(tài)下進行一種是用戶終端掛機狀態(tài)另一種是用戶終端通話狀態(tài)。掛機狀態(tài)下的傳送方法是終端交換機將主叫識別信息在第一次振鈴和第二次振鈴間隔期間送給被叫用戶終端設備。通話狀態(tài)下的傳送方法是指具有CD 功能的用戶乙已經(jīng)與用戶甲處在通話狀態(tài)下又有第三方面用戶丙呼叫用戶乙時在用戶乙終端設備上顯示用戶丙的識別信息在此狀態(tài)下的CID業(yè)務必須以呼叫等待call waiting 業(yè)務為前提。2數(shù)據(jù)格式主叫識別數(shù)據(jù)格式有兩種；單數(shù)據(jù)消息格式（SDMF）和復合數(shù)據(jù)消息格式（MDMF）。前者的結構簡單，可容納的信息內(nèi)容較少，如：呼叫序號、呼叫建立日期和時間及主叫號碼；后者的結構比較復雜，可容納的

41、信息長度較長，除單數(shù)據(jù)格式內(nèi)容以外還可傳主叫用戶的姓名等。 圖62 單數(shù)據(jù)和復合數(shù)據(jù)消息幀格式（1）單數(shù)據(jù)消息格式單數(shù)據(jù)消息格式由消息頭和消息體組成，消息頭由消息類型和消息長度組成，它們均為8bit。消息類型的值用來識別消息的特征。消息長度指明后面所跟的消息字的長度。消息體包括交換機需傳給終端用戶的消息，消息體可容納1255個8bit的消息字。每個字用8bit不帶校驗位的8位編碼字符集表示。（2）復合數(shù)據(jù)消息格式與單數(shù)據(jù)格式一樣，復合數(shù)據(jù)消息格式由消息體組成。不同的是，復合數(shù)據(jù)的消息體由一個或多個小的消息（稱為參數(shù)消息0組成，參數(shù)消息同樣具有參數(shù)頭和參數(shù)體。參數(shù)頭包括參數(shù)類型和參數(shù)長度，它們均

42、為8bit。參數(shù)類型值用來識別后續(xù)參數(shù)字。參數(shù)長度指明參數(shù)體中參數(shù)字的數(shù)目。復合數(shù)據(jù)消息格式允許不同特征產(chǎn)生的不同消息在同一個幀中傳送。（3）消息幀格式一個完整消息幀由信道占用信號和標志信號、數(shù)據(jù)信息和校驗字組成。信道占用信號和標志信號的目的是提示電話終端準備接收數(shù)據(jù)。校驗字是用作差錯檢查。信道占用信號：由一組300個連續(xù)的“0”和“1”交替的位組成，其第一個比特為“0”，最后一個比特為“1”。在通話狀態(tài)下，信道占用信號不發(fā)送。標志信號：由180個（在掛機狀態(tài)下）或80個（在通話狀態(tài)下）標志位（邏輯“1”）組成。標志位；由010個邏輯“1”組成。每個數(shù)據(jù)字之前先行一位“0”作為起始位，在最后加

43、一位“1”作為結束位。每個數(shù)據(jù)字的最低位先發(fā)送。這樣，實際每個字占10bit，即1XXXXXXXX0。數(shù)據(jù)傳送時，信道占用信號發(fā)送后接收標志信號。數(shù)據(jù)信號必須連續(xù)傳送，若需要，標志位應加在如下位之間：a）消息類型字與消息長度字之間。b）消息長度字與第一個參數(shù)字或消息字之間。c）參數(shù)類型字與相應的參數(shù)長度之間。d）參數(shù)長度字與第一個參數(shù)之間。e）最后一個參數(shù)字與下一個參數(shù)類型字之間。f）最后一個參數(shù)字或消息字與校驗字之間。（4）數(shù)據(jù)定義a.消息類型字消息類型字的值（16進制數(shù)表示）從00FF可定義256種不同特征的消息，見表61。 表61 消息類型定義值含義數(shù)據(jù)消息類型00000100主叫號碼傳

44、送信息單數(shù)據(jù)格式10000000呼叫建立復合數(shù)據(jù)格式其他備用備用b.消息長度字消息長度字為消息體中消息字的數(shù)目。用16進制數(shù)表示，值從00FF。c.參數(shù)類型字參數(shù)類型字的值（16進制表示）從00FF可定義256種不同特征的參數(shù)，見表62。 表62 參數(shù)類型定義值含義00000001呼叫時間 00000010主叫號碼00000100無主叫號碼00000111主叫姓名00001000無主叫姓名其它備用d.參數(shù)長度字參數(shù)長度字為參數(shù)體中參數(shù)字的數(shù)目。用16進制數(shù)表示，值從00FF。e.消息字和參數(shù)字單數(shù)據(jù)消息格式消息字有以下各項：日期、時間（月、日、時、分）用ASCII字符表示，共8個字節(jié)；主叫號碼

45、（如果允許顯示）用ASCII字符表示；如果不允許顯示主叫號碼，將傳送字符“P”；當終端交換機無法得到主叫號碼時，將傳送字符“O”。單數(shù)據(jù)消息格式消息按消息類型（如：04H）、消息長度、消息字、月、日、時、分、主叫號碼（“O”或“P”）順序排列組成。復合數(shù)據(jù)消息格式參數(shù)字有以下各項：日期、時間（月、日、時、分）用ASCII字符表示，共8個字符；主叫叫碼用ASCII字符表示；無主叫號碼用字符“P”或“O”表示；主叫姓名用ASCII字符表示。無主叫姓名用ASCII字符表示，用字符“P”或“O”表示。（5）差錯檢查發(fā)送器按一定的算法計算出消息的校驗字并附加到消息后面。接收器在收到消息幀后重新計算出校驗

46、字并與收到的校驗字相比較。若兩值相同則消息正確收到。校驗字的算法是將消息數(shù)據(jù)（即單數(shù)據(jù)格式的消息類型字，消息長度字和消息數(shù)據(jù)字；復合數(shù)據(jù)格式的消息類型字，消息長度字，所有的參數(shù)類型字，所有的參數(shù)長度字和所有的參數(shù)數(shù)據(jù)字）按256模求和取補來得到校驗字。3主叫識別信息數(shù)據(jù)傳送協(xié)議在一次呼叫中若被叫用戶申請了CID 業(yè)務則終端交換機向該被叫用戶傳送主叫識別信息數(shù)據(jù)傳送時序如圖63 所示圖63 主叫識別信息數(shù)據(jù)傳送的時序符號 時間值 含義A 鈴流B 0.51.5s 第一次振鈴結束與數(shù)據(jù)傳送開始之間的時間間隔C 2.9s 傳送數(shù)據(jù)的時間包括信道占用信號和標志信號D 200ms 數(shù)據(jù)傳送結束與第二次振鈴

47、開始之間的時間隔E 1s 鈴流B+C+D 應3.6s 各時段可根據(jù)具體情況定在數(shù)據(jù)傳送前或過程中,如果用戶摘機,則傳送停止且呼叫處理正常進行。4交換機端的物理層數(shù)據(jù)傳送電參數(shù)FSK 數(shù)據(jù)要求調(diào)制方式 相位連續(xù)二進制移頻邏輯1 1200Hz1%邏輯0 2200Hz1%載波電平標準 標準600測試終端的環(huán)路入口電平為-13.51.5dBm載波純度信號 2004000Hz傳輸速率 1200bit/s1%數(shù)據(jù)傳送方式二進制異步串行方式源內(nèi)阻及縱向平衡度應符合話音傳達的要求。5功能實現(xiàn)采用FSK調(diào)制方式的主要優(yōu)點是：無需載波恢復，大大降低了系統(tǒng)復雜度。對幅度的非線性抗干擾能力強。因為FSK信號為恒包絡信

48、號，其信息完全包含在信號的過零點上，所以比起AM信號，其對幅度非線性抗干擾能力要強。調(diào)制解調(diào)易用軟硬件實現(xiàn)，簡單易懂。其最大的缺點就是頻率利用率低。因為電話的頻帶范圍為3003400Hz，因此利用FSK調(diào)制方式僅適用于中低速通信。調(diào)制就是把數(shù)字信號變成適合于信道傳輸?shù)恼也?。在此利用查表法來產(chǎn)生正弦波。TMS320C5402中包含一個N=256點的Q15正弦表，但是系統(tǒng)的DA是單極性的，因此為了提高效率自己產(chǎn)生一個無符號的256點正弦表。相位i在0,2上均勻分布：i=2i/N i0,N-1。假設SinAddr為正弦表首地址，則sin(i)的地址是SinAddr+i。調(diào)制信號可表示為：x(t)=

49、Asin(2Ft)=Asin（t）,F=F0,F1。設Te為抽樣間隔，則當t=nTe時，（nTe)=n=2FnTe=n-1+2FTen=(n-1+F)MOD2F=2FTe （由仙農(nóng)定理知：1/Te2F）在程序中，n以16位無符號整數(shù)Inc表示：Inc=215(n/)。例如，當n=0時，In=0；當n=時，In=215；當n=2時，In=216，超出了表示范圍，變成0,這樣便起到了取模的作用。由In確定i方法為：i=Inc/（216/N），其中216/N為正弦表相鄰兩點的相位差值，相應的I=(215F)/(216FT)。假設絕對幅度誤差為dx，則AsinF2dxAsin(2/N)2dxA2/NA

50、/dx這就是對正弦表大小的要求。反過來，如果給定N，則對信號幅度提出了限定。對于國內(nèi)CID標準，比特率為1200bps，而系統(tǒng)DA采樣率為9600Hz，每個比特的采樣點數(shù)為9600/1200=8，為整數(shù)。按照這種處理辦法，當發(fā)送比特1時，I=216F1Te=2161200/9600=8192；當發(fā)送比特0時，I=216F0Te=2162200/9600=15018。四、實驗內(nèi)容1熟悉來電顯示的標準。2了解來電顯示的實現(xiàn)方法。五、實驗步驟1將四個話機與實驗箱用戶接口連接，系統(tǒng)上電。2用戶一撥叫用戶三的號碼，觀察TF18在鈴流過后的波形。3將用戶三的電話和實驗箱之間接上來電顯示盒，來電顯示盒的TO LINE端接實驗箱用戶三模塊接口，TO PHONE端接電話。4其用戶一呼叫用戶三，觀察來電顯示盒顯示的數(shù)據(jù)，觀察TF18的波形。5用其他用戶呼叫用戶三，觀察來電顯示盒顯示的數(shù)據(jù)，觀察TF18的波形。六、實驗注意事項 來電顯示盒需要2節(jié)7號電池供電，若無顯示先檢查電池是否安裝，電池是否有電。來電顯示盒重新安裝電池后，日期1月1日，接收到來電顯示后顯示為系統(tǒng)默認的固定時間。實驗七 時分交換實驗一、實驗目的1掌握時分交換的原理。2熟悉程控數(shù)字交換網(wǎng)絡的構成、原理和實現(xiàn)方法。二、實驗設備電話四部，RCCKII型實驗箱一臺三、實驗電路和