现代交换技术硬交换试验说明书讲解

1、天津城建大学实验 2 电话用户接口模块实验、实验目的BORST功能的理1全面了解用户线接口电路功能（ BORS）T 的作用及其实现方法； 2通过对用户模块电路 PBL 387 10 电路的学习与实验，进一步加深对 解。二、电路工作原理（一）基础原理介绍用户电路也可称为用户线接口电路（ Subscriber Line Interface Circuit SLIC）。任何交换机都具有用户线接口电路。 根据用户电话机的不同类型， 用户线接口电路 （ SLIC） 分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、 铃流和外界干扰等高压大 电流的冲击，过去都

2、是采用晶体管、变压器（或混合线圈） 、继电器等分立元件构成。在 实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHC功T 能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODE）C，其余功能由集成模拟 SLIC 完成。在程控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一 般是 -60V，用户的馈电电流一般是 20mA 30mA，铃流是 25Hz,90V 左右，而在程控交换机 中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃 等任务就由用户线接口电路来承担完成，再加上其它一些要求，程控交换机中的用户线接 口电路一般要具有馈

3、电（ B），振铃（ R）、监视（ S）、编译码（ C）、混合（ H）、测试（ T）、 过压保护（ O）等七项基本功能。图 2-1 为 模拟用户线接口功能框图。模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCH七T 种功能，具体含义是：（ 1）馈电（ B-Battery feeling）向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为 -48伏或 -24 伏，环路电流不小于 18m A.（ 2）过压保护（ O Overvoltage protection ）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。（ 3）振铃控制（ R Ringing Control ）向用户话机馈送铃流，通常为 25Hz/90Vrms 正弦波。

4、（ 4）监视（ S-Supervision ）监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等 信号以送往控制网络和交换网络。（5）编解码与滤波（ C-CODEC/Filter ）在数字交换中 , 它完成模拟话音与数字码间的 转换。通常采用 PCM编码器（ Coder）与解码器 （Decoder） 来完成 , ，统称为 CODE。C 相应 的防混叠与平滑低通滤波器占有话路（ 300Hz-3400Hz ）带宽，编码速率为 64kb/s 。本功 能将在实验 6 中详细介绍。（ 6）混合（ HHyhird ）完成二线与四线的转换功能，即实现用户二线双向信号与发天津城建大学送，接收支路四线单向信号之间

5、的连接。过去这种功能由混合线圈实现，现在改为集成 电路，因此称为“混合电路” 。 本功能将在实验 8 中详细介绍。（7）测试（ TTest ）对用户电路进行测试。铃流发生器馈电电源PBL 387 10 TP3057模拟用户线过振低通编压测铃馈混码保试继电合平衡器护开电电电网络解电关器路路码路低通器b（编码信号 ）发送码流接收码流测试振铃控用户线总线制信号状态信号图 2-1模拟用户线接口功能框图）用户电路组成原理在本实验系统中，用户线接口电路选用的是PBL 387 10集成电路。 PBL 387 10是 2/4线厚膜混合用户线接口电路。它包含向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用 户摘机

6、后自行截除铃流，摘挂机的检测及音频或脉冲信号的识别，用户线是否有话机的识 别，语音信号的 2/4 线混合转换，外接振铃继电器驱动输出。PBL 387 10用户电路的双向传输衰耗均为 1dB，供电电源为 + 5 V 和5 V，PBL 387 10 还将输入的铃流信号放大以 达到电话振铃工作的要求， 即达到 +75V 的有效值。 其各项性能指标符合邮电部制定的有关 标准。1. 该电路的基本特性1）向用户馈送铃流2）向用户恒流馈电3）过压过流保护4）被叫用户摘机自截铃5）摘挂机检测和 LED显示6）音频或脉冲拨号检测7）振铃继电器驱动输出8）语音信号的 2/4 线转换天津城建大学9) 能识别是否有话

7、机10) 无需耦合变压器2. 用户线接口电路主要功能电话接口控制信号 1控制信号 2状态指示语音发送支路语音接收支路振铃控制图 2-2 PBL 387 10 内部电路方框图图 2-2 是 PBL 387 10 内部电路方框图。图 2-3 是用户线接口电路电原理图。图 2-3 中， 1VT为电话接口电路发话端的铜铆孔接口，1VR为电话接口收话端的铜铆孔接口。在电话收话端，从 1VR过来的语音信号、拨号音( Dial Signal )、 忙音( Busy Signal )和 回铃音( Echo Signal )等信号在电子开关 U306( CD4066)的控制下分时接通。电子开关 控制信号分别为

8、SELA0、 SELA1、 SELA2和 SELA3，高电平时对应的信号接通，低电平时对 应的信号断开。C31 50.0 1 u天津城建大学R3 01R30 720KTP3 01191626R30 3J3 0114272 200P/1 60VTP3 07CAR3 181D3 01R3 23U305 AD3 021 N4 14 8TP30 4TPCM1C3 1011U3 04R32100TPCM1RPCM1FS10C2 048R305430K1时分接收输出VCC GND411 U3 01PBL32 200P/1 60VC3 02TP3 02-2 4V 1N4 148C30 30.47u/160V

9、CC DN DN VGG BAHPTHPRRDVTXRDRRSNTIPXRDCRINGXVRVBAT2C1VBATC2VBATDETVBATE1VBATEGESVRHBCCNN62KRin g sig nal C304.7 K652 82 81C3 1 1R3 1362 01 TDPE3TA0BG3 01901 20.1 uTP3 05774LS0 4R324620TP3 05RPCM1K3 0 1W 3013PINR3081VT20K1VTC3 07C3 090.1u4R3 17E3100U3 02 AU3 03A1 VR10u/16V1 VR+1 2VR32 0100U3 02BU3 03

10、BR31 5R3 2513K交换信号接收输入C330R3 141U2U30640661A2B42A2BTP303R3 0920 KR3402KR1 1TL0 82TL0 82+1 2VE3 031 0u/16VE3 0211Sig nalAB A CBV DNCVGDXDRGSXFSRVFX-FSXVFX+BCLKXBCLKRMC LK RVFR0MC LK XTSXBCLKX1R3 2100R3 29SELA01391VT3A3BR3 411 0 2VT6 204A4B1CR142CRVCC3CR4CRVSSC3 120.1 uC340实验-接-5VU30 8887 0C31 30.1 uG

11、ND 5JZ3 013.5 79 5MH ZIN _VCCFBC1/GOIN +ECOVREFCIDICICDO4DO3F1DO2F2DO1VSS ENVCCC3140.1 u TP30 812EN14 1VDTMFD 4131VDTMFD3121VDTMFD2111VDTMFD110 VCC图 2-3 用户线接口电路电原理图1 向用户话机供电， PBL 387 10 可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由 VBAT 以及 VDD供给。当环路电阻为 2K时，馈电电流为 18 mA。具体如下：A 供电电源 VBAT采用 -48V ；B 在静态情况下（不振铃、不呼叫） ， -48V 电源通过继电器静

12、合接点至话机；C 在振铃时， -48V 电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机；D 用户挂机时，话机叉簧下压，馈电回路断开，回路无电流流过；E 用户摘机后，话机叉簧上升，接通馈电回路（在振铃时接通振铃支路） 。2PBL 387 10 内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP- RING端口间的瞬时高压，如结合外部的热敏与压敏电阻保护电路，则可抵抗保护250V 左右高压。3振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继电器驱动电路以及铃流电 源向用户馈送铃流： 当继电器控制端 （RC 端 ） 输入高电平， 继电器驱动输出端 （RD 端） 输出高电平，继电器接通，此时铃流源通过与振铃继电器连接的

13、 15端 （RV 端） 经TIP - RING端口向被叫用户馈送铃流。 当控制端 （RC 端 ） 输入低电平或被叫用户摘机都可 截除铃流。用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。4监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号，具体如下：A 用户挂机时，用户状态检测输出端输出高电平，以向CPU中央集中控制系统表 天津城建大学示用户“闲” ；B 用户摘机时，用户状态检测输出端输出低电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“忙” ；C 用户若拨电话号码为脉冲拨号方式时， 该用户状态输出端应能送出拨号数字脉 冲。回路断开时，送出低电平，回路接通时送出高电平（注：本实验系统不选用脉冲 拨号方式，只采

14、用 DTMF双音多频拨号方式） ；5在 TIP- RING 端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线 VR 端与 VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。PBL 387 10 可以进行 TIP- RING端口与四线 VR端和 VX 端间语音信号的双向传输和 2 / 4 线混合转换。6PBL 387 10可以提供用户线短路保护： TIP 线与 RING线间，TIP线与地间， RING 线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。7PBL 387 10 提供的双向语音信号的传输衰耗均为 40dB。该传输衰耗可以通过PBL 387 10 用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整8PBL

15、387 10 的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。三、实验内容1. 查找芯片 PBL 387 10 的详细资料，了解其主要性能和特点。2. 熟悉用 PBL 387 10 组成的用户线接口电路。四、实验步骤1打开实验箱右侧的总电源开关，电源输入电路加电，电源指示灯（左上角的LED 发光二极管）亮；2电话 A 的 J301 接上电话单机；3. 用示波器分别观测 TP301、 TP302、 TP306 在摘挂机时的工作电平变化，具体如下：TP301、 TP302：电话 A 用户的二线模拟线上测试点。 TP301接入 PBL38710芯片的 TIPX 端； TP302接入 PBL38710

16、芯片 RINGX端；注意此部分测试与其它地方不一样， 示波器的地线夹子接其中一个测试点， 探头接另 外一个测试点。此时，双踪示波器的另一个测试探头地线夹子不可接其它地线测试点 （GND），因为示波器两探头的地线是连通在一起的；TP306：电话用户模块用户摘挂机工作状态测量点。用户电话摘机时，输出低电平； 用户挂机时，输出高电平。五、实验报告要求1 画出本次实验的电路方框图，叙述其工作过程。2 根据实验概括叙述用户接口电路的主要功能。天津城建大学实验 3 电话用户信令的产生与观测实验一、实验目的1了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程； 2熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求及测

17、量方法。二、电路工作过程在用户话机与交换机之间的用户线上，要沿两个方向传递语言信息。但是，为了实现 一次通话，还必须沿两个方向传送所需的控制信号。比如，当用户想要通话时，必须首先 向程控机提供一个信号，能让交换机识别并使之准备好有关设备，此外，还要把指明呼叫 的目的地的信号发往交换机。当用户想要结束通话时，也必须向电信局交换机提供一个信 号，以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外，还需要传送相反 方向的信号，如交换机要向用户传送关于交换机设备状况，以及被叫用户状态的信号。由此可见，一个完整电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信令系统。 用户向电信局交换机发送的信号

18、有用户状态信号(一般为直流信号)和号码信号(地址信 号)。交换机向用户发送的信号有各种可闻信号与振铃信号(铃流)两种。A各种可闻信号：一般采用频率为 500Hz 的方波信号，例如：拨号音：(Dial tone )连续发送的 500Hz信号。回铃音：( Echo tone )1秒送， 4秒断的 5秒断续的 500Hz信号。 忙音： (busy tone )0.35 秒送， 0.35 秒断的 0.7 秒断续的 500Hz信号。B振铃信号(铃流) ：一般采用频率为 25Hz，幅度为 75V 15V的交流电压，以 1 秒 送，4 秒断的 5秒断续方式发送。在本实验系统中， CPLD可编程器件 EPM2

19、40用作程控交换系统的交换 / 控制模块与各种 信号产生模块，简称信令信号产生单元。其内部逻辑组成框图如图 3-1 所示。EPM240 在系统编程时， 无需专门的编程器， 器件安装在系统中后， 用户可以在不改变 电路结构或电路板硬件设置的情况下， 不必拔出芯片即可为重构逻辑而对芯片进行编程或 重新编程。这将使设计修改更加方便，逻辑功能更加灵活，编程更加快捷。通过对 CPLD器件 EMP 240进行编程，产生程控交换所需各种用户信令信号的输出， 加电即运行。CPLD可编程器件输出的信令及控制信号 (请参见图 2-3 用户线接口电路电原理图) 1用户信令选择控制信号 ,如 SELA0-3 , SE

20、LB 0-3, SELC 0-3 ,SELD0-3。2拨号音信号( Dial signal )3 回铃音信号( Echo signal )4 忙音信号( Busy signal )5 铃流信号( Ring signal )天津城建大学6 振铃通断控制信号 CA,CB,CC,CD7. 其它工作时钟及片选信号图 3-1 CPLD 可编程器件内部框图关于信令信号的波形可见图 3-2 波形示意图：回铃音 ：由 U01 EPM 240可编程器件产生，为 1秒通、 4秒断的重复周期为 5秒的信 号，幅度在 5V 左右。测量为 TP08。测量时注意示波器的扫描周期的调节。忙音： 由 U01 EPM240可编

21、程器件产生， 为 0.35 秒通，0.35 秒断的重复周期为 0.7S 的 500Hz的信号， 幅度在 5V左右。 测量点为 TP07，测量时注意示波器的扫描周期的调节。拨号音 ：由 U01 EPM2 40 可编程器件产生，频率为 500Hz，幅度在 5V左右。测量点为 TP09，测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流音： 由 U01芯片 EPM 240可编程器件产生的 25Hz 方波经 RC积分电路后形成，它 的测量点为 TP10，测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流信号送入PBL 387 10 后，需要通过功率提升，向用户话机送出铃流，完成振铃。各电话用户的振铃通断控制信号分 别为 CA

22、、 CB、CC、CD,在 TP307可以测出 CA，其他几个点和 CA一样，省略了测量点。天津城建大学TP08回铃音0t1s 2s 3s 4s 5s 6s 8s 9s 10s 11sTP09号音TP07忙音0t0.35s 0.35s 0.35s 0.35s 0.35s 0.35s 0.35s 0.35s 0.35s图 3-2 各测量点波形图示意图、实验内容1用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形。四、实验步骤1插上电话 B 接口模块，打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统工作，薄膜 开关选择“人工交换” , 具体设置说明请参见实验 5；2调整好示波器状态，先分别测量T

23、P07、 TP08、 TP09 及 TP10 各测量点的波形，了解各点波形的特征；3下面我们将把上列 CPLD产生的各信令信号波形与电话呼叫时具体信号音进行对比实天津城建大学验，让学生对这些信号特征有个感性的认识；电话 A、电话 B 分别接上电话单机。4摘下电话 A，听电话听筒中传出的声音，即拨号音，对照测量TP303 点波形（此时情况同 TP09），记录并画出波形的示意图；5电话 A拨号 49，拨号音停，然后听电话听筒中传出的声音， 即回铃音， 对照测量 TP303 点波形（此时情况同 TP08），记录并画出波形的示意图；6此时，电话 B 振铃响，此信号是由 TP10的信号送到电话接口电路后

24、经功率提升，在 中央控制单元的控制下，铃流信号驱动电话B 振铃（振铃信号功率较大，不要求测量） 。7当电话 A 摘机后超过 20 秒无拨号、拨空号或电话 B 忙（已摘机）等，此时听电话 A 听筒中传出的声音，即忙音，对照测量TP303 点波形（此时情况同 TP07），记录并画出波形的示意图；8更换电话 B 进行实验，实验步骤与上同，对应的测试点为TP403。注意： TP303 测试点上信号会因电话呼叫接续情况不同而不同。电话B、 C、D对应的测试点分别为： TP403、 TP503、 TP606。五、实验注意事项1此项实验必须要由两人合作完成。2此时只有信令的自动交换而没有信息的交换，所以实际

25、上是不能通话的。3. TP07、TP08、TP09、 TP10所测波形，只是 CPLD直接产生的或者经过积分的波形，不 受电话呼叫接续的控制。六、实验报告要求1认真画出实验过程各测量点波形。2对各测量点特性进行分析，熟悉他们之间的区别和各自的作用。天津城建大学实验 4 双音多频（ DTMF）接收与检测实验、实验目的1观测电话机发送的 DTMF信号波形；2了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的接收和检测方法；3熟悉该电路的组成结构及工作过程。二、实验电路工作过程DTMF接收器包括 DTMF分组滤波器和 DTMF译码器，其基本原理如图 4-1 所示。 DTMF 接收器先经高、低群带通滤器进行

26、f L / f H区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路 f L、f H信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲，恢复成对应于16种 DTMF信号音对的 4 比特二进制码（ D1 D4）。D4D1D2D3图 4-1 典型 DTMF接收器原理框图18VDD图 4-2 MT8870 芯片管脚排列在本实验系统电路中，1电路的基本特性DTMF接收器采用的是 MT8870芯片。图 4-2 为管脚排列图。1）提供 DTMF信号分离滤波和译码功能，输出相应16 种 DTMF频率组合的 4 位并行二进制码。10天津城建大学（2）可外接 3.5795MHz 晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。（3）具

27、有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。（ 4 ）二进制码为三态输出。（ 4）提供基准电压（ VDD2）输出。（ 5）电源+5V（ 6）功耗15mw（ 7）工艺CMOS（8）封装18 引线双列直插2管脚简要说明IN+ ， IN- 运放同、反相输入端，模拟信号或 DTMF信号从此端输入。FB运放输出端，外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。VREF基准电压输出。IC内部连接端，应接地。OSC1，OSC0振荡器输入、输出端，两端外接 3.5795MHz 晶体。EN数据输出允许端，若为高电平输入，即允许 D01D04 输出，若为低电平输入，则禁止 D01 D04 输出。D01D04数据输出，它是相应

28、于 16种 DTMF信号（高，低单音组合）的 4位二进制并行码，为三态缓冲输出。CIGT控制输入，若此输入电压高于门限值 VTSt，则电路将接收 DTMF单音对，并锁存相应码字于输出，若输入电压低于VTSt，则电路不接收新的单音对。EC0初始控制输出，若电路检测出一可识别的单音对，则此端即变为高电平，若无输入信号或连续失真，则EC0 返回低电平。CID延迟控制输出，当一有效单音对被接收，CI 超过 VTSt，输出锁存器被更新，则 CID为高电平，若CI低于VTSt，则CID返至低电平。VDD接正电源，通常接 +5V。VSS接负电源，通常接地。3电路的基本工作原理它完成典型 DTMF接收器的主要

29、功能：输入信号的高，低频组带通滤波、限幅、频率 检测与确认、译码、锁存与缓冲输出及振荡，监测等，具体说来，就是DTMF信号从芯片的输入端输入，经过输入运放和拨号音抑制滤波器进行滤波后，分两路分别进入高、低频 组滤波器以分离检测出高、低频组信号。如果高、低频组信号同时被检测出来，便在 EC0 输出高电平作为有效检测 DTMF信号 的标志；如果 DTMF信号消失，则EC0即返至低电平， 与此同时， EC0通过外接 R向 C充电， 得到 CI、 GT。11天津城建大学若经 tGTP延时后,CI 、GT电压高于门限值 VTst 时，产生内部标志，这样，该电路在 出现 EC0标志时，将证实后的两单音送往

30、译码器，变成4 比特码字并送到输出锁存器，而CI 标志出现时， 则该码字送到三态输出端 D01 D04，另外， CI 信号经形成和延时， 从 CID 端输出，提供一选通脉冲，表明该码字已被接收和输出已被更新，如若积分电压降到门限 VTst 以下，使 CID 也回到低电平。MT8870的译码表见 3-1 所示，图 3-3 为双音多频实验系统的电原理框图。 其中，数据 输出允许端 EN测量点为 TP308,为电话 A、B 共用。表 3-1MT8870 译码表f L( Hz)f H(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH

31、77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ需要指出，本实验系统采用一片MT8870 芯片对两路用户电路进行号码检测接入（资源共享方式） ，为了不影响电路的正常工作，则由模拟开关来接通或断开DTMF信号，模拟开关的第二个作用是它对非拨号状态下的话音信号进行隔离，阻止话音信号进入 MT8870 芯片

32、，防止误动作的发生。在实际应用中，一片MT8870可以最多接入检测 16 路用户电路的 DTMF 信号，此时，采取排队等待方式进行工作。当然，在具体设计这方面的电路时， 可要全面考虑电路的设计，使之能正常工作而不出现漏检测现象。12天津城建大学至 记 发 器 单 元开关 2 来自 CPU 控制输入图 3-3 双音多频实验系统的电原理框三、实验内容1用示波器观察并测量发送 DTMF信号的波形。2用示波器观察 DTMF接收器译码数据输出允许端 EN 的测量点，拨号时注意其相应允 许端的电平变化。四、实验步骤1插上电话 B 接口模块，打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作， 选择“人工交

33、换”工作方式；2电话 A、电话分别接上电话单机；3将示波器一通道放在 1VT 连接铆孔上，即测量发送的 DTMF信号的波形；另一通道放 在 TP308 上，即测量 DTMF接收器译码数据输出允许端 EN 的信号波形（注意需选择 DC直 流档和 2V 档；只有正常摘机拨号时， MT8870才工作）；4将电话 A用户摘机， 听到拨号音后开始拨打对方号码， 即按 49 键，拨号时注意 TP308 的电平变化（即通知系统中的记发器模块接收DTMF系统输出的译码数据） ；5电话 B 振铃响，摘下话机（此时因没有信息交换，只是信令的自动交换，所以电话 间不能进行通话） ；6拨电话 A上的任意键，此时注意观

34、察 1VT连接铆孔的波形，即电话 A 发送的 DTMF信 号的波形；7长按电话 A的“ 1”键不放，调整好示波器，观察1VT连接铆孔的波形，即两个不同频率的正弦波的叠加波形（具体参数可见 表 3-1 MT8870 译码表）；8长按电话 B的某键（ 1、 2、3等）不放，调整好示波器，观察2VT连接铆孔的波形。结合表 3-1 ，观测对比 1VT 和 2VT波形，思考电话号码双音多频信号频率组成和其在 程控交换系统中的工作原理。五、实验报告要求1分析并叙述电话号码双音多频信号频率组成和工作原理。2了解 DTMF接收器的工作原理，画出其原理框图，简要叙述工作过程。13天津城建大学实验 5 程控交换状

35、态设置实验、实验目的1熟悉薄膜输入开关的操作方法和液晶的显示内容；2了解本实验系统中有哪几种交换方式。、电路的组成及工作过程记发器和信令处理器（ U101）用来输出扫描信号到薄膜开关输入电路中去，以接收用 户的输入命令，同时将当前工作状态以汉字或字符方式输出到液晶屏电路中。CPLD可编程器件记发器和信令处理器（ U101）通过 USB接口与 PC机进行通信，用于控制下载学生的 开发程序。图 5-1 是记发器和信令处理器的方框图。USB 接口电路记发器和信令处理器液晶显示电路（ J101）薄膜开关输入电路（ J102）交换控制 U103图 5-1 记发器和信令处理器的方框图记发器和信令处理器（

36、U101）同时也完成交换命令的转接任务，一方面将主、被叫号 码等接续信息，在液晶屏上显示出来；另一方面将主被叫号码译成接续命令送往交换控制 器 U103。本实验系统有多种交换方式：人工话务交换、空分交换、数字时分交换和与电信网络 通信的市话接口等。数字时分交换又有三种不同的实现手段：1. 时分交换专用芯片实现 -时分 MT8980；2. 数字可编程逻辑技术实现 -时分 CPLD；3. 数字信号处理技术实现 -时分 DSP。不同的交换方式和实现手段是通过液晶控制选择切换的。 它们的方框图如图 5-1 所示。14天津城建大学人工交换电话 C空分交换 MT8816电话 A时分交换 MT8980时分交

37、换 DSP时分交换 CPLD电话 B时分中继系统实验电话 D 或市话电话会议图 5-1 实验系统交换方式方框图在实验箱加电后， 液晶屏上显示 “欢迎使用程控交换实验 个按键的薄膜开关，RESET（复位）。键盘输入电路采用 6具体介绍如下。将中央处理器进行复位操作。按键时 , 液晶背景灯及交换方式指示灯等闪动一下。START（开始）UP（上移）DOW（N下移）RETUR（N 返回） ENTER（确认） 交换方式设置的具体操作如下进入实验中信息交换方式的选择界面。按下时，即进入了主菜单。对菜单中的项目进行选择。按下时，可移动液晶的指示小箭头。 作用同上 UP键，但移动方向相反。对选中的项目进行确认

38、，进入相应的选择。返回上一级菜单。按一下薄膜开关上“ 开始 ”键，进入主菜单状态，显示：1.人工交换2.空分MT88163.时分MT89804.时分DSP5.时分CPLD6.时分中继7.系统实验*8.电话会议图 5-2 液晶主菜单项目显示内容按“上”键或“ 下”键，移动指示箭头，如箭头指向“2.空分 MT8816”。按“确认 ”键，进入对应的下一级菜单。15天津城建大学液晶显示器显示的各级菜单如图 5-3 所示。注： 1 XX、 YY分别代表主叫用户 1，2、被叫用户 1，2 的电话号码。2话路 1、话路 2 代表电话 A 用户、电话 B用户，其电话号码的时隙分配的默 认值为 04、 08。3

39、话路 3、话路 4 代表电话 C 路用户、电话 D 用户，其电话号码的时隙分配的 默认值为 16、 24。液晶显示器（ LCD）是一种极低功耗显示器，其应用特别广泛。在实验平台中，LCD用来显示操作程序、工作菜单，引导实验按部就班地进行。关于液晶显示的详细工作原理见 附录 1。图 5-3 液晶显示器的菜单注意：按动薄膜开关上的按键时，请勿莽力操作，以便延长薄膜开关的使用寿命。16天津城建大学、实验内容 1熟悉几种交换方式的的操作。 2熟练掌握薄膜键盘上的六个键的功能，熟悉液晶上显示的菜单及其子菜单的意义。 3. 了解液晶、薄膜键盘的技术资料。四、 实验报告简述几种交换方式，薄膜开关的操作方法、

40、步骤和相应液晶的显示内容。17天津城建大学实验 6 用户话路 PCM编译码实验一、实验目的1掌握 PCM编译码器在程控交换机中的作用；2熟悉单片 PCM编译码集成电路 TP3057 的电路组成和使用方法； 3观测 TP3057 各测量点的工作波形。二、电路组成电话用户电路的模拟信号与数字信号的变换是通过PCM编译码器完成的。 PCM(脉冲编码调制)就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信 号后在信道中传输。脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样，量化和编码。本实验中采用 TP3057集成电路完成 PCM编码和译码功能。关于 TP3057更详细的技术资料可到网上查询 ,

41、由于详细精确的芯片资料大部分都是英文版本， 所以这里要求学生具备一定英文资料查阅 能力。General Description ： The TP3057 family consists of A-law monolithic PCM CODEC/filters utilizing the A/D and D/A conversion architecture shown in Figure 1, and a serial PCMi nterface. The devices are fabricated using Nationals advanced double-poly CMOS pro

42、cess (microCMOS). The encode portion of each device consists of an input gain adjust amplifier, an active RC pre-filter which eliminates very high frequency noise prior to entering a switched-capacitor band-pass filter that rejects signals below 200 Hz and above 3400 Hz. Also included are auto-zero

43、circuitry and a companding coder which samples the filtered signal and encodes it in the companded m-law or A-law PCM format. The decode portion of each device consists of an expanding decoder, which reconstructs the analog signal from the companded m-law or A-law code, a low-pass filter which corre

44、cts for the sin x/x response of the decoder output and rejects signals above 3400 Hz followed by a single-ended power amplifier capable of driving low impedance loads. The devices require two 1.536 MHz, 1.544 MHz or 2.048 MHz transmit and receive master clocks, which may be asynchronous; transmit an

45、d receive bit clocks, which may vary from 64 kHz to 2.048 MHz; and transmit and receive frame sync pulses. The timing of the frame sync pulses and PCM data is compatible with both industry standard formats 。实验中的 TP3057芯片工作时序控制采用短帧非同步法。SHORT FRAME SYNC OPERAT：IOTNhe COMBO can utilize either a short f

46、rame sync pulse or a long frame sync pulse. Upon power initialization, the device assumes18天津城建大学a short frame mode. In this mode, both frame sync pulses, FSX and FSR, must be one bit clock period long, with timing relationships specified in Figure 2. With FSX high during a falling edge of BCLKX, th

47、e next rising edge of BCLKX enables the DX TRI-STATE output buffer, which will output the sign bit. The following seven rising edges clock out the remaining seven bits, and the next falling edge disables the DX output. WithFSR high during a falling edge of BCLKR(BCLKX in synchronousmode), the next f

48、alling edge of BCLKRl atches in the sign bit. The following seven falling edges latch in the seven remaining bits. All four devices may utilize the short frame sync pulse in synchronous orasynchronous operating mode。19天津城建大学在 PCM脉冲编码调制中，话音信号先经防混叠低通滤波器，然后进行脉冲抽样，变成 8KHz重复频率的抽样信号 （即离散的脉冲调幅 PAM信号） ，然后将幅

49、度连续的 PAM信号用 类似“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成二进制码。对于 电话。 CCITT规定抽样率为 8KHz，每抽样值编 8位码，即共有 220=256 个量化值，因而每话 路 PCM编码后的标准数码率是 64kb/s 。此芯片的压缩特性是 A 律十三折线非均匀量化编码， 常应用于 PCM3 0/32 路系统中。一般以 2.048Mbit/s 的速率来传送信息（可容纳 32 路 PCM 编码）。它的发送时序与接收时序直接受U01产生的脉冲信号 FSX和 FSR 控制。单路 PCM编码数据是在某一个确定的时序中被发送出去，而在其它时序编码器是没有输出的 。同样

50、 在一个 PCM 帧里，单路 PCM译码能在某一个确定的时序里，接收8 位 PCM 码。由于四路数字电话用户的 PCM编译码电路的原理图都是一样的， 因此只对电话 A 进行 说明，其它各路电路和测试点对应相同。电话 A 用户端的 PCM编译码的组成方框图如图 6-1 所示。电话语音信号，经过二 /四 线转换后分为发送和接收部分。电话发送部分的去话语音信号由1VT，经过 PCM编码器转换成数字信号经 TP304 送往数字交换网络；电话来话的数字信号经TP305（即来自数字交换网络）及 PCM译码器转换成模拟语音信号并经1VR送往电话用户接口电路的接收部分。天津城建大学数字时分交换网络A/D工作时

51、钟 U01图 6-1 PCM 通信系统组成方框图1VT1VR用户电话接口电路电话 A本实验模块中，电话 A、电话 B、电话 C、电话 D 等四路用户的 PCM编码速率都设置为 2.048Mbit/s 。各路的发送时序 FSX与接收时序 FSR相同，默认时隙号分别为 4、 8、16、 24，对应的测试点分别为为 TP02、TP03、 TP04、 TP05，参考 0 时隙测试点为 TP01。实验 时，设置“时分 MT8980”方式，此时，可编程数字逻辑器件U01 将 TP3057 芯片的上述工作时序和时隙送往各路电话用户电路。另外， TP3057 芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器，其通

52、带为 200HZ4000HZ，所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内。当输入模拟语音信号被采样的幅值 为正向最大、 0 电平、负向最大时 TP3057对应的编码值如下图 6-2 所示。图 6-2 PCM 编码输出表三、实验内容及步骤1. 在关电情况下，插上“电话 B 接口模块”，交换网络接口上插上“时分 MT8980”交换 模块，保管好其它模块；2. 打开实验箱电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作；3. 电话 A 和电话 B分别接上电话单机；4. 液晶选择 “时分 MT8980” 交换方式， 此时 U01 将控制时序信号和脉冲送往各个电话 用户电路（ 2.048Mbit/s 的速率，可容纳 32 路 PCM编码），各路 TP3057 芯片即运行；5将电话 A 与电话 B 按正常呼叫接通，即电话 A 拨号 49，建立正常通话。通过话机讲21天津城建大学话或按键（双音多频信号） ，对方即可听到。此时，电话A 发的语音信号将经过 PCM编码变成相应的数字信号，经过时分交换网络，送往电话B 的 PCM译码器，译码还原后送进电话 B 听筒；电话 B 话筒信息交换到电话