现代交换技术实验报告

1、现代交换技术实验报告 班级：通信1303 学号：2013030904132016年6月实验2 电话用户接口模块实验 一、实验目的1全面了解用户线接口电路功能（BORST）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BORST功能的理解。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 CircuitSLIC）。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

2、馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、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BORSHCT功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（CODEC），其余功能由集成模拟SLIC完成。（二）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

3、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。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、 TP30

4、2：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芯片RINGX端；5、 实验结果 图2.1 TP301,TP302 挂机 图2.2 TP301,TP302 摘机 图2.3 TP306摘机 图2.4 TP306挂机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。六、实验总结 在本次实验中，重温了对示波器的使用，同时通过实践进一步了解了用户线接口电路的作用及向用户话机供电、过压保护、监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号等主要功能。 实验3 电话用户信令的产生与观测实验一、实验目的

5、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

6、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。三、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TP07、TP08、 TP09及TP10各测量点的波形，了解各点波形的特征； 图3.1 忙音 TP07 图3.2 回铃音 TP08 图3.3拨号音TP09

7、 图3.4 铃流信号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； 图3.5 TP303与TP09（拨号音） 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； 图3.6 TP303与TP08（回铃音）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经功率提升，在中央

8、控制单元的控制下，铃流信号驱动电话B振铃。 图3.76 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； 图3.8 TP303与TP07（忙音）五、实验总结 回铃音（TP08）：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。 忙音（TP07）： 由U01 EPM240可编程器件产生，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。拨号音（TP09）：由U01 EPM 240可编程器件产

9、生，频率为500Hz，幅度在5V左右。铃流音（TP10）：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。实验4 双音多频（DTMF）接收与检测实验一、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fL / fH区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路fL、fH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

10、音对的4比特二进制码（D1D4）。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，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。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

11、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。 图4.1 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）； 图4.25 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

12、行通话）6 拨电话A上的任意键，此时注意观察1VT连接铆孔的波形，即电话A发送的DTMF信号的波形； 图4.3 按键时信号跳变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）； 图4.4 两个频率的叠加波形 5、 实验总结 了解了电话双音多频信号的接收和检测方法，了解了DTMF分组滤波器和DTMF译码器的基本结构及原理，实验过程中也出现了一些小问题，但也在和同组人员的讨论中得到了解决。 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

13、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、工作原理 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。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

14、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28=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PCM 30/32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。3、 实验步骤和结果1. 在关电情况下，插上“电话B接口模块”

15、，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.测量TP02、TP03、TP04、TP05的时隙。 图6.1 TP02与TP03相差4时隙，约为16us 图6.2 TP03与TP04相差8时隙，约为32us 图6.3 TP04与TP05相差8时隙，约为32us6. 以上步骤的分析，电话A的1VT点波形

16、应与电话B的2VR点波形同（模拟信号），TP304波形应与TP405波形同（PCM编码信号注意交换后的时隙位置发生变化）；7. 用示波器验证步骤6结果，注意观测PCM编码波形，如TP304、TP405. 图6.4 TP304与TP405的波形实验11 空分交换（MT8816）实验一、实验目的1掌握程控交换中空分交换网络交换的基本原理。二、电路原理 图11-1 实验系统的交换网络结构方框图交换网络控制器由U103等器件构成，U103中写有模拟交换矩阵MT8816的交换控制子程序及地址接续表，根据电话用户的呼叫情况，控制模拟交换矩阵对应的交叉点闭合，即完成模拟语音信号的空分交换。图11-1中的交换

17、矩阵交叉闭合点即是电话A与电话B通信的示意图。图中1VT、2VT、3VT、4VT分别为电话A、电话B、电话C和电话D的去话模拟语音信号；1VR、2VR、3VR、4VR分别为电话A、电话B、电话C和电话D的来话模拟语音信号。三、实验内容利用空分交换网络进行两部电话单机通话，对工作过程作记录。四、 实验步骤1在关电的情况下，插上“电话B接口模块”，跳线K301设置为1-2相连左侧；交换网络接口插上“空分MT8816”交换模块，保管好其它模块；2打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作；3通过薄膜开关将交换工作方式设置在“空分MT8816”进行实验；4以电话A、电话B为例，分别接上电话单机

18、；5.双踪示波器同时测试1VT、2VR两点或2VT、1VR两点，是否有波形,按键说话时是否有变化；6.示波器两探头放在1VT、2VR两点上。电话A摘机，拨号49，同时观察示波器，哪个探头能测到波形； 图11.1 1VT与2VR的波形 （可以看出波形一致）7 两路电话用户间通话。此时，按键或说话，同时观察示波器，哪个探头测到波形，波形是否一样； 图11.2 通话时俩波形一致8. 保持两用户之间通话，找出对应的管脚。 图11.3 经测量32与35管脚为高电平 图11.4 经测量33与37管脚为高电平实验12 时分交换（MT8980）实验一、实验目的1掌握程控时分交换网络的基本原理；2了解MT898

19、0芯片的工作原理和使用方法。 二、电路原理本节时分交换是采用MT8980来实现的。由图12-1可知，该实验系统是由4路数字电话用户电路、时分交换网络、交换控制电路、液晶显示和供电系统电路等组成，构成一个程控数字交换机。图12-1 实验系统的交换网络结构方框图三、实验内容1理解时分交换原理，利用时分交换网络进行两部电话单机通话，记录工作过程。 四、 实验步骤1在关电的情况下，插上“电话B接口模块”，确认发送增益跳线K301、K501设置为1-2相连左侧；交换网络接口插上“时分MT8980”交换模块，保管好其它模块；2打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作；3通过薄膜开关将交换工作方式设置在“时分MT8980”进行实验；4以电话A、电话B为例，分别接上电话单机；5四路数字电话用户的PCM编码输出测试点，即时分网络输入信号；TP304：电话A的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP02； TP404：电话B的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP03； TP504：电话C的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP04；TP605：电话D的PCM编码输出测试点，同步时隙脉冲测试点TP05；四路数字电话用户的PCM译码输入测试点，即时分网络输出信号。TP305：电话A的PCM译码