程控交换实验指导书

目录实验一程控交换系统模块实验........................................1实验二程控交换系统交换实验.......................................11实验三程控交换系统接口实验......................................22实验四SOPHO1000型程控交换机综合设计实验...........................261实验一程控交换系统模块实验一、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、了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的作用，观测电话机发送的DTMF信号波形。3、掌握PCM编译码器在程控交换机中的作用。4、熟悉一次正常呼叫的传送信号流程。二、实验仪器1、LT-CK-02E程控交换试验箱一台；2、电话机两台；3、数字示波器一台；4、数字万用表一台。三、实验内容1、熟悉用户线接口电路；用万用表观测TP301、TP302、TP303在摘挂机时的工作电平。2、用示波器观察并测量DTMF信号的波形，在用户线接口电路的输入端进行测量，即在甲方一路用户线接口电路的测量点TP301与TP302进行测量。3、测量PCM编译码电路TP304、TP305、TP307及TP308的各点波形。4、以甲方一路主叫与甲方二路被叫为例，根据一次正常呼叫的传送信号流程，测量线路各点波形。了解信号在交换过程中的传输特性。四、实验注意事项1、使主机实验箱加电处于正常工作状态，并严格遵循操作规程。2、在测量DTMF信号测量点TP301或TP401时，示波器接头的另一接地线接到TP302或TP402上。3、在进行PCM实验时，观测各测量点波形时，示波器探头不能乱碰到其它测量点。4、有一点需注意，PCM编译码电路中，在没有外加信号输入时，PCM编码电路还是有输出的，此时该芯片对输入随机噪声进行编译码，一旦有信号输入，它会立即对输入信号进行编码。五、实验原理接口电路实验原理：1、用户接口电路工作原理2用户电路也可称为用户线接口电路（SubscriberLineInterfaceCircuit—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。在布控交换机中，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B（馈电），R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）、O（过压保护）七项功能。图1-1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BORSCHT七种功能，具体含义是：a)馈电（B-Batteryfeeling）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18mA.b)过压保护（O—Overvoltageprotection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。c)振铃控制（R—RingingControl）向用户话机馈送铃流。d)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。e)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编码间的转换。通常采用PCM编码器（Coder）与解码器(Decoder)来完成,，统称为CODEC。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。f)混合（H—Hyhird）完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送，接收数字四线单向信号之间的连接。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”。g)测试（T—Test）对用户电路进行测试。2、用户线接口电路:在本实验系统中，用户线接口电路选用的是AM79R70。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，话音信号的2/4线混合转换，外接振铃继电器驱动输出。AM79R70用户电路的双向传输衰耗均为﹣1dB，供电电源为+5V和﹣5V，AM79R70还将输入的铃流信号放大以达到电话振铃工作的要求。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。3图1-1模拟用户线接口功能框图1、电路的基本特性A、向用户馈送铃流B、向用户恒流馈电C、过压过流保护D、被叫用户摘机自截铃E、摘挂机检测F、音频或脉冲拨号检测G、振铃继电器驱动输出H、话音信号的2/4线转换I、无需耦合变压器2、用户线接口电路主要功能1）、向用户话机供电，AM79R70可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。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电源通过继电器静合接点至话机；铃流发生器馈电电源模拟用户线过压保护电路测试开关振铃继电器馈电电路混合电路编码器解码器低通平衡网络低通发送码流接收码流(编码信号)ab测试总线振铃控制信号用户线状态信号内部电源稳压电路输入控制译码二/四线接口摘机检测馈电与平衡电路话音通道传输振铃控制控制信号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//电话接口4C、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）回路。2）、M79R70内部具有过压保护的功能，可以抵抗TIP­­RING端口间的瞬时高压，如结合外部的压敏电阻保护电路，则可抵抗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15端(RV端)经TIP­­RING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低电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“闲”；B、用户摘机时，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，只采用DTMF双音多频拨号方式）；5）、在TIP­­RING端口间传输的话音信号为对地平衡的双向话音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡话音信号。AM79R70可以进行TIP­­RING端口与四线VTX端和RSN端间话音信号的双向传输和2/4线混合转换。6）、AM79R70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。7）、AM79R70提供的双向话音信号的传输衰耗均为－40dB。该传输衰耗可以通过AM79R70用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整8）、AM79R70的四线端口可供话音信号编译码器或交换矩阵使用。双音多频实验原理：DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器，其基本原理如图1—2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信号音对的4比特二进制码（D1～D4）。5图1-2典型DTMF接收器原理框图图1-3MT8870芯片管脚排列在本实验系统电路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。图1-3的管脚排列图。1、该电路的基本特性：A、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B、并行二进制码。C、可外接3.5795MHz晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。D、具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。E、二进制码为三态输出。F、提供基准电压（VDD\2）输出。G、电源+5VH、功耗15mwI、工艺CMOSJ、封装18引线双列直插2、管脚简要说明引出端符号说明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D01～D04输出，若为低电平输入，则禁止D01～D04输出。D01～D04数据输出，它是相应于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。CI\GT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，则此端即变为高输入电路高频组带通滤波器过零检测器码变换锁存与缓冲过零检测器低频组带通滤波器信号输入186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。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1-1所示，图1-4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的测量点为TP309。表1-1MT8870译码表fL（Hz）fH(Hz)NO.END04D03D02D0169712091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ7需要指出，一片8870芯片可以对两