搜索
ZY12ProEx12BD2程控交换原理实验系统实验指导书电子与信息工程学院电子与通信教学团队1实验一程控交换原理实验系统及控制单元实验一．实验目的1．熟悉该程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。2．体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。二．预习要求1．预习《程控数字交换原理与应用》和《单片微型计算机原理与接口技术》中的有关内容。三．实验仪器1．程控交换实验箱一台2．万用表一台3．电话单机四台四．实验原理1．电路组成图1-1实验系统的原理框图图1-2实验系统方框图图1-1是该实验系统的原理框图；图1-2是该实验系统的方框图，1.1用户模块电路主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：交换网络用户电路用户电路CPU中央处理单元交换网络用户电路用户电路用户线接口电路用户3用户线接口电路用户1用户线接口电路用户4用户线接口电路用户2输出显示电路二次稳压电路控制、检测电路时钟信号电路多种信号音电路CPU中央处理器键盘输入电路直流电源21.1.1用户线接口电路1.1.2二\四线变换器1.1.3PCM编译码电路1.2交换网络系统主要完成空分交换与时分交换两大功能，它由下列电路组成：1.2.1空分交换网络系统1.2.2时分交换网络系统1.3多种信号音电路主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：1.3.1450Hz拨号音电路1.3.2忙音发生电路1.3.3回铃音发生电路1.3.425Hz振铃信号电路1.4CPU中央集中控制处理器电路主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能：1.4.1键盘输入电路：主要把实验过程中的一些功能通过键盘设置到系统中。1.4.2显示电路：显示主叫方与被叫方的电话号码，同时显示通话时间。1.4.3输入输出扩展电路：显示电路与键盘输入电路主要通过该电路进行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。1.4.4双音多频DTMF接收检测电路：把MT8870DC输出的DTMF四位二进制信号，接收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。1.4.5用户状态检测电路：主要识别主、被叫用户的摘挂机状态，送给CPU进行处理。1.4.6自动交换网络驱动电路：主要实现电话交换通信时，CPU发出命令信息，由此电路实现驱动自动交换网络系统，其核心集成电路为SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。1.4.7信号音控制电路：它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照系统程序进行工作。1.4.8振铃控制电路：它也是按照CPU发出的指令进行工作。1.5系统工作电源主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：1．5．1内置工作电源：-48V，-12V，+5V，+12V1．5．2稳压电源：-8V，-5V2．键盘功能：图1-3键盘功能框图对图1-3所示的键盘功能作如下介绍：复位中继（d）确认会议电话时间3“时间”：该键可设置系统的延时时间。如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。“会议电话”：该键为召开电话会议的按键。会议电话设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。除“复位”键外，其他键均推失去功能。会议结束后，可按“复位”键重启系统。“中继”：该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。“确认”：该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。“复位”：该键为重启系统按键。在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。3．显示功能：主叫号码显示计时显示被叫号码显示图1-4显示电路图1-4是显示电路工作示意说明图。4．工作过程：以下是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-5。4图1-5程序工作流程示意图开始有用户呼叫吗？去话接续YESNO呼叫向主叫送拨号音第一位号码来了吗？NOYES拨号开始停送拨号音，收存号码内部处理被叫闲吗向主叫送忙音YESNO来话接续向被叫送铃音，向主叫送回铃音被叫应答吗？NOYES停送铃流，回铃音，接通电路话端挂机吗主叫挂机吗？NO拆线（释放复原）开始应答挂机NO5号码：68号码：88号码：89号码：69五、实验内容1．测量实验系统电路板中各测量点电压值，并记录。2．从总体上初步熟悉两部电话单机用空分交换方式进行通话。3．初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。4．观察并记录一个正常呼叫的全过程。5．观察并记录一个不正常呼叫的状态。图1-6呼叫识别电路框图六．实验步骤1．接上交流电源线。2．将K11~K14、K21~K24、K31~K34、K41~K44拨向下边；K70~K75拨向下边；K60~K63拨向下边。3．先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4．按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，数码管循环显示“P”，即可进行实验。5．将万用表拔至直流电压档，然后测量电源模块-48、-12、-5、+5、+12的电压是否正常：-48为-48V，-12为-12V，-5为-5V，+5为+5V，+12为+12V。(-48V允许误差±10%，其它为±5%)6．将四个用户接上电话单机。7．正常呼叫全过程的观察与记录。(现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验)7.1主叫摘机，听到拨号音，数码管显示主叫电话号码“68”。7.2主叫拨首位被叫号码“8”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“9”。7.3被叫振铃，主叫听到回铃音。7.4被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。数码管显示主叫号码和被叫号码，并开始通话计时。7.5挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机），另一方（被叫）听到忙音，计时暂停，双方都挂机后，数码管循环显示“P”。8．不正常呼叫的自动处理8.1主叫摘机后在规定的系统时间内不拨号，主叫听到忙音。(系统时间可以设置，在系统复位后按“时间”可循环显示“10”，“30”，“100”，分别表示10秒，30秒，1分钟，选定一个时间，按“确认”即系统时间被设置，在复位状态时，系统时间默认为10秒。)交换网络系统68.2拨完第一位号码后在规定的系统时间内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。8.3号码拨错时（如主叫拨“56”），主叫听到忙音。8.4被叫振铃后在规定的系统时间内不摘机，被叫振铃音停，主叫听到忙音。七．注意事项对实验系统加电一定要严格遵循先打开系统工作电源的“交流开关”，然后再打开直流电源输出开关J8，J9。实验结束后，先分别关直流电源输出开关J8，J9。最后再关“交流开关”，以避免实验电路的器件损坏。八．实验报告1．画出实验系统电路的方框图，并作简要叙述。2．对正常呼叫全过程进行记录。7实验二用户线接口电路及二\四线变换实验一．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PBL38710电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。3．了解二\四线变换电路的工作原理。二．预习要求认真预习《程控数字交换原理与应用》中有关用户线接口电路等章节。三．实验仪器1．程控交换实验箱一台2．电话单机二台3．20MHz示波器一台4．万用表一台四．实验原理1．用户接口电路的作用在现代电话通信设备与程控交换机中，由于交换网络不能通过铃流、馈电等电流，因而将过去在公用设备（如绳路）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成。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。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，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成，随着微电子技术的发展，近十年来在国际上陆续开发多种模拟SLIC，它们或是采用半导体集成工艺或是采用薄膜、厚膜混合工艺，并已实用化。在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSCHT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），其余功能由所谓集成模拟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-48V，用户的馈电电流一般是20mA~30mA，铃流是25Hz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）、O（过压保护）、R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）七项功能。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：1.1馈电（B-Batteryfeeling）：向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为-48V，环路电流不小于18mA。1.2过压保护（O-Overvoltageprotection）：防止过压过流冲击和损坏电路、设备。1.3振铃控制（R-RingingControl）：向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/75Vrms正弦波。1.4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8以送往控制网络和交换网络。1.5编解码与滤波（C-CODEC/Filter）：在数字交换中，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，统称为编译码器（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。1.6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，现在改为集成电路实现，因此称为“混合电路”。1.7测试（T-Test）：对用户电路进行测试。模拟用户线接口功能见图2-1。图2-1模拟用户线接口功能框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爱立信公司的PBL38710，它包括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、语音信号的二\四线混合转换，用户电路的双向传输衰耗均为-1dB，供电电源+5V和-5V。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。2.1该电路的基本特性2.1.1向用户馈送铃流2.1.2向用户恒流馈电2.1.3过压过流保护2.1.4被叫用户摘机自截铃2.1.5摘挂机检测和LED显示2.1.6语音信号的2/4线转换2.1.7无需耦合变压器馈电电源铃流发生器低通低通混合电路振铃控制馈电电路过压保护电路编码器解码器平衡网络模拟用户线发送码流接收码流振铃控制信号用户线状态信号92.1.8体积小及低功耗2.1.9极少量外围器件2.1.10封装形式为PLCC28封装图2-2PBL38710的管脚排列图2.2PBL38710引出端功能的说明1脚BGND：数字地。2脚VBAT2：低电源供电。3脚VBAT：高电源供电。4脚VCC：+5V供电。5脚HB：高低电源选择控制端。6脚NC：空。7脚VR：低压铃流信号输入。8脚RSG：内在饱和电阻。9脚E1：控制允许输出端。10脚VBAT：高电源供电。