上課用交換技術(shù)試驗講義

1、Q需要開展的試驗試驗報告上寫的試驗:試驗名稱1交換系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)認(rèn)識和人工交換2用戶話路PCM編譯碼實驗3時分交換實驗4二/四線變換與回波返損測試5電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測和雙音多頻接收與檢測實驗實驗1交換系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu) 錯誤！未定義書簽。實驗3電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測實驗錯誤！未定義書簽。 實驗4雙音多頻（DTMF ）接收與檢測實驗錯誤！未定義書簽 實驗6用戶話路PCM編譯碼實驗 錯誤！未定義書簽。實驗8二/四線變換與回波返損測試實驗錯誤！未定義書簽。 實驗10人工交換實驗.錯誤！未定義書簽。實驗12時分交換（MT8980）實驗錯誤！未定義書簽。實驗1交換系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、實驗?zāi)康牧私饨粨Q系統(tǒng)

2、的組成與結(jié)構(gòu)，為以后的實驗打基礎(chǔ)。、交換系統(tǒng)總體介紹圖1-1是程控交換實驗系統(tǒng)方框圖。圖1-1交換系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)方框圖程控交換系統(tǒng)由10個主要功能電路模塊組成，各模塊的組成及主要作用如下：1 電話用戶接口電路提供了4路電話用戶接口電路，其中電話D設(shè)計成可插拔的模塊結(jié)構(gòu)。用戶接口電路現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義使用的主芯片為 PBL 38710,可實現(xiàn)饋電（B）、二/四線變換（H）,摘掛機檢測（S）和鈴 流驅(qū)動（R）等功能。另外，用戶接口電路對發(fā)送信號可進行放大、衰減調(diào)節(jié)。四路電話 的呼叫號碼分別為 48、49、68、69。2. 編譯碼和濾波器 C（Codec & Filters）使用的主芯片為TP30

3、57,主要實現(xiàn)單路語音的語音濾波、PCM編譯碼功能。3. 雙音多頻（DTMF檢測電路使用的主芯片為 MT887Q DTMF接收器先經(jīng)高、低群帶通濾器進行f l / f h區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應(yīng)于DTMF的兩路 仇、fH信號輸出。該兩路信號經(jīng)譯碼、鎖存、緩沖，恢復(fù)成對應(yīng)于 16種DTMFB號的4比特二進制碼（D1D4）,再送給記發(fā)器進行號 碼識別以便控制交換網(wǎng)絡(luò)接通被叫用戶話路。電話A, B共享一路DTMF僉測器，電話C, D共享另一路DTMF僉測器。4信令處理器和記發(fā)器電路（中央處理器）它是U101 （AVR單片機）及外圍電路構(gòu)成，在系統(tǒng)軟件的作用下，完成鍵盤掃描和液 晶顯示、工作

4、狀態(tài)指示和接收計算機數(shù)據(jù)。同時完成對話機狀態(tài)的監(jiān)視、信號音及鈴流輸 出控制、電話號碼的識別、交換命令發(fā)送等功能。具體敘述如下：（1） 用戶狀態(tài)檢測電路：接收各個用戶線接口電路輸出的用戶狀態(tài)檢測信號DETX（ X 是話路的序號），可以是A、B C、D,例如DETA是第一話路的用戶狀態(tài)檢測信號（下面 文字說明中標(biāo)號的 X含義與此處相同），信號直接送入 CPU的PE 口，以識別主、被叫用 戶的摘掛機狀態(tài)。（2） 電話用戶信令音控制電路：主要由單片機U101及電子開關(guān)CD4066組成，在單片機U101的作用下，分別分時地將上述EPM240產(chǎn)生撥號音、忙音、回鈴音等三種信號通過電子開關(guān)CD4066送入主

5、叫用戶。（3） 鈴流控制電路：自動交換時，在單片機U101作用下，EPM240輸出的鈴流音信號（RING），由PBL38710提升鈴流信號電壓，使其有效值達到75V左右，送往電話機。（4） DTMF接收控制電路：當(dāng) MT8870收到電話號碼后，便發(fā)出使能信號向單片機U101申請中斷，同時將譯碼的電話號碼數(shù)據(jù)（DTMFD4）送給單片機 U101進行處理。5. 時序與控制器電路主要由CPLD可編程數(shù)字邏輯器件 EPM240及外圍電路構(gòu)成，它產(chǎn)生并輸出下列信號：（1）500Hz連續(xù)方波（即撥號音信號）（2）忙音脈沖，即0.35秒通、0.35秒斷的周期方波（3） 回鈴音脈沖，即1秒通、4秒斷的周期方波

6、（4）25Hz周期方波（振鈴信號）（5）PCM編譯碼器的時序、時鐘信號。（6） 各接口電路間的控制片選信號。.6. 交換網(wǎng)絡(luò)控制器主要由單片機 U103和片外存儲器 U109構(gòu)成，完成交換網(wǎng)絡(luò)模塊的交換控制工作。片外存儲器U109可下載存儲學(xué)生的二次開發(fā)程序。7. 交換網(wǎng)絡(luò)模塊(1)人工交換：各電話用戶發(fā)送、接收端信號通過銅鉚孔開放出來，可通過手動連線完成電話信息的交換工作。(2 )空分交換網(wǎng)絡(luò)：主要由MT8816芯片構(gòu)成，完成空分路由選通。(3) 數(shù)字時分程控交換網(wǎng)絡(luò)：分別由 MT8980 CPLD DSP等芯片構(gòu)成三種不同實現(xiàn) 方式的時分交換模塊。(4) 除人工交換外，其它交換方式的實驗需

7、通過更換相應(yīng)的實驗?zāi)K來完成。&液晶鍵盤由字符型液晶和薄膜鍵盤電路組成：它們共同完成交換功能設(shè)置，和對話路交換狀態(tài)的同步顯示、話路時隙分配設(shè)置等功能。9電源供給分別提供-12V、+5V、+12V、-48V、-5V、-24V、3.3V等直流電源。其中前四組直流電 源的通斷，通過平臺左上角的發(fā)光二極管指示。10.接口電路時分中繼接口、數(shù)字光纖通信接口和計算機通信接口，分別完成數(shù)字時分局內(nèi)通信、 數(shù)字時分的局間通信與計算機的通信等功能。三、實驗內(nèi)容及實驗設(shè)備1. 小電話單機2部；2熟悉本實驗平臺的組成與結(jié)構(gòu)；3. 熟悉各組成模塊的構(gòu)成元器件及其完成的作用。四、實驗步驟1. 在關(guān)電情況下，交換網(wǎng)絡(luò)接口

8、上插上“空分交換模塊(MT8816)”。2. 打開實驗箱右側(cè)的總電源開關(guān)，電源輸入電路加電，電源指示燈(左上角的LED發(fā) 光二極管)亮。3按一下薄膜開關(guān)的“復(fù)位”鍵，系統(tǒng)復(fù)位一次，液晶顯示“歡迎使用”。4. 按“開始”鍵，進入菜單的主要工作狀態(tài)選擇，分“人工交換”，“空分MT8816 ,等多種工作方式。具體設(shè)置說明請參見實驗5。5. 選擇空分交換方式“空分MT8816, “空分”指示燈亮。6. 分別給電話A、B接上電話單機，正常呼叫。注意液晶顯示及其他一些指示燈的變化， 熟悉信令程控交換與話音信號通信交換的全過程?，F(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義7電話A默認(rèn)電話號碼為：48,.電話B默認(rèn)電話號碼為：49。

9、注：本實驗平臺上的跳線開關(guān)K301、K401、K501、K601默認(rèn)設(shè)置：跳線1-2腳連。五、實驗報告要求根據(jù)對實驗的初步認(rèn)識，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖做簡要敘述。7實驗3電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測實驗一、實驗?zāi)康? 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(shù)要求及測量方法。二、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(dāng)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(zhǔn)備好有關(guān)設(shè)備，此外，還要把指明呼叫 的目的地的信號發(fā)往交換機。當(dāng)用戶

10、想要結(jié)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(shè)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(guān)于交換機設(shè)備狀況，以及被叫用戶狀態(tài)的信號。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(yīng)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500Hz的方波信號，例如：撥號音：(Dial tone )連續(xù)發(fā)送的500Hz信號?；剽徱簦?Echo tone ) 1秒送，4秒斷的5秒

11、斷續(xù)的500Hz信號。忙音： (busy tone ) 0.35秒送，0.35秒斷的0.7秒斷續(xù)的500Hz信號。B. 振鈴信號(鈴流)：一般采用頻率為 25Hz,幅度為75V 15V的交流電壓，以1秒 送，4秒斷的5秒斷續(xù)方式發(fā)送。在本實驗系統(tǒng)中，CPLD可編程器件EPM240用作程控交換系統(tǒng)的交換/控制模塊與各種 信號產(chǎn)生模塊，簡稱信令信號產(chǎn)生單元。其內(nèi)部邏輯組成框圖如圖3-1所示。EPM240在系統(tǒng)編程時，無需專門的編程器，器件安裝在系統(tǒng)中后，用戶可以在不改變 電路結(jié)構(gòu)或電路板硬件設(shè)置的情況下，不必拔出芯片即可為重構(gòu)邏輯而對芯片進行編程或重新編程。這將使設(shè)計修改更加方便，邏輯功能更加靈活

12、，編程更加快捷。通過對CPLD器件EMP 240進行編程，產(chǎn)生程控交換所需各種用戶信令信號的輸出， 加電即運行。CPLD可編程器件輸出的信令及控制信號(請參見圖2-3用戶線接口電路電原理圖)1 用戶信令選擇控制信號 ,如 SELA-3, SELB 0-3, SELC 0-3 ,SELDo-3。2 撥號音信號(Dial signal )3 .回鈴音信號(Echo signal )11-“.a.-.fi-t.-.-.-.-.-e-t-i et-eiW.c.e 亠.7 e：.宀:W.5.*現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義4.忙音信號(Busy signal )5.鈴流信號(Ring signal )6.振鈴?fù)〝?/p>

13、控制信號 CA,CB,CC,CD7.其它工作時鐘及片選信號圖3-1 CPLD可編程器件內(nèi)部框圖關(guān)于信令信號的波形可見圖3-2波形示意圖:回鈴音：由U01 EPM 240可編程器件產(chǎn)生，為 1秒通、4秒斷的重復(fù)周期為 5秒的信 號，幅度在1V左右。測量為TP0 8。測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。忙音：由U01 EPM240可編程器件產(chǎn)生，為0.35秒通，0.35秒斷的重復(fù)周期為 0.7S 的500Hz的信號，幅度在1V左右。測量點為TP09,測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。撥號音：由U01 EPM240可編程器件產(chǎn)生，頻率為 500Hz,幅度在1V左右。測量點為 TP10,測量時注意示波器

14、的掃描周期的調(diào)節(jié)。需要通過功率提升，向用戶話機送出鈴流，分別為CA CB CC CD,在TP307可以測出完成振鈴。各電話用戶的振鈴?fù)〝嗫刂菩舼CA其他幾個點和CA樣，省略了測量點。鈴流音：由U01芯片EPM 240可編程器件產(chǎn)生的 25Hz方波經(jīng)RC積分電路后形成，它的測量點為TP11，測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。鈴流信號送入PBL 387 10 后,TP08回鈴曰0TP10忙音TP090 L ： I ：L_0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s0.35s圖3-2各測量點波形圖示意圖、實驗內(nèi)容1 用示波器測量各測量點撥號音、忙音、回鈴音及鈴流控

15、制信號的波形。四、實驗步驟1 打開實驗箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)工作，薄膜開關(guān)選擇“人工交換”具體設(shè)置說明請參見實驗5;2 .調(diào)整好示波器狀態(tài)，先分別測量TP08 TP09、TP10及TP11各測量點的波形，了解各點波形的特征；3. 下面我們將把上列 CPLD產(chǎn)生的各信令信號波形與電話呼叫時具體信號音進行對比實 驗，讓學(xué)生對這些信號特征有個感性的認(rèn)識；現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義電話A電話B分別接上電話單機。4摘下電話A,聽電話聽筒中傳出的聲音，即撥號音，對照測量TP303點波形（此時情況同TP10），記錄并畫出波形的示意圖；5.電話A撥號49,撥號音停，然后聽電話聽筒中傳出的聲音，即回鈴音，

16、對照測量TP303點波形（此時情況同 TP08），記錄并畫出波形的示意圖；6 此時，電話B振鈴響，此信號是由 TP11的信號送到電話接口電路后經(jīng)功率提升，在 中央控制單元的控制下，鈴流信號驅(qū)動電話B振鈴（振鈴信號功率較大，不要求測量）。7.當(dāng)電話A摘機后超過20秒無撥號、撥空號或電話 B忙（已摘機）等，此時聽電話A聽筒中傳出的聲音，即忙音，對照測量TP303點波形（此時情況同 TP09）,記錄并畫出波形的示意圖；&更換電話B進行實驗，實驗步驟與上同，對應(yīng)的測試點為TP403注意：TP303測試點上信號會因電話呼叫接續(xù)情況不同而不同。電話B、C、D對應(yīng)的測試點分別為： TP403 TP503 T

17、P604。五、實驗注意事項1 此項實驗必須要由兩人合作完成。2此時只有信令的自動交換而沒有信息的交換，所以實際上是不能通話的。3. TP08、TP09 TP10 TP11所測波形，只是 CPLD直接產(chǎn)生的或者經(jīng)過積分的波形，不 受電話呼叫接續(xù)的控制。六、實驗報告要求1.認(rèn)真畫出實驗過程各測量點波形。2對各測量點特性進行分析，熟悉他們之間的區(qū)別和各自的作用。13現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義實驗4雙音多頻（DTMF ）接收與檢測實驗、實驗?zāi)康?觀測電話機發(fā)送的 DTMF言號波形；2 了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的接收和檢測方法;3.熟悉該電路的組成結(jié)構(gòu)及工作過程。二、實驗電路工作過程DTMF接

18、收器包括DTMF分組濾波器和 DTMF譯碼器，其基本原理如圖 4-1所示。DTMF 接收器先經(jīng)高、低群帶通濾器進行fL / f h區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應(yīng)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(fù)成對應(yīng)于16種DTMF言號音對的4比特二進制碼（D1D4）。D4D1D2D317圖4-1 典型DTMF接收器原理框圖N +TeVREFJoscTOSCOVSS1 118 2173164155M613712811910VDDCUGTECOODD04DQ3DO?eF圖4-2MT8870芯片管腳排列在本實驗系統(tǒng)電路中,1.電路的基本特性DTMF接收器采用的是 MT887

19、0芯片。圖4-2為管腳排列圖。（1）提供DTMF信號分離濾波和譯碼功能，輸出相應(yīng)16種DTMF頻率組合的4位并行二進制碼。（2）可外接3.5795MHz晶體，與內(nèi)含振蕩器產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率信號。（3 ）具有抑制撥號音和模擬信號輸入增益可調(diào)的能力。（4 ）二進制碼為三態(tài)輸出。（4）提供基準(zhǔn)電壓（VDD2）輸出。（5）電源+5V（6）功耗15mw（7）工藝CMOS（8）封裝18引線雙列直插2 管腳簡要說明IN+ , IN-運放同、反相輸入端，模擬信號或DTMF言號從此端輸入。FB運放輸出端，外接反饋電阻可調(diào)節(jié)輸入放大器的增益。VREF基準(zhǔn)電壓輸出。IC內(nèi)部連接端，應(yīng)接地。OSC, OSC振蕩器輸入、輸出

20、端，兩端外接3.5795MHz晶體。EN數(shù)據(jù)輸出允許端，若為高電平輸入，即允許 D01D04輸出，若為低電平輸入，則禁止 D01D04輸出。D01D04數(shù)據(jù)輸出，它是相應(yīng)于 16種DTMF言號（高，低單音組合）的 4位二進制并行碼，為三態(tài)緩沖輸出。CIGT控制輸入，若此輸入電壓高于門限值VTSt，則電路將接收 DTMF單音對，并鎖存相應(yīng)碼字于輸出，若輸入電壓低于VTSt，則電路不接收新的單音對。EC初始控制輸出，若電路檢測出一可識別的單音對，則此端即變?yōu)楦唠娖剑魺o輸入信號或連續(xù)失真，則EC返回低電平。CID延遲控制輸出，當(dāng)一有效單音對被接收，CI超過VTSt，輸出鎖存器被更新，則CID為高電

21、平，若 CI低于VTSt，則CID返至低電平。Vdd接正電源，通常接+5V。Vss接負(fù)電源，通常接地。3.電路的基本工作原理它完成典型 DTM F接收器的主要功能：輸入信號的高，低頻組帶通濾波、限幅、頻率檢測與確認(rèn)、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩, 的輸入端輸入，經(jīng)過輸入運放和撥號音抑制 頻組濾波器以分離檢測出高、低頻組信號。如果高、低頻組信號同時被檢測出來，監(jiān)測等，具體說來，就是一濾波器進行濾波后,DTMFft號從芯片分兩路分別進入高、低- 便在EC0輸出高電平作為有效檢測 DTMFft號的標(biāo)志；如果 DTMF言號消失，則ECO即返至低電平，與此同時，ECO通過外接R向C充電，得到CI、GT。若

22、經(jīng)tGTP延時后,CI、GT電壓高于門限值 VTst時，產(chǎn)生內(nèi)部標(biāo)志，這樣，該電路在 出現(xiàn)ECO標(biāo)志時，將證實后的兩單音送往譯碼器，變成4比特碼字并送到輸出鎖存器，而CI標(biāo)志出現(xiàn)時，則該碼字送到三態(tài)輸出端D01D04,另外，CI信號經(jīng)形成和延時，從CID端輸出，提供一選通脈沖，表明該碼字已被接收和輸出已被更新，如若積分電壓降到門限 VTst以下，使CID也回到低電平。MT8870的譯碼表見3-1所示，圖3-3為雙音多頻實驗系統(tǒng)的電原理框圖。其中，數(shù)據(jù)輸出允許端EN測量點為TP308,為電話A、B共用。表3-1MT8870譯碼表fL (Hz)f h(Hz)NO.END04D)3D)2D01697

23、12091HLLLH69713362HLLHL69714773HLLHH77012094HLHLL77013365HLHLH77014776HLHHL85212097HLHHH85213368HHLLL85214779HHLLH94113360HHLHL9411209*HHLHH9411477#HHHLL6971633AHHHLH7701633BHHHHL8521633CHHHHH9411633DHLLLLLZZZZ需要指出，本實驗系統(tǒng)采用一片MT8870芯片對兩路用戶電路進行號碼檢測接入（資源共享方式），為了不影響電路的正常工作，則由模擬開關(guān)來接通或斷開DTMF信號，模擬開關(guān)的第二個作用是它

24、對非撥號狀態(tài)下的話音信號進行隔離，阻止話音信號進入MT8870芯片，防止誤動作的發(fā)生。在實際應(yīng)用中，一片MT8870可以最多接入檢測16路用戶電路的DTMF信號，此時，采取排隊等待方式進行工作。當(dāng)然，在具體設(shè)計這方面的電路時， 可要全面考慮電路的設(shè)計，使之能正常工作而不出現(xiàn)漏檢測現(xiàn)象。現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義19至 記 發(fā) 器 單 元開關(guān)2來自CPU控制輸入圖3-3雙音多頻實驗系統(tǒng)的電原理框三、實驗內(nèi)容1用示波器觀察并測量發(fā)送DTMF言號的波形。2.用示波器觀察 DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的測量點，撥號時注意其相應(yīng)允許端的電平變化。四、實驗步驟1. 打開實驗箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，

25、系統(tǒng)開始工作，無需選擇工作方式；2電話A、電話E分別接上電話單機；3將示波器一通道放在 1VT連接鉚孔上，即測量發(fā)送的 DTMF言號的波形；另一通道放 在TP308上，即測量DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端EN的信號波形（注意需選擇 DC直流檔和2V檔；只有正常摘機撥號時，MT8870才工作）;4.將電話A用戶摘機，聽到撥號音后開始撥打?qū)Ψ教柎a，即按49鍵，撥號時注意TP308波形的電平變化（即通知系統(tǒng)中的記發(fā)器模塊接收DTMF系統(tǒng)輸出的譯碼數(shù)據(jù)）；5電話B振鈴響，摘下話機（此時因沒有信息交換，只是信令的自動交換，所以電話 間不能進行通話）；6.撥電話A上的任意鍵，此時注意觀察1VT連接鉚孔的

26、波形，即電話 A發(fā)送的DTMF言號的波形（此時TP308的波形應(yīng)始終為低電平）；7 長按電話A的“ 1”鍵不放，調(diào)整好示波器，觀察1VT連接鉚孔的波形，即兩個不同頻率的正弦波的疊加波形（具體參數(shù)可見表3-1 MT8870譯碼表）；&長按電話B的某鍵（1、2、3等）不放，調(diào)整好示波器，觀察2VT連接鉚孔的波形。結(jié)合表3-1，觀測對比1VT和2VT波形，思考電話號碼雙音多頻信號頻率組成和其在 程控交換系統(tǒng)中的工作原理。五、實驗報告要求1 .分析并敘述電話號碼雙音多頻信號頻2. 了解DTMF接收器的工作原理，畫出率組成和工作原理。其原理框圖，簡要敘述工作過程數(shù)字程控交換綜合實驗雙音多頻波形圖:21數(shù)

27、字程控交換綜合實驗實驗6用戶話路PCM編譯碼實驗、實驗?zāi)康?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TP3057各測量點的工作波形。二、電路組成電話用戶電路的模擬信號與數(shù)字信號的變換是通過PCM編譯碼器碼器完成的。PCM(脈沖編碼調(diào)制)就是把一個時間連續(xù)、取值連續(xù)的模擬信號變換成時間離散、取值離散 的數(shù)字信號后在信道中傳輸。脈沖編碼調(diào)制是對模擬信號進行抽樣，量化和編碼。本實驗 中采用TP3057集成電路完成PCM編碼和譯碼功能。關(guān)于 TP3057更詳細(xì)的技術(shù)資料可到網(wǎng) 上查詢，由于詳細(xì)精確的芯片資料大部分都是英文版本

28、，所以這里要求學(xué)生具備一定英文 資料查閱能力。Ge neral Description : The TP3057 family con sists of A-law mono lithic PCM CODEC/filters utilizi ng the A/D and D/A conversion architecture show n in Figure 1, and a serial PCM in terface. The devices are fabricated using Natio nals adva need double-poly CMOS process (microCM

29、OS). The en code portion of each device con sists of an in put gain adjust amplifier, an active RC pre-filter which elimi nates very high freque ncy no ise prior to en teri ng a switched-capacitor band-pass filter that rejects signals below 200 Hz and above 3400 Hz. Also included are auto-zero circu

30、itry and a compa nding coder which samples the filtered sig nal and en codes it in the compa nded m-law or A-law PCM format. The decode portion of each device con sists of an expa nding decoder, which recon structs the an alog sig nal from the compa nded m-law or A-law code, a low-pass filter which

31、corrects for the sin x/x resp onse 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 asynchrono us; tran

32、 smit and 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 。實驗中的TP3057芯片工作時序控制采川短幀I非同步法。SHORT FRAME SYNC OPERATION :：e The COMBO can utilize eith

33、er a short framesync pulse or a long frame sync pulse. Upon : power in itializati on, the device assumes a short frame mode. In this mode, both frame :訂 sync pulses, FSX and FSR, must be one bitclock period long, with timing relationships specified in Figure 2. With FSX high during a falli ng edge o

34、f BCLKX, the next risi ng edge of BCLKX en ables 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. With FSR high during a falling edge of BCLKR (BCLKX in synchronous m

35、ode), the next falling edge of BCLKR latches in the sig n bit. The follow ing seve n falli ng edges latch in the seve n rema ining bits. All four devices may utilize the short frame sync pulse in synchronous orasynchronous operating mode 。25onPa現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義在PCM脈沖編碼調(diào)制中，話音信號先經(jīng)防混疊低通濾波器，然后進行脈沖抽樣，變成8KHz重復(fù)頻

36、率的抽樣信號（即離散的脈沖調(diào)幅 PAM信號），然后將幅度連續(xù)的 PAM信號用 類似“四舍五入”辦法量化為有限個幅度取值的信號，再經(jīng)編碼后轉(zhuǎn)換成二進制碼。對于 電話。CCITT規(guī)定抽樣率為8KHz,每抽樣值編8位碼，即共有28=256個量化值，因而每話 路PCM編碼后的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)碼率是 64kb/s。此芯片的壓縮特性是 A律十三折線非均勻量化編碼， 常應(yīng)用于PCM30/32路系統(tǒng)中。一般以 2.048Mbit/s 的速率來傳送信息（可容納32路PCM編碼）。它的發(fā)送時序與接收時序直接受U01產(chǎn)生的脈沖信號 FSX和FSR控制。單路PCM編碼數(shù)據(jù)是在某一個確定的時序中被發(fā)送出去，而在其它時序編碼器是沒

37、有輸出的。同樣在一個PCM幀里，單路PCM譯碼能在某一個確定的時序里，接收8位PCM碼。由于四路數(shù)字電話用戶的PCM編譯碼電路的原理圖都是一樣的，因此只對電話 A進行說明，其它各路電路和測試點對應(yīng)相同。電話A用戶端的PCM編譯碼的組成方框圖如圖6-1所示。電話語音信號，經(jīng)過二 /四線轉(zhuǎn)換后分為發(fā)送和接收部分。電話發(fā)送部分的去話語音信號由1VT，經(jīng)過PCM編碼器轉(zhuǎn)TP305 （即來自數(shù)字交換成數(shù)字信號經(jīng) TP304送往數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)；電話來話的數(shù)字信號經(jīng)換網(wǎng)絡(luò)）及PCM譯碼器轉(zhuǎn)換成模擬語音信號并經(jīng)1VR送往電話用戶接口電路的接收部分。J：-：., nn；.：；： ”琴二：n.g#現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講

38、義工作時鐘U01數(shù)字時分交換網(wǎng)絡(luò)TP304TP305IA/DD/A1VRI用戶電話接口電路電話A29圖6-1 PCM通信系統(tǒng)組成方框圖本實驗?zāi)K中，電話 A、電話B電話C電話D等四路用戶的PCM編碼速率都設(shè)置為 2.048Mbit/s 。各路的發(fā)送時序 FSX與接收時序FSR相同，默認(rèn)時隙號分別為4、8、16、24,對應(yīng)的測試點分別為為TP02、TP03、TP04 TP05,參考0時隙測試點為 TP06。實驗時，設(shè)置“時分 MT8980方式，此時，可編程數(shù)字邏輯器件U01將TP3057芯片的上述工作時序和時隙送往各路電話用戶電路。另外，TP3057芯片內(nèi)部模擬信號的輸入端有一個語音帶通濾波器，

39、其通帶為200HZ4000HZ,所以輸入的模擬信號頻率只能在這個范圍內(nèi)。當(dāng)輸入模擬語音信號被采樣的幅值 為正向最大、0電平、負(fù)向最大時 TP3057對應(yīng)的編碼值如下圖 6-2所示。ENCODING FORMAT ATD OUTPUTTP3054TP3057A-Law(IncUudea Evon Bit Inversion)Vj (slL GS#= + Full-Scale1000 000010 10 10 10Vm (alGSK)*0Vlo11111111I111111111 01 01 010 1010 1011(atGSkJ=-FuI-Scale000Q000000 10 10 10圖6-

40、2 PCM編碼輸出表三、實驗內(nèi)容及步驟1. 在關(guān)電情況下，交換網(wǎng)絡(luò)接口上插上“時分 MT8980交換模塊，保管好其它模塊；2. 打開實驗箱電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作；3. 電話A和電話B分別接上電話單機；4. 液晶選擇“時分MT8980 交換方式，此時U01將控制時序信號和脈沖送往各個電話 用戶電路（2.048Mbit/s 的速率，可容納 32路PCM編碼），各路TP3057芯片即運行；5. 將電話A與電話B按正常呼叫接通，即電話 A撥號49,建立正常通話。通過話機講話或按鍵（雙音多頻信號），對方即可聽到。此時，電話A發(fā)的語音信號將經(jīng)過 PCM編碼變成相應(yīng)的數(shù)字信號，經(jīng)過時分交換網(wǎng)絡(luò)

41、，送往電話B的PCM譯碼器，譯碼還原后送進電話B聽筒；電話B話筒信息交換到電話 A聽筒的過程與此類似；6根據(jù)步驟3的分析，電話 A的1VT點波形應(yīng)與電話 B的2VR點波形同（模擬信號）， TP304波形應(yīng)與TP405波形同（PCM編碼信號）；7. 用示波器驗證步驟 6結(jié)果，注意觀測 PCM編碼波形，如 TP304、TP405。觀測時示波 器的觸發(fā)通道放在 PCM編碼波形的幀同步窄脈沖 TP02上，另一通道放在 PCM編碼波形測 點上，調(diào)整示波器，即可觀測到 PCM勺8位編碼波形；8. 對電話講話或按鍵，看對應(yīng)的PCM編碼波形有何變化；9. 更換其它電話呼叫組合繼續(xù)進行實驗；10. 如使用的示波

42、器無法看清高速的 PCM編碼數(shù)據(jù)，可設(shè)置系統(tǒng)的 PCM編碼時鐘為64K, 這樣一幀中只可容納 1路PCM數(shù)據(jù)。方法是：在關(guān)電的前提下，更換交換模塊“時分CPLD, 加電后，菜單選擇對應(yīng)的項目，其它操作步驟與前同；注：實驗中電話 A的各測量點波形說明如下，其它電話用戶的測試點與上對應(yīng)相同；1VT:電話A去話話音信號，即 PCM模擬輸入TP304:電話A PCM編碼器編碼的數(shù)字信號輸出TP305:電話A PCM譯碼器接收的數(shù)字信號輸入1VR電話A來話話音信號，即 PCM模擬話音信號輸出四、實驗報告要求1 畫出各測量點的波形，并注明它是在何種狀態(tài)下測試到的波形。2. 檢索、消化 PCM編譯器芯片TP

43、3057相關(guān)資料，并簡述其工作原理。3畫出TP02波形，簡述時序信號在時分復(fù)用中所起的作用。實驗8二/四線變換與回波返損測試實驗一、實驗?zāi)康?熟悉二/四線變換電路的工作原理；2. 了解回波的定義、產(chǎn)生的原因及其對通信的影響。二、電路工作原理（一）二/四線變換電路在實驗系統(tǒng)中，用戶線端口采用二線制，即發(fā)送與接收的話音信號在一條共用的線對 （TR）中傳輸，而交換網(wǎng)絡(luò)端口采用四線制，即發(fā)送與接收的話音信號分別在獨立的線對 （丁）與（R中傳輸。因此，用戶線與交換網(wǎng)絡(luò)之間需加上二線制與四線制的變換電路， 如圖8-1所示：對二/四線變換的要求為：1. 將二線電路轉(zhuǎn)換成四線電路；2信號由四線收端到四線發(fā)端要

44、有盡可能大的衰減，衰減越大越好；3. 信號由二線端到四線發(fā)端和由四線收端到二線端的衰減應(yīng)盡可能小，越小越好;4. 應(yīng)保持各傳輸端的阻抗匹配。交 換 網(wǎng) 絡(luò) 接 口圖8-1 二/四線變換電路功能框圖（二）回波返損實驗二/四線變換電路如圖 8-2所示，由于二/四線變換器各端口阻抗不匹配R-T之間的衰減不可能為無窮大，接收信號將會漏到發(fā)送支路，因此將產(chǎn)生回波。普通電話通信回波 傳輸過程如圖8-3所示：發(fā)話人講話的信號經(jīng)放大，線路及交換網(wǎng)絡(luò)等衰減，傳送至對方，經(jīng)對方的2/4線變換電路從 R漏到T,再由對方的發(fā)送支路傳回到本方收，并從授話器輸 出。對市話和短矩離通話，發(fā)話人對此感覺并不明顯，但對長途通信

45、，特別是衛(wèi)星通信，現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義回波與本人講話有較大時延時，則發(fā)話人將在自己的授話器中聽到時延的本人講話，這是 令人不能接受的，因此必須盡可能地減小回波或采用回波抵消技術(shù)消除回波。由上可見，回波的大小與發(fā)送和接收通路的增益及線路衰減以及對方二/四線變換電路R-T的衰減等因素有關(guān)。雖然線路衰減是隨機的，但由于發(fā)送和接收通路的增益可以調(diào) 節(jié)，并且系統(tǒng)中通路各點電平有嚴(yán)格規(guī)定。因此發(fā)送通路和接收通路的總增益是確定的。 為簡化計算，假設(shè)發(fā)送通路和接收通路的增益和衰減相抵消，通路總增益均為零。因此回 波大小完全由二/四線變換電路R-T的衰減決定。#圖8-2 理想二/四線變換器用戶話機嚴(yán)*T發(fā)送接收

46、R發(fā)送接收用戶小話機圖8-3實際電話網(wǎng)中回波傳輸過程示意圖回波的影響可用回波返損（又稱對端損耗）來表示?；夭ǚ祿p定義為：本端機發(fā)送電平與回波電平之比并取對數(shù)。根據(jù)以上假設(shè)通路總增益為零時，則本端機發(fā)送電平即為對方二/四線變換器 R端輸入電平；本端機回波電平即為對方二/四線變換器R-T漏電平則回波返損=盹R端輸入電平RT漏電平dB如圖（圖8-3）中，測量左端電路抑制回波的能力。簡單直接的測量方法是：在右端二/四線變換器的R端加入一個標(biāo)準(zhǔn)模擬信號， 可測的波形（漏過去的信號）即為回波。用 端電路的回波返損值。回波返損越大，表示從R端漏到T端的此時在無其它信號輸入的情況下,y信號電平越低,在其T端按

47、上面公式即可求得左/四線變換電路抑制回波數(shù)字程控交換綜合實驗的能力越強。這里應(yīng)強調(diào)說明：用此方法測得某話路二/四線變換器抑制回波的能力實際是與該話路通信的另一方電路的回波返損。后面為敘述方便，我們簡稱回波返損。三實驗內(nèi)容1通過主叫與被叫的摘、掛機撥號、通話等操作，了解各種信號在二/四線變換電路中的傳輸。2. 觀察用戶模塊二/四線變換輸出的來話（1VR與去話（1VT）的回波現(xiàn)象。3. 在測量點1VT與1VR測量電話A的二/四變換網(wǎng)絡(luò)（廣義概念，包括了一些外圍電路） 的回波返損。四、實驗步驟1在關(guān)電的情況下，拔掉交換網(wǎng)絡(luò)接口上交換模塊；2.打開實驗箱右側(cè)電源開關(guān)，電源指示燈亮，系統(tǒng)開始工作；3電話

48、A、電話B分別接上單機，液晶上選擇“人工交換”方式；4. 電話A （電話號碼：48）與電話B （49）為例，通過主叫與被叫的摘、掛機撥號、通 話等操作，觀察測量二/四線變換電路各主要端口信號波形，了解各種信號的流向；5回波返損測量：先測量電話A的R端接收信號電平，用音頻信號發(fā)生器輸出峰峰值為U的正弦信號（可用儀表測得其有效值），接在電話A接收端口 R（ 1VR上，此時電話A話機處于靜音狀態(tài)（不發(fā)送話音信號）；R-T漏電平測量：在電話 A發(fā)送支路即T端口（1VT）測試回波電平有效值；6. 將實驗步驟 5中測得的兩電平數(shù)值代入上述的回波返損公式計算回波返損，它即為 電話A用戶線接口電路的回波返損值

49、；7. 用同樣方法測量電話 B C和D接口電路的回波返損；8. 若沒有音頻信號發(fā)生器等儀表，參照實驗 12,可以選擇“時分 MT8980模塊及方式。 正常撥叫通話后，電話 B按住某個數(shù)字鍵不放，此時電話 A的1VR即會出現(xiàn)交換過來的雙 音多頻信號波形（作為測試信號用） ，通過示波器一通道測得 1VR波形的峰峰值，另一通 道測得1VT的回波波形的峰峰值，代入公式也可得出電話 A接口電路的回波返損值。五. 實驗報告要求1. 畫出本次實驗電路方框圖，并說明其工作過程。2. 簡述各種信號和信令在二 /四線變換電路中的流向。3筒述回波返損的意義，測量比較電話A、電話B電話C電話D等四個接口電路的回波返損

50、值。31現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義 回波損耗檢測加入信號源波形：回波反饋波形:33s.：if：ove -COSi .irctd.一a ：.c, h “1. 一：.；:.C.i. ； t、:.現(xiàn)代交換技術(shù)實驗講義實驗10人工交換實驗、實驗?zāi)康? 掌握早期交換系統(tǒng)中人工交換的基本原理與實現(xiàn)方法；2.通過人工交換實驗，體會自動交換網(wǎng)絡(luò)與人工交換臺的不同之處;3增強對電話通信自動交換的感性認(rèn)識，體會程控技術(shù)的優(yōu)越性。二、實驗電路工作原理本實驗系統(tǒng)選擇人工交換方式時，其它交換方式已關(guān)閉。人工模擬話務(wù)臺的電路組成框圖見圖10-1。由圖10-1可知，該實驗系統(tǒng)是由四路用戶接口電路、電平增益調(diào)整電路，控制電路, 發(fā)

51、話接線柱，收話接線柱等組成。因為人工交換系統(tǒng)學(xué)生理解也比較容易，所以我們簡化 的此實驗系統(tǒng)，將話務(wù)員接收用戶撥叫號碼、存儲、計數(shù)、呼叫等任務(wù)做在記發(fā)器和信令 處理器單元上了，而僅將接線工作由實驗者人工完成。電話A電話B用戶模塊電平調(diào)整用戶模塊電平調(diào)整*1VT3VT *1VR3VR*人工交換單4VT *2VR4VR *電平調(diào)整用戶模塊電話C#圖10-1人工模擬話務(wù)平臺的電路組成方框圖發(fā)話、收話接線柱的說明如下：1VT:電話A發(fā)話觀察點和話路接線柱；1VR電話A路收話觀察點和話路接線柱; 2VT:電話B路發(fā)話觀察點和話路接線柱; 2VR電話B路收話觀察點和話路接線柱; 3VT:電話C路發(fā)話觀察點和話路接線柱; 3VR電話C路收話觀察點和話路接線柱;4VT:電話D路發(fā)話觀察點和話路接線柱；4VR電話D路收話觀察點和話路接線柱。三、實驗內(nèi)容1. 熟悉人工話務(wù)臺結(jié)構(gòu)框圖。2. 使人工交換平臺工作，進行兩部電話機通話實驗。四、實驗步驟1 在關(guān)電的情況下，拔掉交換網(wǎng)絡(luò)接口上的交換模塊，保管好模塊；2 打開電源開關(guān)，按開始鍵、進入交換方式選擇狀態(tài)，選擇“人工交換”方式；3以主叫用戶為電話 A,電話B為被叫用戶為例，分別接上電話單機；4. 主叫方摘機，在平臺上的“電話A”指示燈亮，撥號