基于PBL38710語音通信用戶接口模塊課程設計

1、課程設計（學年論文）課題名稱： 通信原理課程設計 學生學號： 1004 專業(yè)班級： 通信01 學生姓名： 學生成績： 指導教師： 熊開勝 課題工作時間： 2012.12 至 2013.1 武漢工程大學教務處 制一、課程設計的任務或學年論文的基本要求：本課程設計要求學生認真對待，積極參與，充分發(fā)揮學生自己的主動性和創(chuàng)造性，要求學生自己真正動手完成設計任務。學生要嚴格遵守課堂教學的有關規(guī)定，服從安排，按照課程設計的時間安排分階段性地按時完成各項設計任務。最后，每個學生要保質保量的完成設計報告。本課程設計報告一般應包括以下幾方面的內容：1 在全面正確理解設計課題及其任務要求的基礎上，對設計課題進行整

2、體介紹；2 根據課題設計要求，進行設計方案的論證和選擇；3 對課題設計所涉及的單片機、FPGA或DSP等硬件及其開發(fā)環(huán)境和工具，及匯編語言等軟件開發(fā)語言進行有針對性的簡介；4 具體的硬件設計電路介紹，給出原理圖，并對電路設計過程進行詳細介紹，這是本設計報告的主要內容；5 對軟件開發(fā)過程進行詳細介紹，給出主要的源程序代碼，并進行相應的解釋說明，這是本設計報告的另一主要內容；6 對整個課程設計工作進行總結。指導教師簽字： 教研室主任簽字：年 月 日 年 月 日二、進度安排：本課程設計總學時數為一個教學周，共5天時間。時間安排如下：第1天，布置設計任務，老師加以講解和說明，學生根據自己的情況選擇設計

3、題目；第2、3、4天，學生根據所選題目，運用所學知識對所選定設計題目進行設計；第5天，完成并上交課程設計報告，進行課程設計答辯。三、應收集資料及主要參考文獻：通信原理 樊昌信，曹麗娜編著，國防工業(yè)出版社通信原理及通信技術 張衛(wèi)剛主編，西安電子科技出版社電子技術2001年第四期 作者魏守明，郭士增四、課程設計（學年論文）摘要（中文）：本文闡述了帶有振鈴功能的新型SLIC PBL38710/1的主要特性、工作原理及控制使用方法，并介紹了一種用單片機系統(tǒng)控制的實際應用電路。SLIC（用戶線接口電路）是電話通信中的關鍵器件。為了向電話終端發(fā)送振鈴信號，傳統(tǒng)的SLIC內部需含有振鈴斷電路，而且外部需配備

4、專門的鈴流發(fā)生器。PBL38710/1是愛立信公司近期推出的全新SLIC，這種SLIC不僅能支持多種振鈴信號，而且電路中省去了諸如振鈴繼電路、鈴流發(fā)生器等許多傳統(tǒng)器件，從而可大大節(jié)省PCB布線空間，降低設計成本，并且控制使用也更加方便。本文介紹了PBL38710/1新型振鈴SILC的主要性能以及在“集群通信系統(tǒng)接警控制臺”中的實際應用。關鍵詞：SLIC 振鈴 PBL38710/1 集群通信系統(tǒng)五、課程設計（學年論文）摘要（英文）：This paper expounds the function of the new type with a ringing SLIC PBL38710/1 mai

5、n characteristics, working principle and control using method, and introduces a kind of single chip microcomputer control system with the actual application of the circuit. SLIC (subscriber line interface circuit) is the key devices in the telephone communication. In order to send signals to the tel

6、ephone terminal ringing, the traditional SLIC internal need to contain broken ring circuit, and external the need to have special bell flow generator. PBL38710/1 is Ericsson company in the near future the new launch SLIC, this can not only support a variety of ringing SLIC signal, and saves the ring

7、ing in the circuit such as the circuit, the bell flow generator etc many traditional devices, from in, which can greatly reduce the PCB wiring space, reduce the cost of design, and to control the use more convenient. Based on the basis of practice, this paper introduces the PBL38710/1 new ringing th

8、e main performance and SILC cluster communication system deploy more effectively console in the practical application. Keywords: SLIC ringing PBL38710/1 cluster communication system 六、成績評定：指導教師評語： 指導教師簽字： 年 月 日項目評價項目評價調查論證工作量、工作態(tài)度實踐能力分析、解決問題能力質量創(chuàng)新得分七、答辯記錄：1，試述模擬信號抽樣和PAM的異同點模擬信號抽樣的PAM的共同點都是時間離散取值連續(xù)的信

9、號不同點是抽樣信號的頻譜是周期延拓幅度不下降而PAM頻譜是周期延拓幅度下降2，適述復用和復接的異同點復用的目的是為了擴大通信鏈路的容量在一條鏈路上傳輸多路獨立的信號實現多路通信在復用的過程中將低次群合并成高此群的過程成為復接3，在PCM系統(tǒng)中信號量燥比和信號帶寬有什么關系在PCM系統(tǒng)中信號量燥比和信號帶寬有什么關系答辯意見及答辯成績答辯小組教師（簽字）： 年 月 日總評成績：（教師評分75%+答辯成績25%）1、PBL38710/1芯片主要特點（1）省去了振鈴繼電器和傳統(tǒng)的鈴流發(fā)生器；（2）支持正弦波、梯形波和方波振鈴；（3）支持高電壓振鈴信號；（4）片內自動電池饋電切換；（5）可編程電池饋電

10、特性；（6）供電可低至-21V，利于低功耗線路設計；（7）低掛機功耗，50mW-24V電池；（8）環(huán)流、振鈴和地鍵檢測功能；（9）可編程環(huán)流、振鈴檢測器門限；（10）與各種類型編程器/濾波器的混合功能；（11）可編程線路終端阻抗；（12）掛機傳輸。 2、引腳說明與功能框圖PBL38710/1為28腳PLCC封裝，其引腳排列如圖1所示，內部功能框圖如圖2所示。 引腳說明如下： 腳1（BGND）：電池地，應與AGND相連。 腳2（VBAT2）：低電池供電端，-58V-24V。 腳3（VBAT）：高電池供電端，-80VVbat2。 腳4（VCC）：+5V電源。 腳5（HB）：待機狀態(tài)時的高低電池饋電

11、切換控制，采用高電池饋電時可提供高的開環(huán)電壓。 腳6、腳25、腳28（NC）：空腳，必須懸空。 腳7（VR）：振鈴信號輸入端，低電壓振鈴信號由此輸入。 腳8（RSG）：內部編程電阻RSG由此端接到VEE。 腳9（E1）：使能輸入端，控制是否將需要的檢測器結果由DET輸出。 腳10、腳17、腳24（VBAT）：在芯片內部與3腳相連。 腳11（DET）：內部檢測公共輸出端，DET為低電平時表示選擇的檢測器被觸發(fā)，DET為內部帶有上拉電阻的集電極開路輸出。 腳12（C2）、腳13（C1）：控制輸入端，用于選擇SLIC的工作狀態(tài)。 腳14（RDC）：該腳與RSN之間接有兩只串聯(lián)電阻，用來編程恒流饋電，

12、兩只電阻的公共節(jié)點需用電容對地去耦。 腳15（AGND）：模擬地，應與BGND相連。 腳16（RSN）：音頻輸入端，恒流饋電、二線阻抗及接收增益的編程網絡均連接到此端。 腳18（VEE）：-5V電源。 腳19（VTX）：音頻輸出端。TIPX和RINGX間的交流平衡信號，經內部轉換，變?yōu)閷Φ貐⒖嫉姆瞧胶庑盘栍蒝TX輸出。VTX和RSN之間接有二線阻抗編程網絡。 腳20（HPT）：交流/直流隔離電容CHP的一端，CHP的另一端接到腳HPR。 腳22（RD）：摘機檢測編程電阻RD由此腳連接到VEE。 腳23（RDR）：振鈴檢測編程電阻RDR由此腳連接到VEE。 腳26（TIPX）、腳27（RINGX

13、）：TIPX和RINGX經過壓保護電路連接到二線接口的TIP和RING端。3 工作原理與控制使用3.1 環(huán)路監(jiān)視功能PBL38710/1內部含有環(huán)流檢測器、地鍵檢測器和振鈴檢測器。通過內部邏輯控制，這三種檢測器共用一個輸出端DET來輸出各自的狀態(tài)。環(huán)流檢測器用來檢測環(huán)路電流的大小。當環(huán)路電流超過環(huán)路電流門限值ILTh時，DET輸出邏輯低電平，表明電話摘機時。ILTh可通過選擇環(huán)流編程電阻RD的阻值來設定。對某一希望的ILTh，電阻RD可由式：RD=360/ILTh計算得到，RD的單位為k，ILTh的單位為mA。當環(huán)路電流小于ILTh時，輸出為邏輯高電平。地鍵檢測器用來檢測線路中的地鍵狀態(tài)。當地

14、鍵壓下（有效）時，DET輸出邏輯低電平。地鍵檢測器電路自動檢測TIPX和RINGX中的電流差，一旦這個電流差超過了門限值ILon，檢測器就被觸發(fā)。ILon的典型值為10.5mA。振鈴檢測器用來檢測線路在振鈴期間是否變?yōu)檎獧C狀態(tài)。電話摘機時，由于線路阻抗發(fā)生了變化，因而檢測可檢測到線電流的變化，當環(huán)路電流超過環(huán)路電流門限值ILTh時，DET輸出邏輯低電平，表明摘機。通過選擇電阻RDR的阻值可以改變ILTh。對某一希望的ILTh，電阻RDR可由式：RDR=360/ILTh來計算得到，RDR的單位為k，ILTh的單位為mA。當環(huán)路電流小于ILTh時，DET輸出邏輯高電平。3.2 控制輸入PBL387

15、10/1有4個與TTL兼容的數字輸入端：HB、E1、C2和C1.其內部有一個譯碼器解釋輸入條件并建立命令操作狀態(tài)。表1概括了SLIC的各種操作。表1 SLIC的操作工作狀態(tài)HBE1C2C1DET輸出電池饋電開路00邏輯電平高元振鈴01振鈴檢測VBAT有源010地鍵檢測CBAT2有源110環(huán)流檢測VBAT2待機0011地鍵檢測VBAT2待機0111環(huán)流檢測VBAT2待機1011地鍵檢測VBAT待機1111環(huán)流檢測VBAT注：“”表示無關（1）開路狀態(tài)（C2=0,C1=0）在開路狀態(tài)，TIPX和RINGX線路驅動放大器以及其它的電路部件均處于省電模式，沒有電池用于饋電，此時SLIC對線路呈高阻抗，

16、功耗最小，內部各檢測器無效。（2）振鈴狀態(tài)（C2=0,C1=1）為得到高電壓振鈴信號，電池饋電需使用高電壓Vbat，當選擇振鈴狀態(tài)時，SLIC將自動這個高電壓，此時腳VR輸入的低電壓振鈴信號被放大，轉換為平衡振鈴信號送到用戶端。振鈴檢測器檢測到摘機狀態(tài)后，在DET端輸出邏輯低電平。（3）有源狀態(tài)（C2=1,C1=0）在有源狀態(tài)，音頻信號傳輸正常，環(huán)流檢測器和地鍵檢測器有效，哪個檢測器輸出到DET由輸入端E1控制。（4）待機狀態(tài)（C2=1，C1=1）待機狀態(tài)禁止音頻信號傳輸，線路驅動放大器被斷開，電池切換控制信號HB控制待機狀態(tài)下用于饋電的電流。環(huán)路檢測器和地鍵檢測器在這種工作狀態(tài)下有效，哪個檢

17、測器輸出到DET由輸入端E1控制。（5）使能輸入（E1）輸入端E1控制有源狀態(tài)和待機狀態(tài)時輸出端DET的功能。在開路狀態(tài)和振鈴狀態(tài)，哪個檢測器連接到DET由SLIC自動完成。在有源狀態(tài)或待機狀態(tài)下，當E1被設為邏輯低電平時，E1控制地鍵檢測器輸出至DET。當E1被設為邏輯高電平時，E1控制環(huán)流檢測器輸出至DET。（6）電池切換控制（HB）在待機狀態(tài)下，輸入端HB控制電池饋電，即在VBAT和VBAT2之間的切換，Vbat的絕對值Vbat2的絕對值（注意，在振鈴狀態(tài)，SLIC將自動切換到VBAT，不受HB影響）。在待機狀態(tài)下，當HB被設為邏輯低電平時，SLIC使用VBAT2作為電流饋電；當HB被設

18、為邏輯高電平時，SLIC使用VBAT作為電池饋電。3.3 電流饋電特性（1）恒定環(huán)路電流ILProg=2500/(RDC1+RDC2)RDC1、RDC2的單位k。（2）待機狀態(tài)環(huán)路電流IL=(Vbat的絕對值)-2/（RL+2000）（3）振鈴狀態(tài)環(huán)路電流VTIP-RING0V，7095mA；VTIP-RING0V,4770mA3.4 使用中的注意事項（1）必須保證腳VBAT的電壓比其它任何腳上的電壓更負，最理想的加電順序是：地、VBAT、其它電源、信號端。為確保在腳VBAT上有更負的電壓，可在VEE和腳VBAT之間接保護二極管DBE。腳VBAT和VBAT2的上電速率不能超過由5.1電阻和0.

19、47F電容組成的RC網絡的時間常數。（2）在PCB布線時，連接到腳RSN的元件應盡可能靠近RSN，以減少干擾；在PCB上應將模擬地（AGND）與電池地（BGND）用一點連接起來。（3）為防電話線上的過壓，對PBL38710/1進行過壓保護是必要的。圖3中保護電路采用TISP61089過壓保護器及限流電壓RF1和RF2作為次級保護。4 實際應用電路PBL38710/1應用非常廣泛，如下圖在“集群通信系統(tǒng)接警控制臺”中的應用電路。由80C31單片機系統(tǒng)配以PBL38710/1及接警電話構成的“集群通信系統(tǒng)接警控制臺”用來完成對集群通信系統(tǒng)內移動內戶報警的接警控制。并根據需要進行相應的話務鏈接。應用

20、單片機系統(tǒng)對PBL38710/1進行控制非常方便。圖中PBL38710/1的輸入控制端C1、C2、E1、HB及內部檢測器輸出端DET均接到單片機的P1口，通過對P1口的操作即可完成對PBL38710/1的控制。振鈴輸入信號由單片機控制ML2035產生，ML2035是頻率可編程的正弦波產生器，可產生頻率范圍為050kHz的精確信號值，產生的頻率與串行數據的換算公式為：fout=fclkin(D15-D0)DEC/2 的23次方。ML2035的串行數據鎖存控制端LATI接到單片機的P1.0，同時將單片機串行口的工作方式設為方式0輸出，數據從RXD引腳串行輸入，由TXD引腳輸出同步脈沖。電路的工作過

21、程如下：系統(tǒng)初始化后，將PBL38710/1置為待機狀態(tài)，中斷接收集群系統(tǒng)控制中心送來的告警信息。接警臺收到告警信息后，最小微機系統(tǒng)控制ML2035產生低壓振鈴信號，將PBL38710/1的工作狀態(tài)設置為振鈴狀態(tài)，向接警電話發(fā)送振鈴。當PBL38710/1識別出電話摘機時，DET輸出低電平送單片機，單片機查詢到DET低電平時，停發(fā)振鈴信號，將工作狀態(tài)設置為有源狀態(tài)，此時即可進行正常通話。在有源狀態(tài)，將控制輸入端E1置為邏輯高電平，使環(huán)路檢測器有效，此時即可識別掛機。當電話掛機時，再將PBL38710/1置為待機狀態(tài)，開始新的控制過程。5、PCM編譯碼器TP3067其實電路編譯碼器的發(fā)送時序和接

22、收時序還是可由外部電路來控制的，編譯碼器的發(fā)送時序由AD控制電路來控制，而AD控制電路還是受外部控制電路的控制，同樣在譯編碼器把模擬信號變換成數字信號的規(guī)律一般有二種，一種是律十五折線變換法，它一般用在PCM24路系統(tǒng)中，另一種是A律十三折線非線性變換法，它一般應用于PCM30/32路系統(tǒng)中，這是一種比較常用的變換法，模擬信號經取樣后就進行A律十三折變換，最后變成8位PCM碼頭，在單路編譯碼器中，經變換后的PCM碼是在一個時隙中被發(fā)送出去，這個時序號是由AD控制電路來決定的，而在其它時隙時編碼器是沒有輸出的，即對一個單路編譯碼器來說，它在一個PCM幀里只在一個由它自己的AD控制電路決定的時隙里

23、輸出8位PCM碼，同樣在一個PCM幀里，它的譯碼電路也只能在一個由它自己的DA控制電路決定的時序里，從外部接收8位PCM碼。 模擬信號經過編譯碼器時，在編碼電路中，它要經過取樣、量化、編碼。到底在什么時候被取樣，在什么時序輸出PCM碼則由AD控制來決定。同樣PCM碼被接收到譯碼電路后經過譯碼低通、放大。最后輸出模擬信號到話機，把這兩部分集成在一個芯片上就是一個單路編譯碼器，它只能為一個用戶服務，即在同一時刻只能為一個用戶進行A/D及D/A變換。 CVT-CK 數字程控交換實驗系統(tǒng)實驗指導書電路中DA控制電路也受外部控制電路的控制，這樣，我們只要向AD控制電路或DA控制電路發(fā)某種命令即可控制單路

24、編譯碼器的發(fā)送時序和接收時序號，從而也可以達到總線交換的目的，但各種單路編譯碼器對其發(fā)送時序和接收時序的控制方式都有所不同。象有些編譯器就有二種方式，一種是編程法，即給它內部的控制電路輸進一個控制字，令其在某某時隙干什么工作，另一種是直接控制，這時它有兩個控制端，我們定義為FS和FSr，要求FS和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都為125S，這樣，每來一個FSX，其中codec就輸出一個PCM碼，每來一個FSr，其codec就從外部輸入一個PCM碼。 在本課程設計系統(tǒng)的PCM編譯碼電路中的器件為美國國家半導體公司的TP3067。如圖： 由上述電路分析可知，PCM編譯碼電路所需的工作時鐘頻率為2.048 MH，FSR、FS幀同步信號為8 KHZ窄脈沖。本實驗設計系統(tǒng)PCM編譯碼電路原理圖如下圖所示。6、用戶線接口電路原理為簡單和經濟起見，反映用戶狀態(tài)的信號一般都是直流信號，當用戶摘機時，用戶環(huán)路閉合，在用戶線上有直流電流流過。主叫摘機表示呼叫信號，被叫摘機，則表示應答信號。當用戶掛機時，用戶環(huán)路斷開，用戶線上的直流電流也