現(xiàn)代交換原理實驗報告

1、實驗1交換系統(tǒng)組成與結(jié)構(gòu)、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 1-2是程控交換實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖1-1交換系統(tǒng)方框圖瑞B(yǎng)延海州覽母 14->闿魅德若心母於德若當(dāng)心母俎出海奈亞治T：1德若1/4:德若146陛訥闿笳言()，(口)，N ()，a (口)當(dāng)亞力添盛nc>賽哲 湎客鸚族治T：(1)PBL3871。亞米/崗 u /sBm?！皀W-BIPgHTP»2QCO CO K3D1 EN KK3 口口 用印11302p川咤 垣畫 = U3CliCflPMHtS1Pg°用戶接口電路卜皿ITP3M電語號碼* 4 8甲方-禺10 ITP» 1PW

2、 MJQ O OSBisoTPU TWo oTROTPll *awTM4TPQBTHMTPC3fPWTPffloOO O G O中央如理署四系統(tǒng)工作電源-E3W 皿 M2U T#J電源輸入UMt 1r<003 LKfiS LEKM o o o o TP12 m3 Tftl* TP1H TH'HH-iiiaiiiiBriFiiili6熹下載接口= £信令信號產(chǎn)生單元i rmm liA» &E»4cooax 型如例若交換方式液晶顯示電路HD8623B 型程控交換實驗教學(xué)裝置TMM 6TP29S數(shù)字中健哥美第五代數(shù)字程控交換 實驗教學(xué)系統(tǒng)piiHi

3、imiiiqI U3QQ |翻字時分交換單元 J< UtKft1S«t£EKILnra© oo o甲一踞甲二麻乙一師乙二踣用戶較座機求聲*復(fù)位11t I國四薄膜開關(guān)輸入電喘中國人民解放軍理工大學(xué)m o=3 azjICQOl KSCQ KfiG3。口U501 U502FI口 =二口 hl研 F=-<5旦。匚國二f用戶接口電踣口電話號碼E 6n«-|乙方一躇 T5南京恒締科技有限公亙畫】心血1TWO?u<q*QW TMCIKU”il口tllMHlJco cn姻 KSR2 KSQ3HS電話號碼：6 9 乙方二路TPtfbB OHO nwr困1

4、2 加2就諾加春炳四州邀辭百困(2) TP3067主要實現(xiàn)PCM譯碼功能；(3) MT8870 (甲方或乙方的兩個話機合用一片)用來接收雙音多頻信號，把檢測到的被叫用戶電話號碼，送給記發(fā)器CPU以便控制交換網(wǎng)絡(luò)接通被叫用戶話路。2 .模塊5:模塊5是中央處理器電路，主要由 U102 (AT89C5D組成，完成鍵盤掃描和液晶顯示、工作狀態(tài)指示與 顯示、交換命令的轉(zhuǎn)接和控制接收學(xué)生的下載程序。3 .模塊6:模塊6是CPLD可編程*II塊(U101),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

5、秒斷的周期方波(4)25Hz周期方波(振鈴信號)(5)PCM 編譯碼器的時鐘信號電路，它提供四片TP3067所需的2048KHz及8KHz的時鐘脈沖。(6) 各接口間的控制信號。4 .模塊7:模塊7是交換網(wǎng)絡(luò)，它包括三大部分：(1) 人工交換網(wǎng)絡(luò)部分：主要由 S201和M201組成，通過手動設(shè)置跳線完成人工交換工作。(2) 空分交換網(wǎng)絡(luò)部分：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)：主要由 MT8980芯片、74HC573及一些外圍電路構(gòu)成。5 .模塊8:模塊8是記發(fā)器電路：它是 CPU中央處理器及控制檢測電路，主要由CPUK片U101 (AT89C5D、CP

6、LD可編程器件 EPM7128鎖存器74HC573等組成，它們在系統(tǒng)軟件的作用下，完成對話機狀態(tài)的監(jiān)視、信號音 及鈴流輸出的控制、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P1 口，以識別主、被叫用戶的摘掛機狀態(tài)。(2)信號音控制電路：主要由單片機U101及4066的電子開關(guān)組成，由 CPU經(jīng)EPM7128口輸出的撥號音控制信號(SELA。、忙音控制信號(SELA2

7、)、回鈴音控制信號(SELA3)的作用下，分別分時地將上述三種信 號通過U305電子開關(guān)送入主叫用戶。(3)鈴流控制電路：由上述的單片機U101、EPM7128和用戶線接口芯片 PBL 38710的有關(guān)管腳等組成。自動交換時，在單片機 U101作用下，EPM7128口輸出的振鈴控制信號(RING),鈴流音信號送給 PBL38710, 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：主要由 EPM7128可編程器件和 CPU的中斷端口組成，當(dāng) 8870收到電話號碼后， 便發(fā)出使能信號(12EN或34EN)向CPU申請中斷，同時收電話號碼數(shù)據(jù)(

8、 DTMFD14)送給CPU(U101)和 EPM712眥行處理。6 .模塊9:模塊9是話路交換控制器電路：主要由U100 U10S U107、U01及學(xué)生二次開發(fā)程序 U109構(gòu)成。7 .模塊10:模塊10是液晶顯示和鍵盤輸入電路：它們共同完成交換功能選擇，對話路交換狀態(tài)顯示、話路時隙設(shè)置等功能。8 .模塊11:模塊11是工作電源：分別是-48V、-12V、接地、+5V、+12V。9 .模塊12:模塊12是空分中繼接口和計算機通信接口：用于與另一臺實驗箱或計算機進行通信。中繼接口主要由J103、U101和空分交換模塊組成，而計算機通信接口主要由J201、U102和MAX202a成。10 .模

9、塊13 :模塊13是交換工作狀態(tài)指示電路：用來指示系統(tǒng)工作于人工、空分或時分交換工作狀態(tài)。11 .模塊14 :模塊14是雙音多頻檢測電路：由 8870芯片及一些外圍電路構(gòu)成，用來接收電話號碼數(shù)據(jù)（DTMFD14）送給CPU（U101）和EPM7128S行處理。二、實驗內(nèi)容1 .熟悉本實驗平臺的組成與結(jié)構(gòu)。2 .熟悉各組成模塊的構(gòu)成元器件及其完成的作用3 .初步建立程控交換實驗系統(tǒng)及電話交換、中繼接續(xù)通信的概念。三、實驗步驟1 .打開交流電源開關(guān)，電源輸入電路加電，電源指示燈（發(fā)光二極管）亮。2 .按一下薄膜開關(guān)的“復(fù)位”鍵，中央處理器復(fù)位一次，液晶背景燈閃一下。3 .按“開始”鍵，進入菜單的主

10、要工作狀態(tài)選擇，分“人工交換”，“空分交換”，“時分交換”，“時分中繼”等四種工作方式。4 .移動橫向指示箭頭，選擇“空分交換”方式，按“確認”鍵。此時液晶進入呼叫狀態(tài)顯示，“空分”指示燈亮5 .對“甲方一路”與“乙方一路”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。6 .呼叫時，甲方一路電話號碼初始值設(shè)置為：48,乙方一路初始值設(shè)置為：68。注：本實驗平臺上的跳線開關(guān)設(shè)置默認值如下：所有三腳跳線1-2腳連，如K301、K401、K501、K601等,四腳跳線 K303的1-2、3-4腳連，二腳跳線K201的1-2腳連?？辗纸粨Q界面

11、如下圖:通話狀態(tài)下界面如下圖:實驗5用戶接口模塊（主被叫）實驗、實驗?zāi)康? .全面了解用戶線接口電路功能（ BORST的作用及其實現(xiàn)方法。BORST）能的理解。2 .通過對用戶模塊電路 PBL 387 10電路的學(xué)習(xí)與實驗，進一步加深對、電路工作過程用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface Circuit SLIC）。任何交換機都具有用戶線接口電路。根據(jù)用戶電話機的不同類型，用戶線接口電路（ SLIC）分為模擬用戶接口電路和數(shù)字用戶 接口電路兩種。模擬用戶線接口電路在實現(xiàn)上的最大壓力是應(yīng)能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是采用晶體管、

12、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構(gòu)成。在實際中，基于實現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSHC功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC,其余功能由集成模擬SLIC完成。在布控交換機中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現(xiàn)的，饋電電壓一般是-60V,用戶的饋電電流一般是20mA-30mA鈴流是25Hz,90V左右，而在程控交換機中，由于交換網(wǎng)絡(luò)處理的是數(shù)字信息， 無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務(wù)就由用戶線接口電路來承擔(dān)完成，再加上其它一些 要求，程控交換機中的用戶線接口電路一般要具有B (饋電)，R (振鈴)、S (監(jiān)視)、C

13、 (編譯碼)、H (混合)、T (測試)、O (過壓保護)七項功能。圖 5-1為模擬用戶線接口功能框圖。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT種功能，具體含義是：(1)饋電(B-Battery feeling )向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為一48伏或一24伏，環(huán)路電流不小于18m A.(2)過壓保護(O Overvoltage protection)防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。(3)振鈴控制(R Ringing Control )向用戶話機饋送鈴流，通常為25Hz/90Vrms正弦波。(4)監(jiān)視(S-Supervision )監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機摘機、掛機與撥

14、號脈沖等信號以送往控制網(wǎng) 絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。(5)編解碼與濾波(C-CODEC/Filter )在數(shù)字交換中，它完成模擬話音與數(shù)字碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器(Coder)與解碼器(Decoder)來完成，統(tǒng)稱為 CODEC相應(yīng)的防混疊與平滑低通濾波器占有話路 (300Hz-3400Hz)帶寬，編碼速率為 64kb/s。(6)混合(H Hyhird )完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實現(xiàn)模擬二線雙向信號與PCM發(fā)送，接收數(shù)字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。(7)測試(TTest)對用戶電路進行測試。a模擬用戶線b用戶線測 振鈴狀態(tài)信號編

15、碼 器 解 碼 器發(fā)送碼流圖5-1 模擬用戶線接口功能框圖用戶線接口電路：(編碼信號)在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電庠俯疝本 路選用的是 PBL 接收碼流387 10。PBL387 10是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機恒流饋電、向被叫用戶話機饋送鈴流、用戶摘機后自行截除鈴流，摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的識別，用戶線是否有話機的識別，語音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出。PBL38710用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB,供電電源為+ 5 V和-5 V, PBL 387 10還將輸入的鈴流信號放大以達到電話振鈴工作的要求，即達到+75V的有效值。其各項性能指標(biāo)符合

16、郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準。1.該電路的基本特性(1)向用戶饋送鈴流(2)向用戶恒流饋電(3)過壓過流保護被叫用戶摘機自截鈴(5) 摘掛機檢測和LED顯示(6)音頻或脈沖撥號檢測(7)振鈴繼電器驅(qū)動輸出(8)語音信號的2/4線轉(zhuǎn)換(9)能識別是否有話機(10)無需耦合變壓器2.用戶線接口電路主要功能輸入控制譯碼 控制信號1一控制信號2*狀態(tài)指示電話接口 ,/二/四線接口摘機檢測饋電與平衡電路話音通道M語音發(fā)送支路語音接收支路振鈴控制振鈴控制內(nèi)部電源穩(wěn)壓電路圖5-2 PBL 387 10 內(nèi)部電路方框圖圖5-2是PBL 387 10內(nèi)部電路方框圖。圖 5-3是用戶線接口電路電原理圖。J301TP301

17、VTXRSNC3040.01u1916PTHDNGA DNGB HR307430KR30920K圖5-3 用戶線接口電路電原理圖（1） 向用戶話機供電，PBL 387 10可對用戶話機提供恒流饋電，饋電電流由 VBAT以及VDD供給。當(dāng)環(huán)路電阻為2K時，饋電電流為18 mA。具體如下：A. 供電電源 VBA邙用-48V;B. 在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源通過繼電器靜合接點至話機；C. 在振鈴時，-48V電源通過振鈴支路經(jīng)繼電器動合接點至話機；D. 用戶掛機時，話機叉簧下壓，饋電回路斷開，回路無電流流過；E. 用戶摘機后，話機叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時接通振鈴支路）回路。（

18、2） PBL 387 10 內(nèi)部具有過壓保護的功能，可以抵抗保護TIP- RING端口間的瞬時高壓，如結(jié)合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可抵抗保護250V左右高壓。（3） 振鈴電路可由外部的振鈴繼電器和用戶電路內(nèi)部的繼電器驅(qū)動電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當(dāng)繼電器控制端（RC端）輸入高電平，繼電器驅(qū)動輸出端（RD端）輸出高電平，繼電器接通，此時鈴流源通過與振鈴繼電器連接的15端（RV端）經(jīng)TIP- RING端口向被叫用戶饋送鈴流。當(dāng)控制端 （RC端）輸入低電平或被叫用戶摘機都可截除鈴流。用戶電路內(nèi)部提供一振鈴繼電器感應(yīng)電壓抑制箝位二極管。（4）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號，具體如下

19、：A.用戶掛機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“閑”；B.用戶摘機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“忙”；C.用戶若撥電話號碼為脈沖撥號方式時，該用戶狀態(tài)輸出端應(yīng)能送出撥號數(shù)字脈沖。回路斷開時，送出低電平，回路接通時送出高電平 （注：本實驗系統(tǒng)不選用脈沖撥號方式，只采用DTMFM音多頻撥號方式）（5）在TIP- RING端口間傳輸?shù)恼Z音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘枮槭瞻l(fā)分開的不平衡語音信號。 PBL 387 10可以進行TIP- RING端口與四線 VR端和VX端間語音信號的雙向 傳輸和2

20、/ 4 線混合轉(zhuǎn)換。（6） PBL 387 10可以提供用戶線短路保護：TIP線與RING線間，TIP線與地間，RING線與地間的長時間的短路對器件都不會損壞。PBL 387 10提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為40dB。該傳輸衰耗可以通過PBL 387 10用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過外部電路調(diào)整(8) PBL 387 10 的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。三、實驗內(nèi)容1. 了解用戶模塊 PBL 387 10的主要性能與特點。2 .熟悉用PBL 387 10組成的用戶線接口電路。3 .甲方一路的J301接上電話單機，用示波器分別觀測TP301、TP302、TP303在摘掛機時的

21、工作電平，具體如下：TP301:電話A用戶模塊接口輸入 TIPX端測量點。TP302:電話A用戶模塊接口輸出 RINGX端的測量點。TP303:電話用戶模塊用戶摘掛機工作狀態(tài)測量點。用戶電話摘機時，輸出低電平；用戶掛機時，輸出 高電平。4 .畫出本次實驗的電路方框圖，敘述其工作過程。摘機狀態(tài)：掛機狀態(tài):TP302的摘掛機狀態(tài)如下圖：摘機狀態(tài)：掛機狀態(tài):TP303的摘掛機狀態(tài)如下圖：摘機狀態(tài)：掛機狀態(tài):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

22、交換機 識別并使之準備好有關(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 ）

23、連續(xù)發(fā)送的500Hz信號?；剽徱簦海‥cho tone ） 1秒送，4秒斷的5秒斷續(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。關(guān)于信號的波形可見以下各測量點撥號音：由U01 EPM 7128可編程器件產(chǎn)生，頻率為500Hz,幅度在1V左右。測量點為 TP10,測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)?；剽徱簦河蒛01 EPM 7128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。測量為 TP0

24、5, 幅度在1V左右。測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。忙音： 由U01 EPM 7128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，測量點為TP11,幅度在1V左右。測量時注意示波器的掃描周期的調(diào)節(jié)。鈴流音：由U01芯片EPM 7128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TP06,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，需要向用戶振鈴時通過PBL 387 10的功率提升，向用戶送出鈴流，完成振鈴。圖7-1為它們各測量點的波形圖示意圖。TP05回鈴音0TP06TP10撥號音TP110.35s