程控實驗指導書

1、實驗一 程控交換原理實驗系統(tǒng)及控制單元實驗一實驗目的1熟悉該程控交換原理實驗系統(tǒng)的電路組成與主要部件的作用。2體會程控交換原理實驗系統(tǒng)進行電話通信時的工作過程。二預習要求1預習程控數字交換原理與應用和單片微型計算機原理與接口技術中的有關內容。三實驗儀器1程控交換實驗箱 一臺2萬用表 一臺3電話單機 四臺四實驗原理1電路組成用戶電路用戶電路交換網絡 CPU中央處理單元用戶電路用戶電路圖1-1實驗系統(tǒng)的原理框圖用戶線接口電路用戶1交 換 網 絡用戶線接口電路用戶3用戶線接口電路用戶2用戶線接口電路用戶4時鐘信號電路控制、檢測電路輸出顯示電路二次穩(wěn)壓電路直流電源鍵盤輸入電路CPU中央處理器多種信號音

2、電路圖1-2實驗系統(tǒng)方框圖圖1-1是該實驗系統(tǒng)的原理框圖；圖1-2是該實驗系統(tǒng)的方框圖，1.1用戶模塊電路 主要完成BORSCHT七種功能，它由下列電路組成：1.1.1用戶線接口電路1.1.2二四線變換器1.1.3 PCM編譯碼電路1.2交換網絡系統(tǒng) 主要完成空分交換與時分交換兩大功能，它由下列電路組成：1.2.1空分交換網絡系統(tǒng)1.2.2時分交換網絡系統(tǒng)1.3多種信號音電路 主要完成各種信號音的產生與發(fā)送，它由下列電路組成：1.3.1 450Hz撥號音電路1.3.2忙音發(fā)生電路1.3.3回鈴音發(fā)生電路1.3.4 25Hz振鈴信號電路1.4 CPU中央集中控制處理器電路 主要完成對系統(tǒng)電路的各

3、種控制，信號檢測，號碼識別，鍵盤輸入信息，輸出顯示信息等各種功能： 1.4.1鍵盤輸入電路：主要把實驗過程中的一些功能通過鍵盤設置到系統(tǒng)中。 1.4.2顯示電路：顯示主叫方與被叫方的電話號碼，同時顯示通話時間。 1.4.3輸入輸出擴展電路：顯示電路與鍵盤輸入電路主要通過該電路進行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。 1.4.4雙音多頻DTMF接收檢測電路：把MT8870DC輸出的DTMF四位二進制信號，接收存貯后再送給CPU中央集中控制處理系統(tǒng)。 1.4.5用戶狀態(tài)檢測電路：主要識別主、被叫用戶的摘掛機狀態(tài)，送給CPU進行處理。 1.4.6自動交換網絡驅動電路：主要

4、實現電話交換通信時，CPU發(fā)出命令信息，由此電路實現驅動自動交換網絡系統(tǒng)，其核心集成電路為SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。 1.4.7信號音控制電路：它完全按照CPU發(fā)出的指令進行操作，使各種信號音按照系統(tǒng)程序進行工作。 1.4.8振鈴控制電路：它也是按照CPU發(fā)出的指令進行工作。 1.5系統(tǒng)工作電源 主要完成系統(tǒng)所需要的各種電源，本實驗系統(tǒng)中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5組電源，由下列電路組成：151內置工作電源：-48V ，-12V ，+5V，+12V 152穩(wěn)壓電源： -8V，-5V2鍵盤功能：確 認中 繼（d）時 間會議電 話復 位圖1-

5、3鍵盤功能框圖對圖1-3所示的鍵盤功能作如下介紹：“時間”： 該鍵可設置系統(tǒng)的延時時間。如久不拔號、久不應答、位間不拔號的延時，缺省值為10秒，可選擇的時間值有10秒、30秒、1分鐘。按一次該鍵則顯示下一個時間值，三個值循環(huán)顯示，當按下“確認”鍵時，就選定當前顯示值供系統(tǒng)使用，按“復位”鍵則清除該次時間的設定?！皶h電話”： 該鍵為召開電話會議的按鍵。會議電話設置用戶1為主叫方，其他三路為被叫方，只能由主叫方主持召開會議，向其他三路發(fā)出呼叫。電路完全接通或者接通兩路后，主叫方能和任一被叫方互相通話。除“復位”鍵外，其他鍵均推失去功能。會議結束后，可按“復位”鍵重啟系統(tǒng)?！爸欣^”： 該鍵為局內交

6、換切向中繼交換的功能按鍵，按下此鍵，再按“確認”鍵進行確認，則工作模式由局內交換切換為中繼交換，顯示器循環(huán)顯示“d”，此時方可通過中繼撥打“長途”電話。按“復位”鍵重啟系統(tǒng)，進入正常局內交換模式?！按_認”： 該鍵完成對其他功能鍵的確認，防止誤按鍵，在鍵盤中除“復位”鍵外，其他功能鍵都必須加“確認”鍵才能完成所定義的功能?！皬臀弧保?該鍵為重啟系統(tǒng)按鍵。在任何時候或者系統(tǒng)出現不正常狀態(tài)時都可按下此鍵重啟系統(tǒng)（有用戶通話時，會中斷通話），所有設置均為默認值。3顯示功能：主叫號碼顯示 計時顯示 被叫號碼顯示圖1-4 顯示電路圖1-4是顯示電路工作示意說明圖。 4工作過程：以下是CPU中央集中控制處理

7、系統(tǒng)的主要工作過程，要全面具體實現上述工作過程，則要有軟件支持，該軟件程序流程圖見圖1-5。開始NO有用戶呼叫嗎？呼叫YES去話接續(xù)向主叫送撥號音NO第一位號碼來了嗎？撥號開始YES停送撥號音，收存號碼內部處理被叫閑嗎NOYES來話接續(xù)向主叫送忙音向被叫送鈴音，向主叫送回鈴音NONO主叫掛機嗎？被叫應答嗎？應答YES停送鈴流，回鈴音，接通電路NO話端掛機嗎掛機拆線（釋放復原）開始圖1-5 程序工作流程示意圖五、實驗內容1測量實驗系統(tǒng)電路板中各測量點電壓值，并記錄。2從總體上初步熟悉兩部電話單機用空分交換方式進行通話。3初步建立程控交換原理系統(tǒng)及電話通信的概念。4觀察并記錄一個正常呼叫的全過程。

8、5觀察并記錄一個不正常呼叫的狀態(tài)。 號碼：88號碼：68交換網絡系統(tǒng) 號碼：69號碼：89 圖1-6呼叫識別電路框圖六實驗步驟1接上交流電源線。2將K11K14、K21K24、K31K34、K41K44接2、3腳；K70K75接2、3腳；K60K63接2、3腳。3先打開“交流開關”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開關J8、J9。此時實驗箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。4按 “復位”鍵進行一次上電復位，此時，CPU已對系統(tǒng)進行初始化處理，數碼管循環(huán)顯示“P” ，即可進行實驗。5將萬用表拔至直流電壓檔，然后測量電源模塊-48、-12、-5、+5、+12的電壓是否正常：-48為-48

9、V，-12為-12V，-5為-5V，+5為+5V，+12為+12V。(-48V允許誤差±10%，其它為±5%)6將四個用戶接上電話單機。7正常呼叫全過程的觀察與記錄。(現以用戶1為主叫，用戶4為被叫進行實驗)7.1主叫摘機，聽到撥號音，數碼管顯示主叫電話號碼“68” 。7.2主叫撥首位被叫號碼“8”，主叫撥號音停，主叫繼續(xù)撥完被叫號碼“9”。7.3被叫振鈴，主叫聽到回鈴音。7.4被叫摘機，被叫振鈴停，主叫回鈴音停，雙方通話。數碼管顯示主叫號碼和被叫號碼，并開始通話計時。7.5掛機，任意一方先掛機（如主叫先掛機），另一方（被叫）聽到忙音，計時暫停，雙方都掛機后，數碼管循環(huán)顯示

10、“P”。8不正常呼叫的自動處理8.1主叫摘機后在規(guī)定的系統(tǒng)時間內不撥號，主叫聽到忙音。(系統(tǒng)時間可以設置，在系統(tǒng)復位后按“時間”可循環(huán)顯示“10”，“30”，“100”，分別表示10秒，30秒，1分鐘，選定一個時間，按“確認”即系統(tǒng)時間被設置，在復位狀態(tài)時，系統(tǒng)時間默認為10秒。)8.2撥完第一位號碼后在規(guī)定的系統(tǒng)時間內沒有撥第二位號碼時，主叫聽到忙音。8.3號碼撥錯時（如主叫撥“56” ），主叫聽到忙音。8.4被叫振鈴后在規(guī)定的系統(tǒng)時間內不摘機，被叫振鈴音停，主叫聽到忙音。七注意事項對實驗系統(tǒng)加電一定要嚴格遵循先打開系統(tǒng)工作電源的“交流開關”，然后再打開直流電源輸出開關J8，J9。實驗結束后

11、，先分別關直流電源輸出開關J8，J9。最后再關“交流開關”，以避免實驗電路的器件損壞。八實驗報告1畫出實驗系統(tǒng)電路的方框圖，并作簡要敘述。2對正常呼叫全過程進行記錄。實驗二 用戶線接口電路及二四線變換實驗一實驗目的1全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實現方法。2通過對PBL38710電路的學習與實驗，進一步加深對BORST功能的理解。3了解二四線變換電路的工作原理。二預習要求認真預習程控數字交換原理與應用中有關用戶線接口電路等章節(jié)。三實驗儀器1程控交換實驗箱 一臺2電話單機 二臺320MHz示波器 一臺4萬用表 一臺四實驗原理1用戶接口電路的作用在現代電話通信設備與程控交換機中

12、，由于交換網絡不能通過鈴流、饋電等電流，因而將過去在公用設備（如繩路）實現的一些用戶功能放到“用戶電路”來完成。用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機都具有用戶線接口電路。模擬用戶線接口電路在實現上的最大壓力是應能承受饋電、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、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構成，隨著微電子技術的發(fā)展，近十年來在國際上陸續(xù)開發(fā)多種模擬SLIC，它們或是采用半導體集成工藝或是采用薄膜、厚膜混合工藝，并已實用化。在實際中，基于實現和應用上的考慮，通常將BORSCHT功能中過壓保

13、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），其余功能由所謂集成模擬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的，饋電電壓一般是-48V，用戶的饋電電流一般是20mA30 mA，鈴流是25Hz左右，而在程控交換機中，由于交換網絡處理的是數字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務就由用戶線接口電路來承擔完成，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）、O（過壓保護）、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）七項功能。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，

14、具體含義是：1.1饋電（B-Battery feeling）：向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為-48V，環(huán)路電流不小于18mA。1.2過壓保護（O-Overvoltage protection）：防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。1.3振鈴控制（R-Ringing Control）：向用戶話機饋送鈴流，通常為25Hz/75Vrms正弦波。1.4監(jiān)視（S-Supervision）：監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機摘機、掛機與撥號脈沖等信號以送往控制網絡和交換網絡。1.5編解碼與濾波（C-CODEC/Filter）：在數字交換中，完成模擬話音與數字碼間的轉換。通常采用PCM編碼器（Coder）與

15、解碼器（Decoder）來完成，統(tǒng)稱為編譯碼器（CODEC）。相應的防混疊與平滑低通濾波器占有話路300Hz3400Hz帶寬，編碼速率為64kb/s。1.6混合（H-Hyhird）：完成二線與四線的轉換功能，即實現模擬二線雙向信號與PCM發(fā)送、接收數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，現在改為集成電路實現，因此稱為“混合電路”。1.7測試（T-Test）：對用戶電路進行測試。模擬用戶線接口功能見圖2-1。饋電電源鈴流發(fā)生器 編碼器饋 電 電 路過 壓 保 護 電 路混 合 電 路振 鈴 控 制發(fā)送碼流低通模擬用戶線 平衡網絡解碼器接收碼流低通用戶線狀態(tài)信號振鈴控制信號圖2-1

16、模擬用戶線接口功能框2用戶線接口電路在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是愛立信公司的PBL38710，它包括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、語音信號的二四線混合轉換，用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB，供電電源+5V和-5V。其各項性能指標符合郵電部制定的有關標準。2.1該電路的基本特性 2.1.1向用戶饋送鈴流2.1.2向用戶恒流饋電2.1.3過壓過流保護2.1.4被叫用戶摘機自截鈴2.1.5摘掛機檢測和LED顯示2.1.6語音信號的2/4線轉換2.1.7無需偶合變壓器2.1.8體積小及低功耗2.1.9極少量外圍器件2.1.10封裝形式為P

17、LCC28封裝 圖2-2PBL38710的管腳排列圖2.2 PBL38710引出端功能的說明1腳BGND：數字地。2腳VBAT2 ：低電源供電。3腳VBAT：高電源供電。4腳VCC：+5V供電。5腳HB：高低電源選擇控制端。6腳NC：空。7腳VR：低壓鈴流信號輸入。8腳RSG：內在飽和電阻。9腳E1：控制允許輸出端。10腳VBAT：高電源供電。11腳/DET：環(huán)路檢測輸出端。12腳C2：控制端。13腳C1：控制端。14腳RDC：用兩電阻與RSN連接，電阻交叉點用電容與地連接。15腳AGND：模擬地。16腳RSN：四線輸入端。17腳VBAT：高電源供電。18腳VEE：-5V供電。19腳VTX：四

18、線輸出端。20腳HPT：接用戶電話線TIP端的交直流隔離電容，另一端接HPR。21腳HPR：接用戶電話線RING端的交直流隔離電容，另一端接HPT。22腳RD：用電阻與VEE連接。23腳RDR：用電阻與VEE連接。24腳VBAT：高電源供電。25腳NC：空。26腳TIPX：連接用戶電話的二線TIPX。27腳RINGX：連接用戶電話的二線RINGX。28腳NC：空。2.3用戶線接口電路主要功能圖2-3是PBL38710內部電路方框圖，其主要功能說明如下：圖2-3 PBL38710內部電路方框圖圖2-4 PBL38710內部控制表2.3.1向用戶話機供電，PBL38710可對用戶話機提供恒流饋電，

19、饋電電流由VBAT以及VDD供給。恒定的電流為25 mA。當環(huán)路電阻為2K時，饋電電流為18 mA。供電電源VBat采用-48V；在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源接點至話機；用戶掛機時，話機叉簧下壓饋電回路斷開，回路無電流流過；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。2.3.2 PBL38710內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，如結合外部的熱敏與壓敏電阻保護電路，則可保護250V左右高壓。2.3.3振鈴電路可由外部進行控制。2.3.4監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號。用戶掛機時，用戶狀態(tài)檢測輸出端輸出低電平，以向C

20、PU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“閑”；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“忙”；2.3.5在TIPRING端口間傳輸的語音信號為對地平衡的雙向語音信號，在四線VR端與VX端傳輸的信號為收發(fā)分開的不平衡語音信號。PBL38710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2/4線混合轉換。2.3.6 PBL38710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。2.3.7 PBL38710提供的雙向語音信號的傳輸衰耗均為-1dB。該傳輸衰耗可以通過PBL38710用戶電

21、路的內部調整，也可通過外部電路調整；2.3.8 PBL38710的四線端口可供語音信號編譯碼器或交換矩陣使用。3用戶接口電路的電路原理圖由圖1-1可知，本實驗系統(tǒng)共有四個用戶線接口電路，電路的組成與工作過程均一樣，因此只對其中的一路進行分析。圖2-5是用戶1用戶線接口電路的電路原理圖。圖2-5 用戶線接口電路電原理圖4工作過程為了簡單和經濟起見，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，有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斷開，因此交換機可以通過檢測用戶線上直流電流的有無來區(qū)分用戶狀態(tài)。

22、當用戶摘機時，發(fā)光二極管D10亮表示用戶已處于摘機狀態(tài)，TP13由低電平變成高電平，此狀態(tài)送到CPU進行檢測該路是否摘機，當檢測到該路有摘機時，CPU命令撥號音及控制電路送出f=450Hz，U=1V的波形即撥號音。當用戶聽到450Hz撥號音信號時，用戶開始撥電話號碼，雙音多頻號碼檢測電路檢測到號碼時通知CPU進行處理，CPU命令450Hz撥號音發(fā)生器停止送撥號音，用戶繼續(xù)撥完號碼，CPU檢測主叫所要被叫用戶的號碼后，立即向被叫用戶送振鈴信號，提醒被叫用戶接聽電話，同時向主叫用戶送回鈴音信號，以表示線路能夠接通，當被叫用戶摘機時，CPU接通雙方線路，通信過程建立。一旦接通鏈路，CPU即開始計時，

23、當任意一方先掛機，CPU檢測到后，立即向另一方送忙音，以示催促掛機，至此，主、被叫用戶一次通信過程結束。通過上述簡單分析，不難得出各測量點的波形。TP11：通信時有發(fā)送話音波形；撥號時有瞬間DTMF波形；不通信時則此點無波形。TP12：通信時有接收話音波形：摘機后撥號前有450Hz撥號音信號；不通信時則此點無波形。TP13：摘掛機狀態(tài)檢測測量點。掛機：TP13=低電平；摘機：TP13=高電平。TP14：振鈴控制信號輸入，高電平有效。即工作時為高電平，常態(tài)為低電平。由于4個用戶線接口電路的測量點相同，故對其它三個用戶線接口電路的測量點就不一一敘述，波形均相同，即：TP11=TP21=TP31=T

24、P41TP12=TP22=TP32=TP42TP13=TP23=TP33=TP43TP14=TP24=TP34=TP445二四線變換電路在該實驗系統(tǒng)中，二四線變換由用戶線接口電路中的語音單元電路實現，圖2-6為電路的功能框圖，該電路完成二線單端之間信號轉換，在PBL38710內部電路中已經完成了該變換。TTR R圖2-6 二/四線變換功能框圖二四線變換的作用就是把用戶線接口電路中的語音模擬信號（TR）通過該電路的轉換分成去話（T）與來話（R），對該電路的要求是：將二線電路轉換成四線電路；信號由四線收端到四線發(fā)端要有盡可能大的衰減，衰減越大越好；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

25、盡可能小，越小越好；應保持各傳輸端的阻抗匹配，以便于PCM編譯碼電路形成發(fā)送與接收的數字信號。五實驗內容1參考有關程控交換原理教材中的用戶線接口電路等章節(jié)，對照該實驗系統(tǒng)中的電路，了解其電路的組成與工作過程。2通過主叫、被叫的摘、掛機操作，了解B、R、S等功能的具體作用。六實驗步驟1接上交流電源線。2將K11K14、K21K24、K31K34、K41K44接2、3腳；K70K75接2、3腳；K60K63接2、3腳。3 先打開“交流開關”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開關J8，J9，此時實驗箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。4“復位”鍵進行一次上電復位，此時，CPU已對系統(tǒng)進行初

26、始化處理，顯示電路循環(huán)顯示“P”，即可進行實驗。5用戶1，用戶3接上電話單機。6用戶電話單機的直流供電（B）的觀測。（現以用戶1為例） 6.1用戶1的電話處于掛機狀態(tài)，用萬用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為-46V，TP1B為-1.8V，它們之間電壓差為44V。(此值只是作為參考，以實驗為準)6.2用戶1的電話處于摘機狀態(tài)，用萬用表的直流檔測量TP1A，TP1B對地的電壓，TP1A為-28V左右，TP1B為-19V左右。（測得的電壓與電話的內阻抗有關，所以每部電話的測量值不一定相同, 此處只是作為參考。）7觀察二四線變換的作用。7.1用正常的呼叫方式，使用戶1、用戶3處于

27、通話狀態(tài)。7.2當用戶1對著電話講話時（或按電話上的任意鍵），用示波器觀察TP11上的波形，為語音信號（或雙音多頻信號），不講話時無信號。7.3當用戶1聽到用戶3講話時（或用戶3按電話上任意鍵），用示波器觀察TP12上的波形，為語音信號（或雙音多頻信號），對方不講話時無信號。TP11等語音參考波形7.4用示波器觀察TP1A。不管是用戶1講話還是用戶3講話（或按電話上的任意鍵）此測試點都有語音波形（或雙音多頻信號）。8摘、掛機狀態(tài)檢測的觀測。8.1當用戶1的電話摘機時，用示波器測量TP13為高電平（4V左右）。8.2當用戶1的電話掛機時，用示波器測量TP13為低電平（0V左右）。9被叫話機振鈴（

28、R）的觀測。9.1用戶1處于掛機狀態(tài)，用戶3呼叫用戶1，即用戶3撥打“68”，使用戶1振鈴。9.2當用戶1的電話振鈴時，用示波器觀察TP14，振鈴時TP14為高電平（4V左右）；不振鈴時TP14為低電平（0V左右）。七注意事項當實驗過程中出現不正常現象時，請按一下“復位”鍵，以使系統(tǒng)重新啟動。八實驗報告1畫出本次實驗電路方框圖，并能說出其工作過程。2畫出各測量點在各種情況下的波形圖。實驗三 雙音多頻DTMF接收實驗一實驗目的1了解電話號碼雙音多頻信號在程控交換系統(tǒng)中的發(fā)送和接收方法。2熟悉該電路的組成及工作過程。二預習要求1認真預習有關雙音多頻等相關內容。三實驗儀器1程控交換實驗箱 一臺2電話

29、單機 兩臺3 20MHz示波器 一臺四實驗原理1雙音多頻撥號簡單介紹在電話單機中，有兩種撥號方式，即脈沖撥號和雙音多頻撥號。雙音多頻撥號方式中的雙音多頻是指用兩個特定的單音頻信號的組合來代表數字或功能，兩個單音頻的頻率不同，所代表的數字和功能也不同，在雙音多頻電話機中有16個按鍵，其中有10個數字鍵09，6個功能鍵*、#、A、B、C、D，按照組合的原理，它必須有8種不同的單音頻信號，由于采用的頻率有8種，故又稱之為多頻，又因以8種頻率中任意抽出2種進行組合，又稱其為8中取2的編碼方式。根據CCITT的建議，國際上采用697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1

30、477Hz和1633Hz，把這8種頻率分成兩個群，即高頻群和低頻群，從高頻群和低頻群中任意各抽出一種頻率進行組合，共有16種不同組合，代表16種不同數字或功能，見表5-1。表5-1高頻數字低頻1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D表中*、# 鍵作特殊功能用（如閉音、重發(fā)）等，A、B、C、D留作它用。例如撥數字號碼“8”，則發(fā)雙音多頻信號頻率為fH=1336Hz、fL=852Hz。雙音多頻，簡寫DTMF（DTMF=Dual Tone Multifrequency）DTMF發(fā)送器的原理與構成如圖5-1所示，它主要包括：1.1晶體振蕩器外接晶體（通常

31、采用3.579545MHz）與片內電路構成振蕩器，經分頻產生參考信號。1.2鍵控可變時鐘產生電路它是一種可控分頻比的分頻器，通常由n級移位寄存器與鍵控反饋邏輯單元組成。 1.3正弦波產生電路它由正弦波編碼器與D/A變換器構成，通常，可變速時鐘列正弦波形成可變速列時鐘產生fH(C1C4)時鐘產生321AB546C987DTMF信 號（輸入控制）D*0#(R1R4)fL行正弦波形成可變速行時鐘產生 圖5-1 一個典型的DTMF發(fā)送電路原理框圖信號先經5位移位寄存器，產生一組5位移位代碼，再由可編程邏輯陣列（PLA）將其轉換成二進制代碼，加到D/A變換器形成臺階型正弦波。顯然臺階的寬度等于時鐘頻率的

32、倒數，這樣形成的正弦波信號頻率必然對應時鐘的速率和按鍵的號碼。1.4混合電路將鍵盤所對應產生的行、列正弦波信號（即低、高群fL、fH）相加、混合成雙音信號輸出。1.5附加功能單元，如有時含有單音抑制，輸出控制（禁止）、雙鍵同按無輸出等控制電路。DTMF發(fā)送器按輸入控制方式可分為鍵盤行列控制和BCD接口控制兩種。它們的控制部分真值表分別示于表5-2、表5-3。表5-2鍵盤控制接口功能真值表輸入行列R1R2R3R4C1C2C3C4發(fā)送fL（Hz）697770852941頻率fH（Hz）1209133614771633表5-3 BCD碼控制接口功能真值表BCD 碼 輸 入發(fā) 送 頻 率D1D2D3D

33、4fL（Hz）fH（Hz）000094113360001697120900106971336001169714770100770120901017701336011077014770111852120910008521336100185214772雙音多頻接收電路高頻組帶通濾波器過零檢測器碼變換鎖存與緩沖信號輸入輸入電路低頻組帶通濾波器過零檢測器圖5-2 典型DTMF接收器原理框圖DTMF接收器包括DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器，其基本原理如圖5-2所示。DTMF接收器先經高、低頻組帶通濾器進行fL/fH區(qū)分，然后過零檢測、比較，得到相應于DTMF的兩路fL、fH信號輸出。該兩路信號經譯碼

34、、鎖存、緩沖，恢復成對應于16種DTMF信號音的4比特二進制碼（D1D4）。 圖5-3 MT8870芯片及管腳排列圖在本實驗系統(tǒng)電路中，DTMF接收器采用的是MT8870芯片。圖5-3是該芯片的管腳排列圖。2.1該電路的基本特性2.1.1提供DTMF信號分離濾波和譯碼功能，輸出相應16種DTMF頻率組合的4位并行二進制碼。2.1.2可外接3.579545MHz晶體，與內含振蕩器產生基準頻率信號。2.1.3具有抑制撥號音和模擬信號輸入增益可調的能力。2.1.4二進制碼為三態(tài)輸出。2.1.5提供基準電壓（VDD2）輸出。2.1.6電源 +5V2.1.7功耗 15mw2.1.8工藝 CMOS2.1.

35、9封裝 18引線雙列直插2.2管腳簡要說明引出端符號 說明1、2腳IN+、IN- ：運放同、反相輸入端，模擬信號或DTMF信號從此端輸入。3腳FB ：運放輸出端，外接反饋電阻可調節(jié)輸入放大器的增益。4腳VREF：基準電壓輸出。5、6腳IC：內部連接端，應接地。7、8腳OSC1、OSC0 ：振蕩器輸入、輸出端，兩端外接3.579545MHz晶體。9腳Vcc：接正電源，通常接+5V。10腳EN：數據輸出允許端，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。11、14腳D01D04：數據輸出，它是相應于16種DTMF信號（高，低單音組合）的4位二進制并行碼，為三態(tài)緩

36、沖輸出。15腳CID：延遲控制輸出，當一有效單音對被接收，CI超過VTSt，輸出鎖存器被更新，則CID為高電平，若CI低于VTSt，則CID返至低電平。16腳EC0：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?，若無輸入信號或連續(xù)失真，則EC0返回低電平。17腳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，并鎖存相應碼字于輸出，若輸入電壓低于VTSt，則電路不接收新的單音對。18腳VSS ：接負電源，通常接地。3電路的工作原理它完成典型DTMF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、譯碼、鎖存與緩沖輸出及振蕩，監(jiān)測等，具體說就是DTMF信號從芯片的輸入端輸入，經過輸入運放和撥號音抑制濾波器進行濾波后，分兩路分別進入高、低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，便在EC0輸出高電平作為有效檢測DTMF信號的標志；如果DTMF信號消失，則EC0即返至低電平，與此同時EC0通過外接R向C充電，得到CI，