現(xiàn)代交換技術(shù)實驗報告

1、現(xiàn)代交換技術(shù)實驗報告 班級：通信1303 學(xué)號：2013030904132016年6月實驗2 電話用戶接口模塊實驗 一、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；2通過對用戶模塊電路PBL 387 10電路的學(xué)習與實驗，進一步加深對BORST功能的理解。二、電路工作原理（一）基礎(chǔ)原理介紹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。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

2、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(gòu)成。在實際中，基于實現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSHCT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。（二）用戶電路組成原理在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是PBL 387 10集成電路。PBL 387 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

3、輸出。PBL 387 10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。其各項性能指標符合郵電部制定的有關(guān)標準。三、實驗內(nèi)容1.查找芯片PBL 387 10的詳細資料，了解其主要性能和特點。2.熟悉用PBL 387 10組成的用戶線接口電路。四、實驗步驟1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；2電話A的J301接上電話單機；3. 用示波器分別觀測TP301、TP302、TP306在摘掛機時的工作電平變化，具體如下：TP301、 TP30

4、2：電話A用戶的二線模擬線上測試點。TP301接入PBL38710芯片的TIPX端；TP302接入PBL38710芯片RINGX端；5、 實驗結(jié)果 圖2.1 TP301,TP302 掛機 圖2.2 TP301,TP302 摘機 圖2.3 TP306摘機 圖2.4 TP306掛機TP306：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。六、實驗總結(jié) 在本次實驗中，重溫了對示波器的使用，同時通過實踐進一步了解了用戶線接口電路的作用及向用戶話機供電、過壓保護、監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測摘掛機信號等主要功能。 實驗3 電話用戶信令的產(chǎn)生與觀測實驗一、實驗?zāi)康?/p>

5、1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

6、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。三、實驗內(nèi)容1用示波器測量各測量點撥號音、忙音、回鈴音及鈴流控制信號的波形。四、實驗步驟1插上電話B接口模塊，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TP07、TP08、 TP09及TP10各測量點的波形，了解各點波形的特征； 圖3.1 忙音 TP07 圖3.2 回鈴音 TP08 圖3.3撥號音TP09

7、 圖3.4 鈴流信號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識；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TP09），記錄并畫出波形的示意圖； 圖3.5 TP303與TP09（撥號音） 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，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； 圖3.6 TP303與TP08（回鈴音）6.此時，電話B振鈴響，此信號是由TP10的信號送到電話接口電路后經(jīng)功率提升，在中央

8、控制單元的控制下，鈴流信號驅(qū)動電話B振鈴。 圖3.76 當電話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TP07），記錄并畫出波形的示意圖； 圖3.8 TP303與TP07（忙音）五、實驗總結(jié) 回鈴音（TP08）：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5V左右。 忙音（TP07）： 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5V左右。撥號音（TP09）：由U01 EPM 240可編程器件產(chǎn)

9、生，頻率為500Hz，幅度在5V左右。鈴流音（TP10）：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。實驗4 雙音多頻（DTMF）接收與檢測實驗一、實驗?zāi)康?觀測電話機發(fā)送的DTMF信號波形；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 / fH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信號

10、音對的4比特二進制碼（D1D4）。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。三、實驗內(nèi)容1用示波器觀察并測量發(fā)送DTMF信號的波形。2用示波器觀察DTMF接收器譯碼數(shù)據(jù)輸出允許端

11、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插上電話B接口模塊，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，選擇“人工交換”工作方式；2電話A、電話分別接上電話單機；3將示波器一通道放在1VT連接鉚孔上，即測量發(fā)送的DTMF信號的波形；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。 圖4.1 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)）； 圖4.25 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

12、行通話）6 撥電話A上的任意鍵，此時注意觀察1VT連接鉚孔的波形，即電話A發(fā)送的DTMF信號的波形； 圖4.3 按鍵時信號跳變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）； 圖4.4 兩個頻率的疊加波形 5、 實驗總結(jié) 了解了電話雙音多頻信號的接收和檢測方法，了解了DTMF分組濾波器和DTMF譯碼器的基本結(jié)構(gòu)及原理，實驗過程中也出現(xiàn)了一些小問題，但也在和同組人員的討論中得到了解決。 實驗6 用戶話路PCM編譯碼實驗一、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

13、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、工作原理 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。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

14、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編碼后的標準數(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PCM 30/32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。3、 實驗步驟和結(jié)果1. 在關(guān)電情況下，插上“電話B接口模塊”

15、，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.測量TP02、TP03、TP04、TP05的時隙。 圖6.1 TP02與TP03相差4時隙，約為16us 圖6.2 TP03與TP04相差8時隙，約為32us 圖6.3 TP04與TP05相差8時隙，約為32us6. 以上步驟的分析，電話A的1VT點波形

16、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編碼信號注意交換后的時隙位置發(fā)生變化）；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. 圖6.4 TP304與TP405的波形實驗11 空分交換（MT8816）實驗一、實驗?zāi)康?掌握程控交換中空分交換網(wǎng)絡(luò)交換的基本原理。二、電路原理 圖11-1 實驗系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖交換網(wǎng)絡(luò)控制器由U103等器件構(gòu)成，U103中寫有模擬交換矩陣MT8816的交換控制子程序及地址接續(xù)表，根據(jù)電話用戶的呼叫情況，控制模擬交換矩陣對應(yīng)的交叉點閉合，即完成模擬語音信號的空分交換。圖11-1中的交換

17、矩陣交叉閉合點即是電話A與電話B通信的示意圖。圖中1VT、2VT、3VT、4VT分別為電話A、電話B、電話C和電話D的去話模擬語音信號；1VR、2VR、3VR、4VR分別為電話A、電話B、電話C和電話D的來話模擬語音信號。三、實驗內(nèi)容利用空分交換網(wǎng)絡(luò)進行兩部電話單機通話，對工作過程作記錄。四、 實驗步驟1在關(guān)電的情況下，插上“電話B接口模塊”，跳線K301設(shè)置為1-2相連左側(cè)；交換網(wǎng)絡(luò)接口插上“空分MT8816”交換模塊，保管好其它模塊；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通過薄膜開關(guān)將交換工作方式設(shè)置在“空分MT8816”進行實驗；4以電話A、電話B為例，分別接上電話單機

18、；5.雙蹤示波器同時測試1VT、2VR兩點或2VT、1VR兩點，是否有波形,按鍵說話時是否有變化；6.示波器兩探頭放在1VT、2VR兩點上。電話A摘機，撥號49，同時觀察示波器，哪個探頭能測到波形； 圖11.1 1VT與2VR的波形 （可以看出波形一致）7 兩路電話用戶間通話。此時，按鍵或說話，同時觀察示波器，哪個探頭測到波形，波形是否一樣； 圖11.2 通話時倆波形一致8. 保持兩用戶之間通話，找出對應(yīng)的管腳。 圖11.3 經(jīng)測量32與35管腳為高電平 圖11.4 經(jīng)測量33與37管腳為高電平實驗12 時分交換（MT8980）實驗一、實驗?zāi)康?掌握程控時分交換網(wǎng)絡(luò)的基本原理；2了解MT898

19、0芯片的工作原理和使用方法。 二、電路原理本節(jié)時分交換是采用MT8980來實現(xiàn)的。由圖12-1可知，該實驗系統(tǒng)是由4路數(shù)字電話用戶電路、時分交換網(wǎng)絡(luò)、交換控制電路、液晶顯示和供電系統(tǒng)電路等組成，構(gòu)成一個程控數(shù)字交換機。圖12-1 實驗系統(tǒng)的交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖三、實驗內(nèi)容1理解時分交換原理，利用時分交換網(wǎng)絡(luò)進行兩部電話單機通話，記錄工作過程。 四、 實驗步驟1在關(guān)電的情況下，插上“電話B接口模塊”，確認發(fā)送增益跳線K301、K501設(shè)置為1-2相連左側(cè)；交換網(wǎng)絡(luò)接口插上“時分MT8980”交換模塊，保管好其它模塊；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通過薄膜開關(guān)將交換工作方式設(shè)置在“時分MT8980”進行實驗；4以電話A、電話B為例，分別接上電話單機；5四路數(shù)字電話用戶的PCM編碼輸出測試點，即時分網(wǎng)絡(luò)輸入信號；TP304：電話A的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP02； TP404：電話B的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP03； TP504：電話C的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP04；TP605：電話D的PCM編碼輸出測試點，同步時隙脈沖測試點TP05；四路數(shù)字電話用戶的PCM譯碼輸入測試點，即時分網(wǎng)絡(luò)輸出信號。TP305：電話A的PCM譯碼