程控交换机的用户电路设计.doc

GDOU-B-11-112*大学学生实验报告书实验名称程控交换机的用户电路设计课程名称交换综合实验课程号j1660004学院(系)信息学院专业通信工程班级通信学生姓名学号实习地点实习日期程控交换机的用户电路设计一、实验名称：程控交换机的用户电路设计二、实验目的与要求：1.实验目的：通过程控交换机的用户电路设计，掌握程控交换机基本知识和用户电路基本原理与组成，能设计程控交换机的用户电路。 2.实验要求：通过程控交换机的用户电路设计，对现代交换原理、程控交换机、用户电路的基本原理与组成有进一步的认识。三、实验设备及调试仪器：MC145503芯片，MC145503编译码器。四、实验基本内容： 掌握程控交换机基本知识； 了解用户电路基本原理与组成； 用户电路的设计。五、实验原理： 程控交换机的最大特点是由存放在存储器中的程序来控制交换网络的接续。程控数字交换机的出现,使交换技术的发展进入更高的阶段,在交换系统中采用时分复用技术,使数字信号直接通过交换网络,实现传输和交换一体化,为向综合业务数字网发展铺平了道路。1.用户电路的基本原理和组成电话交换机的基本功能是在任意两个用户之间建立一条双向话音通道。为了更迅速、准确、可靠地完成这一基本要求,交换机应具有检测终端状态、收集终端信息、向终端传送信令以及交换接续功能和控制功能。具有这些功能的数字时分复用交换系统主要由5部分组成:用户电路、中继器、交换网络、信令及时钟电路、控制电路。为简化硬件结构,这里的信息及时钟电路、控制电路都由软件来实现。这里主要讨论其用户电路，用户电路是模拟用户终端与数字交换网络之间的接口电路，它应包括以下7大功能:(1)馈电(BATTERY FEED)：提供的-48V的馈电电压。(2)过压保护(OVER VOLTAGE)：保护交换机的内部电路不受外界雷电等高压和人为破坏的损害。(3)振铃电路(RING)：向话机馈送铃流,并能在话机摘机应答后立即切断铃流。(4)监测电路(SUPERVISION)：监测环路直流电流的变化,向控制系统输出相应的摘、挂机信号和拨号脉冲信息。(5)编译码电路(CODEC)：完成模拟话音信号及带内信令的PCM编译码。 (6)混合电路(HYBRID)：完成用户环线系统2线传输与交换网络4线传输之间的变换。(7)测试电路：提供测试环线系统各个环节工作状态的辅助功能。这7大功能如图1所示：用户控制电路对用户电路扫描、搜集用户电路的状态信息送给呼叫处理机,呼叫处理机将驱动信息送到用户电路,使控制分配继电器动作,向用户送出振铃信号或测试接续。2用户电路的设计用户电路的原理图如图2所示,它主要由MOTOLORA公司的MC33120用户线接口芯片和MC145503编译码器以及外围电路构成。MC33120芯片是固态的SLIC(用户线接口电路),它连接二线的用户线和四线的交换中心或PBX,可实现馈电、电路测试、挂机开关的检测,调整环路终端AC阻抗,单/双错误提示等功能，另外它还可提供最小可达58DB的均衡功能，它的发送与接收信号以模拟地线为基准。数字信号以数字地线为基准的这种设计,易于将接口直接连到PCM编译码器上。MC145503芯片是一种单片的通道PCM编译码-滤波器,内部包含已集成的精密参考电压以及发送带通滤波器和接收低通滤波器,具有编解码、预取样和再生滤波功能,可用于同步或以字节为单位不受时间限制的传输模式，该用户电路能实现上面所述的7大功能。21发送电路从用户话筒送入的模拟话音信号经电阻R3送入MC33120的TSI端(16脚),从TXO端(11脚)输出,元件R8、C5、R13、C6、8、R12、R14等构成了收、发信号隔离的平衡电路,使输入信号与输出信号保持稳定。TXO端的输出信号经非平衡放大后送入编译码器MC145503的TSI端(4脚),编码后的数字信号进入交换网络进行交换。为尽可能减少硬件,此处的交换网络仅由存储器和软件(从时序上实现)构成。22接收电路由交换网络输入的数字信号进入MC145503的R接收输入端RDD,经译码后变成模拟信号,从RXO端(2脚)输出,经平衡电路后再输入到MC33120的RXI(10脚)输入,并经MC33120芯片内部从RSI端(5脚)送入用户听筒。用户双音频拨号号码的接收是由数字双音频解码器MT8870芯片实现,该解码器MT8870接成非平衡单端输入方式。当有双音频拨号时,双音频信号由MC33120的TXO端输出,经放大后接入MT8870的IN端,解码后由MT8870的Q1、Q2、Q3、Q4端输出数字号码。该数据通过锁存器送至CPU处理。脉冲拨号的接收则通过软件计数MC33120的ST2端的状态变化来实现。23馈电电路外接的-48V电源,通过MC33120芯片向话机馈电,0电平从芯片的EP端经晶体管G2、R10接到a线,而-48V电平经芯片的EN端、晶体管G3、R11接到b线,从而构成直流馈电电路。晶体管G2、G3用来自动调整用户环路的电流,以保环路电流在18mA40mA之间。24过压保护此电路采用了一级过压保护,二极管D1、D2、D3、D4构成了过压保护电路,当外来干扰电压高于0V或低于-48V时,二极管导通,起到钳位保护作用。25振铃电路由于铃流电压较高,因此须将铃流与通话通路断开,振铃电路是由铃流控制电路和继电器组成,90V铃流源外接。振铃控制信号由处理机送至非门Y3的9脚,再通过晶体管G1控制继电器J来决定是否振铃。当计算机发出振铃信号时,用户线a接通铃流源,用户线b的交流通过电容E1到地,使铃流流过话机振铃,当用户摘机时,接在铃流源的直流电压经话机加到b线,经R15、R16分压使光电耦合管Q1导通,Q1输出低电平信号,该低电平则通过与非门Y1、Y2、Y3产生复位信号,关断晶体管G1、使继电器触点复位,话机停止振铃,恢复原直流通路。26二/四线变换电路利用MC33120内部的运放和电流镜实现二/四线变换和将信号由TXO端(11脚)输出送到下级,通过RXI端(10脚)接收由译码器送到的信号。27测试电路用户环路状态由MC33120的摘挂机引脚ST1、ST2通过或非门Y4提供,Y4输出为高电平时,表示用户环路出现故障。28编译码电路PCM编译码器功能由MC145503芯片完成。6 实验总结经过这次实习,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实践操作能力。现在我总结了以下的体会和经验。这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实践最宝贵，最深刻的。就是实践的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的，因此动手之前就必须回顾课本的知识，这样就能够将理论与实践相结合，也对之前所学有了质的提高，很多疑惑瞬间也会豁然开朗。在这次的实践中，我对一些程控交换的硬件设备有了更深刻的认识。在实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。培养这种能力的前题是你对每次实践的态度。关键则是自己要学会思考。可以说，做这次实践，我们学生自己的能力得到了充分的发挥。 最后，通过本次实验我全面了解了用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法：通过对用户模块电路的学习和实验，进一步加深了对BORST功能的理解。对于实际的操作和也有了质