现代交换原理实验报告

1、实验1交换系统组成与结构、交换系统总体介绍图1-1是程控交换实验系统方框图，图 1-2是程控交换实验系统结构图。图1-1交换系统方框图瑞B延海州览母 14->闿魅德若心母於德若当心母俎出海奈亚治T：1德若1/4:德若146陛讷闿笳言()，(口)，N ()，a (口)当亚力添盛nc>赛哲 湎客鹦族治T：(1)PBL3871。亚米/岗 u /sBm海“nW-BIPgHTP»2QCO CO K3D1 EN KK3 口口 用印11302p川咤 垣画 = U3CliCflPMHtS1Pg°用户接口电路卜皿ITP3M电语号码* 4 8甲方-禺10 ITP» 1PW

2、 MJQ O OSBisoTPU TWo oTROTPll *awTM4TPQBTHMTPC3fPWTPffloOO O G O中央如理署四系统工作电源-E3W 皿 M2U T#J电源输入UMt 1r<003 LKfiS LEKM o o o o TP12 m3 Tftl* TP1H TH'HH-iiiaiiiiBriFiiili6熹下载接口= £信令信号产生单元i rmm liA» &E»4cooax 型如例若交换方式液晶显示电路HD8623B 型程控交换实验教学装置TMM 6TP29S数字中健哥美第五代数字程控交换 实验教学系统piiHi

3、imiiiqI U3QQ |翻字时分交换单元 J< UtKft1S«t£EKILnra© oo o甲一踞甲二麻乙一师乙二踣用户较座机求声*复位11t I国四薄膜开关输入电喘中国人民解放军理工大学m o=3 azjICQOl KSCQ KfiG3。口U501 U502FI口 =二口 hl研 F=-<5旦。匚国二f用户接口电踣口电话号码E 6n«-|乙方一躇 T5南京恒缔科技有限公亘画】心血1TWO?u<q*QW TMCIKU”il口tllMHlJco cn姻 KSR2 KSQ3HS电话号码：6 9 乙方二路TPtfbB OHO nwr困1

4、2 加2就诺加春炳四州邀辞百困(2) TP3067主要实现PCM译码功能；(3) MT8870 (甲方或乙方的两个话机合用一片)用来接收双音多频信号，把检测到的被叫用户电话号码，送给记发器CPU以便控制交换网络接通被叫用户话路。2 .模块5:模块5是中央处理器电路，主要由 U102 (AT89C5D组成，完成键盘扫描和液晶显示、工作状态指示与 显示、交换命令的转接和控制接收学生的下载程序。3 .模块6:模块6是CPLD可编程*II块(U101),它产生并输出下列信号：(1)500Hz连续方波(即拨号音信号)(2) 忙音脉冲，即0.35秒通、0.35秒断的周期方波(3) 回铃音脉冲，即1秒通、4

5、秒断的周期方波(4)25Hz周期方波(振铃信号)(5)PCM 编译码器的时钟信号电路，它提供四片TP3067所需的2048KHz及8KHz的时钟脉冲。(6) 各接口间的控制信号。4 .模块7:模块7是交换网络，它包括三大部分：(1) 人工交换网络部分：主要由 S201和M201组成，通过手动设置跳线完成人工交换工作。(2) 空分交换网络部分：主要由MT8816芯片构成，完成空分路由选通。(3) 数字时分程控交换网络：主要由 MT8980芯片、74HC573及一些外围电路构成。5 .模块8:模块8是记发器电路：它是 CPU中央处理器及控制检测电路，主要由CPUK片U101 (AT89C5D、CP

6、LD可编程器件 EPM7128锁存器74HC573等组成，它们在系统软件的作用下，完成对话机状态的监视、信号音 及铃流输出的控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。具体叙述如下：(1)用户状态检测电路：接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX (X是话路的序号)，可以是A B、C、D,例如DETA是第一话路的用户状态检测信号(下面文字说明中标号的X含义与此处相同)，信号直接送入 CPU的P1 口，以识别主、被叫用户的摘挂机状态。(2)信号音控制电路：主要由单片机U101及4066的电子开关组成，由 CPU经EPM7128口输出的拨号音控制信号(SELA。、忙音控制信号(SELA2

7、)、回铃音控制信号(SELA3)的作用下，分别分时地将上述三种信 号通过U305电子开关送入主叫用户。(3)铃流控制电路：由上述的单片机U101、EPM7128和用户线接口芯片 PBL 38710的有关管脚等组成。自动交换时，在单片机 U101作用下，EPM7128口输出的振铃控制信号(RING),铃流音信号送给 PBL38710, 由PBL38710提升铃流信号电压，使其有效值达到75V左右，送往电话机。(4)DTMF接收控制电路：主要由 EPM7128可编程器件和 CPU的中断端口组成，当 8870收到电话号码后， 便发出使能信号(12EN或34EN)向CPU申请中断，同时收电话号码数据(

8、 DTMFD14)送给CPU(U101)和 EPM712眦行处理。6 .模块9:模块9是话路交换控制器电路：主要由U100 U10S U107、U01及学生二次开发程序 U109构成。7 .模块10:模块10是液晶显示和键盘输入电路：它们共同完成交换功能选择，对话路交换状态显示、话路时隙设置等功能。8 .模块11:模块11是工作电源：分别是-48V、-12V、接地、+5V、+12V。9 .模块12:模块12是空分中继接口和计算机通信接口：用于与另一台实验箱或计算机进行通信。中继接口主要由J103、U101和空分交换模块组成，而计算机通信接口主要由J201、U102和MAX202a成。10 .模

9、块13 :模块13是交换工作状态指示电路：用来指示系统工作于人工、空分或时分交换工作状态。11 .模块14 :模块14是双音多频检测电路：由 8870芯片及一些外围电路构成，用来接收电话号码数据（DTMFD14）送给CPU（U101）和EPM7128S行处理。二、实验内容1 .熟悉本实验平台的组成与结构。2 .熟悉各组成模块的构成元器件及其完成的作用3 .初步建立程控交换实验系统及电话交换、中继接续通信的概念。三、实验步骤1 .打开交流电源开关，电源输入电路加电，电源指示灯（发光二极管）亮。2 .按一下薄膜开关的“复位”键，中央处理器复位一次，液晶背景灯闪一下。3 .按“开始”键，进入菜单的主

10、要工作状态选择，分“人工交换”，“空分交换”，“时分交换”，“时分中继”等四种工作方式。4 .移动横向指示箭头，选择“空分交换”方式，按“确认”键。此时液晶进入呼叫状态显示，“空分”指示灯亮5 .对“甲方一路”与“乙方一路”接上电话单机，正常呼叫。注意液晶显示及其他一些指示灯的变化， 熟悉信令程控交换与话音信号通信交换的全过程。6 .呼叫时，甲方一路电话号码初始值设置为：48,乙方一路初始值设置为：68。注：本实验平台上的跳线开关设置默认值如下：所有三脚跳线1-2脚连，如K301、K401、K501、K601等,四脚跳线 K303的1-2、3-4脚连，二脚跳线K201的1-2脚连。空分交换界面

11、如下图:通话状态下界面如下图:实验5用户接口模块（主被叫）实验、实验目的1 .全面了解用户线接口电路功能（ BORST的作用及其实现方法。BORST）能的理解。2 .通过对用户模块电路 PBL 387 10电路的学习与实验，进一步加深对、电路工作过程用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit SLIC）。任何交换机都具有用户线接口电路。根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（ SLIC）分为模拟用户接口电路和数字用户 接口电路两种。模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、

12、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成。在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHC功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC,其余功能由集成模拟SLIC完成。在布控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一般是-60V,用户的馈电电流一般是20mA-30mA铃流是25Hz,90V左右，而在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息， 无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担完成，再加上其它一些 要求，程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B (馈电)，R (振铃)、S (监视)、C

13、 (编译码)、H (混合)、T (测试)、O (过压保护)七项功能。图 5-1为模拟用户线接口功能框图。模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT种功能，具体含义是：(1)馈电(B-Battery feeling )向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为一48伏或一24伏，环路电流不小于18m A.(2)过压保护(O Overvoltage protection)防止过压过流冲击和损坏电路、设备。(3)振铃控制(R Ringing Control )向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/90Vrms正弦波。(4)监视(S-Supervision )监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨

14、号脉冲等信号以送往控制网 络和交换网络。(5)编解码与滤波(C-CODEC/Filter )在数字交换中，它完成模拟话音与数字码间的转换。通常采用PCM编码器(Coder)与解码器(Decoder)来完成，统称为 CODEC相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路 (300Hz-3400Hz)带宽，编码速率为 64kb/s。(6)混合(H Hyhird )完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送，接收数字四线单向信号之间的连接。过去这种功能由混合线圈实现，现在改为集成电路，因此称为“混合电路”。(7)测试(TTest)对用户电路进行测试。a模拟用户线b用户线测 振铃状态信号编

15、码 器 解 码 器发送码流图5-1 模拟用户线接口功能框图用户线接口电路：(编码信号)在本实验系统中，用户线接口电庠俯疝本 路选用的是 PBL 接收码流387 10。PBL387 10是2/4线厚膜混合用户线接口电路。它包含向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流，摘挂机的检测及音频或脉冲信号的识别，用户线是否有话机的识别，语音信号的2/4线混合转换，外接振铃继电器驱动输出。PBL38710用户电路的双向传输衰耗均为-1dB,供电电源为+ 5 V和-5 V, PBL 387 10还将输入的铃流信号放大以达到电话振铃工作的要求，即达到+75V的有效值。其各项性能指标符合

16、邮电部制定的有关标准。1.该电路的基本特性(1)向用户馈送铃流(2)向用户恒流馈电(3)过压过流保护被叫用户摘机自截铃(5) 摘挂机检测和LED显示(6)音频或脉冲拨号检测(7)振铃继电器驱动输出(8)语音信号的2/4线转换(9)能识别是否有话机(10)无需耦合变压器2.用户线接口电路主要功能输入控制译码 控制信号1一控制信号2*状态指示电话接口 ,/二/四线接口摘机检测馈电与平衡电路话音通道M语音发送支路语音接收支路振铃控制振铃控制内部电源稳压电路图5-2 PBL 387 10 内部电路方框图图5-2是PBL 387 10内部电路方框图。图 5-3是用户线接口电路电原理图。J301TP301

17、VTXRSNC3040.01u1916PTHDNGA DNGB HR307430KR30920K图5-3 用户线接口电路电原理图（1） 向用户话机供电，PBL 387 10可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由 VBAT以及VDD供给。当环路电阻为2K时，馈电电流为18 mA。具体如下：A. 供电电源 VBA邙用-48V;B. 在静态情况下（不振铃、不呼叫），-48V电源通过继电器静合接点至话机；C. 在振铃时，-48V电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机；D. 用户挂机时，话机叉簧下压，馈电回路断开，回路无电流流过；E. 用户摘机后，话机叉簧上升，接通馈电回路（在振铃时接通振铃支路）回路。（

18、2） PBL 387 10 内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP- RING端口间的瞬时高压，如结合外部的热敏与压敏电阻保护电路，则可抵抗保护250V左右高压。（3） 振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继电器驱动电路以及铃流电源向用户馈送铃流：当继电器控制端（RC端）输入高电平，继电器驱动输出端（RD端）输出高电平，继电器接通，此时铃流源通过与振铃继电器连接的15端（RV端）经TIP- RING端口向被叫用户馈送铃流。当控制端 （RC端）输入低电平或被叫用户摘机都可截除铃流。用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。（4）监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号，具体如下

19、：A.用户挂机时，用户状态检测输出端输出低电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“闲”；B.用户摘机时，用户状态检测输出端输出高电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“忙”；C.用户若拨电话号码为脉冲拨号方式时，该用户状态输出端应能送出拨号数字脉冲。回路断开时，送出低电平，回路接通时送出高电平 （注：本实验系统不选用脉冲拨号方式，只采用DTMFM音多频拨号方式）（5）在TIP- RING端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。 PBL 387 10可以进行TIP- RING端口与四线 VR端和VX端间语音信号的双向 传输和2

20、/ 4 线混合转换。（6） PBL 387 10可以提供用户线短路保护：TIP线与RING线间，TIP线与地间，RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。PBL 387 10提供的双向语音信号的传输衰耗均为40dB。该传输衰耗可以通过PBL 387 10用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整(8) PBL 387 10 的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。三、实验内容1. 了解用户模块 PBL 387 10的主要性能与特点。2 .熟悉用PBL 387 10组成的用户线接口电路。3 .甲方一路的J301接上电话单机，用示波器分别观测TP301、TP302、TP303在摘挂机时的

21、工作电平，具体如下：TP301:电话A用户模块接口输入 TIPX端测量点。TP302:电话A用户模块接口输出 RINGX端的测量点。TP303:电话用户模块用户摘挂机工作状态测量点。用户电话摘机时，输出低电平；用户挂机时，输出 高电平。4 .画出本次实验的电路方框图，叙述其工作过程。摘机状态：挂机状态:TP302的摘挂机状态如下图：摘机状态：挂机状态:TP303的摘挂机状态如下图：摘机状态：挂机状态:二、电路工作过程在用户话机与交换机之间的用户线上，要沿两个方向传递语言信息。但是，为了实现一次通话，还必须 沿两个方向传送所需的控制信号。比如，当用户想要通话时，必须首先向程控机提供一个信号，能让

22、交换机 识别并使之准备好有关设备，此外，还要把指明呼叫的目的地的信号发往交换机。当用户想要结束通话时， 也必须向电信局交换机提供一个信号，以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外， 还需要传送相反方向的信号，如交换机要向用户传送关于交换机设备状况，以及被叫用户状态的信号。由此可见，一个完整电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信令系统。用户向电信局交换机发送的信号有用户状态信号（一般为直流信号）和号码信号（地址信号）。交换机向用户发送的信号有各种可闻信号与振铃信号（铃流）两种。A.各种可闻信号：一般采用频率为500Hz的方波信号，例如：拨号音：（Dial tone ）

23、连续发送的500Hz信号。回铃音：（Echo tone ） 1秒送，4秒断的5秒断续的500Hz信号。忙音： （busy tone ） 0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号。B.振铃信号（铃流）：一般采用频率为 25Hz,幅度为75V± 15V的交流电压，以1秒送，4秒断的5秒断 续方式发送。关于信号的波形可见以下各测量点拨号音：由U01 EPM 7128可编程器件产生，频率为500Hz,幅度在1V左右。测量点为 TP10,测量时注意示波器的扫描周期的调节。回铃音：由U01 EPM 7128可编程器件产生，为 1秒通、4秒断的重复周期为 5秒的信号。测量为 TP0

24、5, 幅度在1V左右。测量时注意示波器的扫描周期的调节。忙音： 由U01 EPM 7128可编程器件产生，为 0.35秒通，0.35秒断的重复周期为 0.7S的500Hz的信 号，测量点为TP11,幅度在1V左右。测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流音：由U01芯片EPM 7128可编程器件产生的 25Hz方波经RC积分电路后形成，它的测量点为TP06,测量时注意示波器的扫描周期的调节。铃流信号送入PBL 387 10后，需要向用户振铃时通过PBL 387 10的功率提升，向用户送出铃流，完成振铃。图7-1为它们各测量点的波形图示意图。TP05回铃音0TP06TP10拨号音TP110.35s