《程控交换原理》实验指导书

1、ZY12ProEx12BD2程控交换原理实验系统 电子与信息工程学院电子与通信教学团队实验指导书实验一程控交换原理实验系统及控制单元实验一实验目的1熟悉该程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。2体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。二预习要求1预习程控数字交换原理与应用和单片微型计算机原理与接口技术中的有关内容。三实验仪器1程控交换实验箱 一台2万用表 一台3电话单机 四台四实验原理1电路组成用户电路用户电路交换网络 CPU中央处理单元用户电路用户电路图1-1实验系统的原理框图用户线接口电路用户1交 换 网 络用户线接口电路用户3用户线接口电路用户2用户线接口电路用户4时

2、钟信号电路控制、检测电路输出显示电路二次稳压电路直流电源键盘输入电路CPU中央处理器多种信号音电路图1-2实验系统方框图图1-1是该实验系统的原理框图；图1-2是该实验系统的方框图，1.1用户模块电路 主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：1.1.1用户线接口电路1.1.2二四线变换器1.1.3 PCM编译码电路1.2交换网络系统 主要完成空分交换与时分交换两大功能，它由下列电路组成：1.2.1空分交换网络系统1.2.2时分交换网络系统1.3多种信号音电路 主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：1.3.1 450Hz拨号音电路1.3.2忙音发生电路1.3.3回铃音发生电

3、路1.3.4 25Hz振铃信号电路1.4 CPU中央集中控制处理器电路 主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能： 1.4.1键盘输入电路：主要把实验过程中的一些功能通过键盘设置到系统中。 1.4.2显示电路：显示主叫方与被叫方的电话号码，同时显示通话时间。 1.4.3输入输出扩展电路：显示电路与键盘输入电路主要通过该电路进行工作，主要芯片是D8155A，SN74LS240，MC1413。 1.4.4双音多频DTMF接收检测电路：把MT8870DC输出的DTMF四位二进制信号，接收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。 1.4.5用户状态检测电路

4、：主要识别主、被叫用户的摘挂机状态，送给CPU进行处理。 1.4.6自动交换网络驱动电路：主要实现电话交换通信时，CPU发出命令信息，由此电路实现驱动自动交换网络系统，其核心集成电路为SN74LS374，D8255A，GD74LS373等芯片。 1.4.7信号音控制电路：它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照系统程序进行工作。 1.4.8振铃控制电路：它也是按照CPU发出的指令进行工作。 1.5系统工作电源 主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：151内置工作电源：-48V ，-12V ，+5V，+12

5、V 152稳压电源： -8V，-5V2键盘功能：确 认中 继（d）时 间会议电 话复 位图1-3键盘功能框图对图1-3所示的键盘功能作如下介绍：“时间”： 该键可设置系统的延时时间。如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。“会议电话”： 该键为召开电话会议的按键。会议电话设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。除

6、“复位”键外，其他键均推失去功能。会议结束后，可按“复位”键重启系统。“中继”： 该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。“确认”： 该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。“复位”： 该键为重启系统按键。在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。3显示功能：主叫号码显示 计时显示 被叫号码显示

7、图1-4 显示电路图1-4是显示电路工作示意说明图。 4工作过程：以下是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-5。开始NO有用户呼叫吗？呼叫YES去话接续向主叫送拨号音NO第一位号码来了吗？拨号开始YES停送拨号音，收存号码内部处理被叫闲吗NOYES来话接续向主叫送忙音向被叫送铃音，向主叫送回铃音NONO主叫挂机吗？被叫应答吗？应答YES停送铃流，回铃音，接通电路NO话端挂机吗挂机拆线（释放复原）开始图1-5 程序工作流程示意图五、实验内容1测量实验系统电路板中各测量点电压值，并记录。2从总体上初步熟悉两部电话单机用空分交

8、换方式进行通话。3初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。4观察并记录一个正常呼叫的全过程。5观察并记录一个不正常呼叫的状态。 号码：88号码：68交换网络系统 号码：69号码：89 图1-6呼叫识别电路框图六实验步骤1接上交流电源线。2将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44拨向下边；K70K75拨向下边；K60K63拨向下边。3先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4按 “复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，数码管循环显示“P” ，即可进行实验。5将万用表拔至直流

9、电压档，然后测量电源模块-48、-12、-5、+5、+12的电压是否正常：-48为-48V，-12为-12V，-5为-5V，+5为+5V，+12为+12V。(-48V允许误差10%，其它为5%)6将四个用户接上电话单机。7正常呼叫全过程的观察与记录。(现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验)7.1主叫摘机，听到拨号音，数码管显示主叫电话号码“68” 。7.2主叫拨首位被叫号码“8”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“9”。7.3被叫振铃，主叫听到回铃音。7.4被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。数码管显示主叫号码和被叫号码，并开始通话计时。7.5挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机）

10、，另一方（被叫）听到忙音，计时暂停，双方都挂机后，数码管循环显示“P”。8不正常呼叫的自动处理8.1主叫摘机后在规定的系统时间内不拨号，主叫听到忙音。(系统时间可以设置，在系统复位后按“时间”可循环显示“10”，“30”，“100”，分别表示10秒，30秒，1分钟，选定一个时间，按“确认”即系统时间被设置，在复位状态时，系统时间默认为10秒。)8.2拨完第一位号码后在规定的系统时间内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。8.3号码拨错时（如主叫拨“56” ），主叫听到忙音。8.4被叫振铃后在规定的系统时间内不摘机，被叫振铃音停，主叫听到忙音。七注意事项对实验系统加电一定要严格遵循先打开系统工作电源

11、的“交流开关”，然后再打开直流电源输出开关J8，J9。实验结束后，先分别关直流电源输出开关J8，J9。最后再关“交流开关”，以避免实验电路的器件损坏。八实验报告1画出实验系统电路的方框图，并作简要叙述。2对正常呼叫全过程进行记录。实验二 用户线接口电路及二四线变换实验一实验目的1全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。2通过对PBL38710电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。3了解二四线变换电路的工作原理。二预习要求认真预习程控数字交换原理与应用中有关用户线接口电路等章节。三实验仪器1程控交换实验箱 一台2电话单机 二台320MHz示波器 一台4万用表 一

12、台四实验原理1用户接口电路的作用在现代电话通信设备与程控交换机中，由于交换网络不能通过铃流、馈电等电流，因而将过去在公用设备（如绳路）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成。用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交换机都具有用户线接口电路。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、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成，随着微电子技术的发展，近十年来在国际上陆续开发多种模拟SLIC，它们或是采用半导体集成工艺或是采用薄膜、厚膜混合工艺，并已实用化。在

13、实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSCHT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），其余功能由所谓集成模拟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-48V，用户的馈电电流一般是20mA30 mA，铃流是25Hz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）、O（过压保护）、R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）七项

14、功能。模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT七种功能，具体含义是：1.1馈电（B-Battery feeling）：向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为-48V，环路电流不小于18mA。1.2过压保护（O-Overvoltage protection）：防止过压过流冲击和损坏电路、设备。1.3振铃控制（R-Ringing Control）：向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/75Vrms正弦波。1.4监视（S-Supervision）：监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络。1.5编解码与滤波（C-CODEC/Filter）：在数字交换中，完

15、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，统称为编译码器（CODEC）。相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路300Hz3400Hz带宽，编码速率为64kb/s。1.6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，现在改为集成电路实现，因此称为“混合电路”。1.7测试（T-Test）：对用户电路进行测试。模拟用户线接口功能见图2-1。馈电电源铃流发生器 混 合 电 路编码器馈 电 电 路过 压 保 护 电 路振 铃 控 制发送码流低通模拟用户

16、线 平衡网络解码器接收码流低通用户线状态信号振铃控制信号图2-1模拟用户线接口功能框2用户线接口电路在本实验系统中，用户线接口电路选用的是爱立信公司的PBL38710，它包括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、语音信号的二四线混合转换，用户电路的双向传输衰耗均为-1dB，供电电源+5V和-5V。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。2.1该电路的基本特性 2.1.1向用户馈送铃流2.1.2向用户恒流馈电2.1.3过压过流保护2.1.4被叫用户摘机自截铃2.1.5摘挂机检测和LED显示2.1.6语音信号的2/4线转换2.1.7无需耦合变压器2.1.

17、8体积小及低功耗2.1.9极少量外围器件2.1.10封装形式为PLCC28封装 图2-2PBL38710的管脚排列图2.2 PBL38710引出端功能的说明1脚BGND：数字地。2脚VBAT2 ：低电源供电。3脚VBAT：高电源供电。4脚VCC：+5V供电。5脚HB：高低电源选择控制端。6脚NC：空。7脚VR：低压铃流信号输入。8脚RSG：内在饱和电阻。9脚E1：控制允许输出端。10脚VBAT：高电源供电。11脚/DET：环路检测输出端。12脚C2：控制端。13脚C1：控制端。14脚RDC：用两电阻与RSN连接，电阻交叉点用电容与地连接。15脚AGND：模拟地。16脚RSN：四线输入端。17脚

18、VBAT：高电源供电。18脚VEE：-5V供电。19脚VTX：四线输出端。20脚HPT：接用户电话线TIP端的交直流隔离电容，另一端接HPR。21脚HPR：接用户电话线RING端的交直流隔离电容，另一端接HPT。22脚RD：用电阻与VEE连接。23脚RDR：用电阻与VEE连接。24脚VBAT：高电源供电。25脚NC：空。26脚TIPX：连接用户电话的二线TIPX。27脚RINGX：连接用户电话的二线RINGX。28脚NC：空。2.3用户线接口电路主要功能图2-3是PBL38710内部电路方框图，其主要功能说明如下：图2-3 PBL38710内部电路方框图图2-4 PBL38710内部控制表2.

19、3.1向用户话机供电，PBL38710可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。恒定的电流为25 mA。当环路电阻为2K时，馈电电流为18 mA。供电电源VBat采用-48V；在静态情况下（不振铃、不呼叫），-48V电源接点至话机；用户挂机时，话机叉簧下压馈电回路断开，回路无电流流过；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。2.3.2 PBL38710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，则可保护250V左右高压。2.3.3振铃电路可由外部进行控制。2.3.4监视用户线的状态变化即

20、检测摘挂机信号。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”；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“忙”；2.3.5在TIPRING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。PBL38710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2/4线混合转换。2.3.6 PBL38710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。2.3.7 PBL38710提供的双向语音信号

21、的传输衰耗均为-1dB。该传输衰耗可以通过PBL38710用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整；2.3.8 PBL38710的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。3用户接口电路的电路原理图由图1-1可知，本实验系统共有四个用户线接口电路，电路的组成与工作过程均一样，因此只对其中的一路进行分析。图2-5是用户1用户线接口电路的电路原理图。图2-5 用户线接口电路电原理图4工作过程为了简单和经济起见，反映用户状态的信号一般都是直流信号，当用户摘机时，用户环路闭合，有用户线上有直流电流流过。主叫摘机表示呼叫信号，被叫摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也断

22、开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。当用户摘机时，发光二极管D10亮表示用户已处于摘机状态，TP13由低电平变成高电平，此状态送到CPU进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，CPU命令拨号音及控制电路送出f=450Hz，U=1V的波形即拨号音。当用户听到450Hz拨号音信号时，用户开始拨电话号码，双音多频号码检测电路检测到号码时通知CPU进行处理，CPU命令450Hz拨号音发生器停止送拨号音，用户继续拨完号码，CPU检测主叫所要被叫用户的号码后，立即向被叫用户送振铃信号，提醒被叫用户接听电话，同时向主叫用户送回铃音信号，以表示线路能够接通，当被叫用户摘机时，C

23、PU接通双方线路，通信过程建立。一旦接通链路，CPU即开始计时，当任意一方先挂机，CPU检测到后，立即向另一方送忙音，以示催促挂机，至此，主、被叫用户一次通信过程结束。通过上述简单分析，不难得出各测量点的波形。TP11：通信时有发送话音波形；拨号时有瞬间DTMF波形；不通信时则此点无波形。TP12：通信时有接收话音波形：摘机后拨号前有450Hz拨号音信号；不通信时则此点无波形。TP13：摘挂机状态检测测量点。挂机：TP13=低电平；摘机：TP13=高电平。TP14：振铃控制信号输入，高电平有效。即工作时为高电平，常态为低电平。由于4个用户线接口电路的测量点相同，故对其它三个用户线接口电路的测量

24、点就不一一叙述，波形均相同，即：TP11=TP21=TP31=TP41TP12=TP22=TP32=TP42TP13=TP23=TP33=TP43TP14=TP24=TP34=TP445二四线变换电路在该实验系统中，二四线变换由用户线接口电路中的语音单元电路实现，图2-6为电路的功能框图，该电路完成二线单端之间信号转换，在PBL38710内部电路中已经完成了该变换。TTR R图2-6 二/四线变换功能框图二四线变换的作用就是把用户线接口电路中的语音模拟信号（TR）通过该电路的转换分成去话（T）与来话（R），对该电路的要求是：将二线电路转换成四线电路；信号由四线收端到四线发端要有尽可能大的衰减，

25、衰减越大越好；信号由二线端到四线发端和由四线收端到二线端的衰减应尽可能小，越小越好；应保持各传输端的阻抗匹配，以便于PCM编译码电路形成发送与接收的数字信号。五实验内容1参考有关程控交换原理教材中的用户线接口电路等章节，对照该实验系统中的电路，了解其电路的组成与工作过程。2通过主叫、被叫的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。六实验步骤1接上交流电源线。2将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44拨向下边；K70K75拨向下边；K60K63拨向下边。3 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8，J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮

26、。4“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。5用户1，用户3接上电话单机。6用户电话单机的直流供电（B）的观测。（现以用户1为例） 6.1用户1的电话处于挂机状态，用万用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A为-46V，TP1B为-1.8V，它们之间电压差为44V。(此值只是作为参考，以实验为准)6.2用户1的电话处于摘机状态，用万用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A为-28V左右，TP1B为-19V左右。（测得的电压与电话的内阻抗有关，所以每部电话的测量值不一定相同, 此处只是作为参考。）7观察二四

27、线变换的作用。7.1用正常的呼叫方式，使用户1、用户3处于通话状态。7.2当用户1对着电话讲话时（或按电话上的任意键），用示波器观察TP11上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号。7.3当用户1听到用户3讲话时（或用户3按电话上任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），对方不讲话时无信号。TP11等图2-7 语音参考波形 7.4用示波器观察TP1A。不管是用户1讲话还是用户3讲话（或按电话上的任意键）此测试点都有语音波形（或双音多频信号）。8摘、挂机状态检测的观测。8.1当用户1的电话摘机时，用示波器测量TP13为高电平（4V左右）。8.2当用户1的

28、电话挂机时，用示波器测量TP13为低电平（0V左右）。9被叫话机振铃（R）的观测。9.1用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“68”，使用户1振铃。9.2当用户1的电话振铃时，用示波器观察TP14，振铃时TP14为高电平（4V左右）；不振铃时TP14为低电平（0V左右）。七注意事项当实验过程中出现不正常现象时，请按一下“复位”键，以使系统重新启动。八实验报告1画出本次实验电路方框图，并能说出其工作过程。2画出各测量点在各种情况下的波形图。实验三 程控交换PCM编译码实验一实验目的1掌握PCM编译码器在程控交换机中的作用。2熟悉单片PCM编译码集成电路TP3067的使用方法。二预习

29、要求1查阅有关TP3067的使用说明及其应用电路。2认真预习程控数字交换原理与应用中有关这方面的内容。三实验仪器1程控交换实验箱 一台2电话单机 二台320MHz示波器 一台4音频信号源(选配) 一台四实验原理1PCM编译码器的简单介绍模拟信号经过编译码器时，在编码电路中，它要经过取样、量化、编码，如图31（a）所示。到底在什么时候被取样，在什么时序输出PCM码则由AD控制来决定。同样PCM码被接收到译码电路后经过译码低通、放大。最后输出模拟信号到话机，把这两部分集成在一个芯片上就是一个单路编译码器，它只能为一个用户服务，即在同一时刻只能为一个用户进行AD及DA变换。编码器把模拟信号变换成数字

30、信号的规律一般有二种，一种是律十五折线变换法，它一般用在PCM24路系统中，另一种是A律十三折线非线性变换法，它一般应用于PCM3032路系统中，这是一种比较常用的变换法，模拟信号经取样后就进行A律十三折变换，最后变成8位PCM码头，在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去，这个时序号是由AD控制电路来决定的，而在其它时隙时编码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧里只在一个由它自己的AD控制电路决定的时隙里输出8位PCM码，同样在一个PCM帧里，它的译码电路也只能在一个由它自己的DA控制电路决定的时序里，从外部接收8位PCM码。其实电路编译码器的发送时

31、序和接收时序还是可由外部电路来控制的，编译码器的发送时序由AD控制电路来控制，而AD控制电路还是受外部控制电路的控制，同样在译码电路中DA控制电路也受外部控制电路的控制，这样，我们只要向AD控制电路或DA控制电路发某种命令即可控制单路编译码器的发送时序和接收时序号，从而也可以达到总线交换的目的，但各种单路编译码器对其发送时序和接收时序的控制方式都有所不同。象有些编译器就有二种方式，一种是编程法，即给它内部的控制电路输进一个控制字，令其在某某时隙干什么工作，另一种是直接控制，这时它有两个控制端，我们定义为FSX和FSr，要求FSX和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都为125S

32、，这样，每来一个FSX，其中codec就输出一个PCM码，每来一个FSr，其codec就从外部输入一个PCM码。图3-1（b）是PCM的译码电路方框图，它的工作过程同图3-1（a）的工作过程完全相反，因此这里就不再讨论了。模拟信号模拟信号PCM译码低通放大PCM编码量化取样码DA控制AD控制（a）AD电路 （b）DA电路图3-1 AD及DA电路框图2TP3067的功能在本实验系统的PCM编译码电路中的器件为美国国家半导体公司的TP3067。图3-2是它的管脚排列图。图3-2 TP3067管脚排列图其引脚符号说明符号 功能1脚VP0+：接收功率放大器的非倒相输出2脚GNDA：模拟地，所有信号均以

33、该引脚为参考点3脚VP0-：接收功率放大器的倒相输出4脚VPI：接收功率放大器的倒相输入5脚VFRO：接收滤波器的模拟输出6脚VCC ：正电源引脚，VCC=+5V5%7脚FSR：接收帧同步脉冲，它启动BCLKR，于是PCM数据移入DR，FSR为8KHz脉冲序列。 8脚DR：接收帧数据输入，PCM数据随着FSR前沿移入DR9脚BCLKRCLKSESL：在FSR的前沿把数据移入DR的位时钟，其频率可从64KHz至2.48MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时钟选择频率1.536MHz1.544MHz或2.048MHz，BCLKR用在发送和接收两个方向（见表3-1）。10脚

34、MCLKRPDN：接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.148MHz，它允许与MCLKX异步，但为了获得最佳性能应当与MCLKX同步，当MCLKR连续联在低电位时，CLKX被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。11脚MCLKX：发送主时钟，其频率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz，它允许与MCLKR异步，同步工作能实现最佳性能。12脚BCLKX：把PCM数据从DX上移出的位时钟，其频率可将64kHz变至2.048MHz，但必须与MCLKX同步。13脚DX：由FSX启动的三态PCM数据输出。14脚FSX：发送帧

35、同步脉冲输入，它启动BCLKX并使DX上PCM数据移出DX上。15脚TSX：空。16脚ANLB：模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“0”。当拉到逻辑“1”时，发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和接收功率放大器的VP0+输出连接。17脚GSX：发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。18脚VFXI-：发送输入放大器的倒相输入。19脚VFXI：发送输入放大器的非倒相输入。20脚VBB：负电源引脚，VBB= -5V5%。3PCM编译码电路的工作时钟由上述电路分析可知，PCM编译码电路所需的工作时钟频率为2.048MHZ，FSR、FSX帧同步信号为8KHZ窄脉冲。它们

36、的时序关系如图3-3TP20482.048MHz的时钟TPTS0 TPTS78KHz窄脉冲 图3-3 PCM编译码工作时钟各测量点波形图3-4 PCM编解码电原理图五实验内容PCM编译码（C）的功能实验六实验步骤1接上交流电源线。2将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44拨向下边；K70K74拨向下边，K75拨向上边；K60K63拨向下边；KTS7拨向下边；K51、K52拨向下边。将K90掷“单片机”端。3打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进

37、行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。5将一外加音频信号正弦波（VP-P为1.0伏，频率为1KHz左右）接入至TPIN输入端（在收号电路模块中）。6用示波器逐点观察TPIN、TPDT、TPDTMF各测量点波形。7慢慢增加外加音频信号的幅值，并用示波器观察TPDTMF的波形的变化。8使信号源的幅值为2V，调节信号源的频率，当f大于3400Hz和f小于300Hz时，观察TPDTMF的波形变化。说明：如果没有外加音频信号源，可用实验箱中的拨号音来代替，即将实验步骤2中的KTS7接1、2脚。增加正弦波输入幅值时可调节W602实现。图3-5是PCM编译码输入输出波形图。有一点需注意，PCM

38、编译码电路中，在没有外加信号输入时，PCM编码电路还是有输出的，此时该芯片对输入随机噪声进行编译码，一旦有信号输入，它会立即对输入信号进行编码。TPINTPTS6125uS时隙14分别为四个用户的接收和发送时隙；时隙6是本实验对外加正弦波信号的编解码时隙；时隙79分别为拨号音，忙音，回铃的发送时隙。TS5TS7TS2TS1TS3TS4TS6TS7TS6TPDTTPDTMF图3-5 PCM编译码电路输入、输出波形图七注意事项1在进行PCM实验时，对TP3067芯片要特别小心谨慎操作，+5V、-5V电源必须同时加入，以保证该芯片有接地回路，否则，该芯片特别容易损坏。2观测各测量点波形时，示波器探头

39、不能乱碰到其它测量点。 八实验报告1画出各测量点的波形，注明在何种状态下测试到的波形。2当外加信号源的幅值到达一定值时，TPDTMF处的波形就会失真，这是为什么，分析其原因。3写出对实验电路的改进措施，有何体会？实验四 多种信号音及铃流信号发生器实验一实验目的1了解电话通信中常用的几种信号和铃流信号的电路组成与产生方法。2熟悉这些音信号在传送过程中的技术要求和实现方法。二预习要求预习有关拨号音、忙音、回铃音、铃流等有关内容。三实验仪器1程控交换实验箱 一台2电话单机 二台320MHz示波器 一台四实验原理1用户信号系统我们知道，在用户话机与电信局的交换机之间的线路上，要沿两个方向传递语言信息。

40、但是，为了接通一个电话，除了上述情况外，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（被叫）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，一个完整的电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信号系统。普通电话信号是目前各种终端信令中最为简单的一种，话机发出的信令以直流电流的通断表示，交换机产生的则

41、主要是各种音频频率的正弦波。2信令定义 摘机：话机发出的请求通信的命令。 挂机：由话机发出，表示话机已结束或放弃通信。 拨号音：由交换机发出，促请话机用户输入被叫话机的号码。 忙音：由交换机发出，通知主叫用户通信网络或被叫话机目前正忙。 拨号：话机发出的被叫话机的号码，供通信网接续话路时使用。 回铃音：由交换机发出，提示主叫用户被叫话机正处于振铃状态。振铃：由交换机发出，供被叫话机发出铃声，促请用户应答。 3信令编码摘机：环线直流电流由开路变为导通。挂机：环线直流电流由导通变为开路。拨号音：持续的450Hz的正弦波。忙音：450Hz的正弦波，每导通0.35秒后间断0.35秒。拨号：采用双音多频

42、拨号方式，即DTMF=（Dual Tone Multifrequency）。回铃音：450Hz的正弦波，每导通1秒后间断4秒。振铃：25Hz的正弦波，每导通1秒后间断4秒。在呼叫建立过程中，交换机应向主叫用户发送各种信号音，以使用户能了解连续进展情况和下一步应采取的操作。下面是本实验系统的传送信号流程，见图4-1所示。用户线用户线被叫用户主叫用户呼叫信号摘机拨号音信号号码信号振铃信号回铃音信号应答信号话音信号通信建立摘机挂机（先挂方）忙音信号挂机信号挂机(用户线信号)图4-1 本实验系统传送信号流程图4拨号音及产生电路主叫用户摘机，CPU检测到该用户有摘机状态后，立即送出声音信号，表示可以拨号

43、，当CPU中央处理单元收到第一个拨号脉冲后，立即切断该声音信号，该声音信号就叫拨号音。拨号音用连续的信号音，在本实验系统中是采用频率为400Hz450Hz，幅度在1.0V左右的正弦波，图4-2是该电路的原理图。图4-2 450Hz拨号音电路原理图5回铃音及控制电路回铃音信号由CPU中央处理单元控制送出，通知主叫用户正在对被叫用户振铃，回铃音信号所用频率也同拨号音频率，断续周期为1秒通，4秒断，与振铃一致。各国所用的断续周期不同，如日本为1秒断2秒续，重复周期为3秒。美国和加拿大为2秒续，4秒断，重复周期为6秒。我国采用4秒断，1秒续的5秒周期信号。因此在本实验系统中采用大约4秒断，1秒续的重复

44、周期为5秒信号，图4-3是该电路的原理图。图4-3 回铃音控制电路原理图6忙音及控制电路忙音表示用户处于忙状态，此时用户应挂机，等一会再重新呼叫。在本实验系统中采用大约0.35秒断，0.35秒续的400Hz450Hz的信号，图4-4是该电路的原理图。图4-4 忙音控制电路原理图7铃流信号发生电路铃流信号的作用是交换机向被叫用户发出，作为呼入信号，一般采用低频电流，如频率有16.6Hz、25Hz、33.3Hz等几种。它的断续周期同回铃音信号相同，因此，在本实验系统中采用大约1秒通、4秒断的断续信号。图4-5是该电路的原理图。 图4-5 25Hz铃流发生电原理图上述四种信号在本实验系统中均有具体电

45、路实现，然而在程控交换机中，信号音还不止上述几种，在此作一简单介绍，不作实验要求。8各测试点的波形8.1拨号音测量点为TP60；8.2回铃音测量点为TP61；8.3忙音测量点为TP62；8.4 铃流原始信号测量点为TP63；8.5铃流信号测量点为TP1A、TP2A、TP3A、TP4A（必须在电话振铃时）。TP60f=400450Hz，VPP1.0VTP614S1STP620.35S0.35STP63f=2228Hz，VPP2.5VTP1Af=2228Hz，VPP48V图4-6 各测量点的波形图9数字信号音的产生众所周知，在数字程控交换机中直接进行交换的是PCM数字信息，在这样的情况下如何使用户

46、接收到信号音（如拨号音、回铃音、忙音等）是一个重要的问题。因为模拟电路产生的信号音是不能通过PCM交换系统的，这就要求设计一个数字信号音发生器，使之能向交换网络输出这样一些PCM数字信息，这些数字信息经过非线性译码后能成为一个我们所需的模拟信号音。9.1传统方式产生数字音信号电路见图4-7，可知，这是一种常见的PCM编码方式，400Hz450Hz的正弦信号由硬件电路实现，再经过PCM编码器电路后，就可输出音信号的PCM数字码流了，经过数字交换网络后，再进行D/A变换还原成正弦信号送往用户电路即可。450HZ正弦量化及非线性编码取样450HZ正弦信号发生器信号发生器图4-7 传统方式产生音信号电

47、原理图9.2数字电路产生数字音信号图4-8是大约450Hz正弦波信号一个周期取样示意图，图4-9是数字电路产生音信号的原理框图。图4-8 450Hz正弦波信号取样示意图图4-9 数字信号音产生电路原理图由此可见，我们只要对正弦信号在理论上以每隔125s取样一次，并将取样所得的正弦信号幅度按照A律十三折线非线性编码的规律进行计算，变成二进制编码，然后把这些二进制码存贮在EEPROM中，只要每隔125s对它读出一次即可得到PCM数字信息码流。（注意：TP3067编码输出时，偶数位取反，例如+2.5V的电压编码输入应为 1111 1111，而TP3067输出为 1010 1010。）五实验内容1用示

48、波器测量拨号音，忙音、回铃音及铃流信号的各测量点波形，即测量点TP60、TP61、TP62、TP63以及TP1A、TP2A、TP3A、TP4A。六实验步骤1接上交流电源线。2将K11K14、K21K24、K31K34、K41K44拨向下边；K70K75拨向下边；K60K63拨向下边。3先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示“P”，即可进行实验。5用示波器测量TP60、TP61、TP62、TP63各点波形。400H 450HZTP60TP614秒1秒TP620.35秒0.35秒TP63图4-1022HZ 28HZ6用户1