通信类程控交换实验指导书.pdf

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1、1/11 现代交换原理实验指导书 实验一用户线接口电路（1）(验证实验 2 学时)1 实验目的 1.l 熟悉模拟用户接口电路的基本构成及各部分功能。1.2 掌握模拟用户接口电路的工作原理。1.3 掌握掌握接口各部分的信号测试方法。2 实验仪器 SLIC（用户接口电路板）一块，双踪示波器(DS 5062M)一台；直流稳压电源两台（提供+7V；-48V电源）万用表一只；机一部（带脉冲拨号）3 预习要求 3.1 复习模拟用户接口功能。3.2 熟悉模拟用户接口的馈电、振铃、过压保护、监视、混合电路、测试等功能。4 实验原理 4.1 模拟用户接口功能介绍 图 1、模拟用户接口电路 用户电路通过双绞线与机

2、相连，为了完成通话的可能，用户电路必须提供所谓的 BORSCHT 功能，其结构如图 1 所示，也可以说用户电路就是为了提供人和机的交互式接口。用户想打时，通过摘机，局端通过直流馈电(Battery 功能)可以检测到用户的摘机从而知道用户要打的要求(当然，馈电的另外功能是将话音调制在直流上，否则话音信号传输是不可能的)；而当用户被呼时，局端就可以通过振铃(Ringing)通知用户；由于线容易遭受雷击等强电瞬时干扰，过压保护电路(over voltage protection)是必需的，否则用户线上的电压冲击或过压极易损坏交挨机。用户扫描是通过监视(supervision)用户线通断以检测用户的摘

3、机、挂机、拨号脉冲等用户线信号，用户话音的编解码(CODEC)；同样混合电路(Hybrid)是进行用户线的 2 一 4 线转换，以满足编解玛与数字交换对四线传输的要求。另外，为了对用户线进行测试(Test)，用户电路提供测试端口。4.2、实验电路 2/11 图 2、SLIC（AM79533）方框图 SLIC 是英文 Subscriber line interface circuit 的缩写，SLIC 板是用 AMD 公司的用户电路专用芯片AM795XX 与适当的外围电路组成，它是用户电路的 BORSHT(C编解码功能除外)功能的高度集成，并且它具备与微控制器的接口，通过这个接口可以控制用户电路

4、的状态，当然利用波动开关通过手置接口的高低电平也能达到控制用户线状态的目的。本次实验使用的芯片是 AM79533，其管脚图如下所示：A（TIP）、B（RING）：外接线，相当于常用的 a/b 线。L：开关调整电源的输出，此管脚是滤波器电感和一个二极管的阳极接入点。此管脚有高至 60 伏的电压，所以必须与敏感电路隔离。CHS：斩波器的稳定入，是外部稳定器件的接入点。3/11 CHCLK：斩波器的时钟，开关电源的输入（TTL 电平），频率为 256KHZ。DA：振铃检测负端入（内部接到比较器的负端）。DB：振铃检测正端入（内部接到比较器的正端）。DET：环路通断检测。如果被允许（即管脚 E0=1）

5、,逻辑低电平，指示线路通，根据不同的逻辑输入电平（C3C1,E0,E1）检测不同的对应情况，具体如表 1 所示。EO：管脚 DET 检测输出的使能端。逻辑低电平有效。HPA、HPB：高通滤波器电容的接人。QBAT：经过滤波的馈电输人，供信号处理使用。RD：摘机检测阐值调整和滤渡接人。RDC：直流馈电调整网络和话音人端的接点。RINGOUT：振铃继电器的驱动，平时此点电平为 QBAT(为负)，有效时为 2 5V 左右。TESTOUT：外线测试继电器的驱动，电平值同振铃驱动。RSN：话音的接人点。网络的接收增益、二线阻抗都在此点接人。因为它是话音通路，所以斩波器的时钟应与此隔离，否则干扰太大。VT

6、X：话音的前向通路，二线阻抗的另一端口 VBAT：馈电(一 40.5V 一 58v)。VCC：+5V 供电。VEE：5V 供电。VREG：负电源的恒压输入，是滤波电容、电感、斩渡器的接点。C3CI：TTL 电平输入。C3 对应高位，c1 对应低位。C4：外线测试的驱动。C1-C4，E0、E1都是与控制器的接口。另外，用户线的装态是 Thsuc 的 clC4 的输入的 TIL 逻辑电平解码控制的 表 1 SLIC 的解码表 state C3 C2 C1 Two-wire status/DET E0=1 E1=0 0 0 0 0 Open Circuit Ring Trip 1 0 0 1 Rin

7、ging Ring Trip 2 0 1 0 Active Loop det 3 0 1 1 Disable Loop det 4 1 0 0 Tip Open Loop det 5 1 0 1 Reserved Loop det 6 1 1 0 Active Ploarity Reversal Loop det 7 1 1 1 Disable Ploarity Reversal Loop det 从上表中不难看出，当 C1-C3 全为 0 时，a/b 两线在 SLIC 内部断开,此时，用户摘挂，SLIC 一概不予理睬。即摘挂检测输出仍为高（检测输出是低有效）；而当需要向用户话机振铃时，只要置

8、 C3C1 为 TTL电平 001 即可。如果处于接收拨号音或接续通话状态，C3-C1 置为 010。当 C3-C1 的 TTL 电平依次为 110时，极性翻转有效，其他如表 1 所示。5 实验内容及步骤(设计性实验应为“实验目的及要求”)5.1 实验的预习准备 熟悉SLIC板的电路结构及AM79533芯片的管脚功能，熟悉实现BORSCHT（C功能除外）的各部分在电路中的具体部位及与机接口、用户线路状态的控制和摘挂机的检测。4/11 5.2 跳线的设置 用户电路实验板可以用来独立傲实验，也可以和DSLAC板、中心控制板相连来控制用户线路状态。如果是前者，只要将c1c0的跳线器置成本地控制(Lo

9、caL side)即可。若是整个系统实验，将跳线器置为DSLAC控制状.5.3 电源的通断顺序 用户电路因为有48V的高压馈电，同时又有+7V的语音传输供电。开电源和关电源的次序有必要强调。一般的开电顺序是先开+7V,-7V电源，再开48V电源，而关电源的顺序应反过来，即先关48V电源，再关+7V,-7V电源。5.4 摘挂检测实验 当用户电路板被置成本地控制，通过C1-C3的控制（拨动开关），即接高电平或低电平。控制C1-C3，观测摘挂机检测的输出，此对应DET检测孔，并且当检测到甲用户摘机时，绿色发光二极管亮。5.5 用户振铃检测 参照C1-C3的译码表，通过手动开关C1-C3向用户振铃，测

10、量RINGOUT测试孔的电压变化，红色发光二极管指示向用户振铃。5.6 测量话音输出 在摘机情况下，使用示波器，观察VTX检测孔的输出，然后检测VRX孔的输出情况。5.7 脉冲拨号实验 使用示波器，置话机于脉冲拨号方式，拨不同的检测DET监测孔的输出，画出波形，测量拨号脉冲之间的间隔及位间隔。（选作！）6 数据处理及实验报告要求 6.1 整理实验结果，对 C1-C3 的各种编码情况分别说明其应用：从的接续到通话，及话终拆线，C1C3怎样控制。6.248V 的直流馈电，除了用来监测用户的通断外，还有什么用？试想若无直流馈电，话音的传输可能吗？6.3 结合上述实验内容七，根据拨号脉冲的间隔及每位之

11、间的时间间隔，给出拨号脉冲的检测算法。6.4 用户电路到用户话机之间的连线在实际情况与实验中干扰情况有什么不同？从而说明走空明线和地埋线那种情况更好，对于空明线在用户话机端和局端一般为什么要加高压保护。5/11 实验二 用户线接口电路（2）(验证实验 2 学时)1 实验目的 1.1 了解模拟用户电路在交换机中的作用 1.2 熟悉模拟用户接口电路的基本构成及各部分功能 1.3 掌握掌握模拟用户接口各部分的信号测试方法 2 实验仪器 数字程控实验系统、双踪示波器、PC 机 3 预习要求 3.1 复习模拟用户接口功能 3.2 熟悉模拟用户接口的馈电、振铃、过压保护、监视、混合电路、测试等功能。4 实

12、验原理 4.1 话机 对于用户接口电路，机在挂机状态时，相当于电容；在摘机状态时是相当于电阻。4.2 用户接口电路原理（1）馈电（B）:本系统采用+24v 馈电，+24v 电源正端经分压电阻-继电器的 A1话机24V 的负端，当挂机时直流回路断开，当摘机时直流回路形成通路，话机上有馈电。（2）过压保护（O）:本系统仅采用了一级过压保护，有硅堆组成过压保护电路，由于用户一般远离交换机房，线要经过长距离的空间接到用户，可能受到雷击会与高压线碰撞，如果高压进入交换机，内部会被毁坏。因此用户线进交换机时首先接到总配线架上，在总配线架上装有避雷器。但由于避雷器上的电压仍能达到上百伏，此电压对用户电路甚至

13、对交换网络仍存在破坏性，过压保护电路可以防护这种电压对交换机设备的破坏，其过压保护原理是利用二极管组成钳位电路，分析如下：设 A,B 线上感应高于 24V 的脉冲高压，由于硅堆的存在，其内部的二级管导通时脉冲电压钳位在24V,从而保护了设备不至于受外界的高压感应而破坏。（3）振铃（R）继电器用于接通铃流源完成对用户的振铃，由于铃流电压较高，因此，送往用户线路的铃流必须在过压保护之前。当话机为挂机状态时。叉簧压下，接通极化铃，若要给此用户振铃，振铃继电器 JDQ 被由计算机来的控制信号 CRIN 送低电平（0）驱动，将用户 A,B 线接铃流源，铃流经过被叫话机，分压电阻，隔直流电容到24 伏的负

14、端，构成交流回路，隔直电容构成交流回路，。1 秒通 4 秒断的铃流流过话机的计划铃振铃，当用户应答摘机时叉簧弹起，接在铃流源上的 24伏直流电压及话机加到B 线，随后经过分压电阻，并在其上产生直流压降，以控制光电耦合器 Q2 使其上电平产生由高到低的变化，并由该低电平使继电器吸合，从而完成被叫用户止铃，使24 伏直流通路接通，完成被叫馈电。由上可知，铃流由下述两方面实现控制：A、计算机送来的 CRIN，初值为“1“；B、铃流回路中直流成分在被叫摘机时，经光耦产生的止铃信号。（4）监测（S）当直流馈电回路接通，再分压电阻上形成压降，从而使光电耦合器 Q1 的 C 极产生由高电平到低电平的变化，计

15、算机在监测该信号之后就可直到该用户的状态。（5）混合电路（H）本实验中的混合电路由 LM324 实现 2、4 线的转换及远端的回波抑制，（6）PCM 编译码电路（C）用户发出的模拟信号由 MC145503 实现 PCM 编码。模拟信号由 3，4 脚送入 MC145503，经过 PCM 编码后在 11 脚输出到 PCM总线。有 15 脚接收 PCM 总线上的信号，经解码后变成模拟信号由 2 脚送到用户回路。其工作条件是 PDI 为高电平（7 脚），REC、TDC（12、13 脚）加 2M 时钟信号，RCE,TDE（10，14 脚）加该用户的时隙信号，仅当时隙信号到达时，该用户的PCM 信号才可加

16、到 PCM 总线上，完成静态时分复用。6/11 5 实验内容及步骤 5.1 分析用户电路中的 B、O、R、S、C、H 功能原理 5.2 分析本系统中的铃流控制过程 5.3 学会识别用户摘挂机指示 5.4 用示波器观察 PCM 总线出、PCM 总线入，2M 时钟信号、以及用户的时隙信号，并记录观察结果。6 数据处理及实验报告要求 根据记录结果，认真分析总结实验中观察的实验现象。实验三 用户摘挂机识别(设计实验 4 学时)1 实验目的 1.1 了解用户摘挂机硬件电路的基本原理 1.2 熟悉存储程序控制的基本原理 1.3 熟悉并掌握程控交换系统中的扫描-输入工作过程 1.4 设计程序，用软件完成摘挂

17、机的识别 2 实验仪器 数字程控实验系统、双踪示波器、PC 机 3 预习要求 3.1 预习存储程序控制原理 3.2 认真理解扫描与输入工作原理，整理摘挂机识别的基本流程 3.3 确定初步程序设计方案，提交程序设计流程图 4 实验原理 4.1 硬件电路原理 图 1、摘挂机识别电路 用户接口电路中摘挂机的识别是靠如图1的电路来完成的当用户摘机时，话机相当于电阻，直流+24V5V 检测点 7/11 回路闭合，在电路 R 上形成电压差的，该电压差使得光耦中的发光二极管发光这是光敏三极管处于导通状态，C 极为低电平，当用户挂机时，话机相当于电容，直流+24V 回路断开，电阻 R 上无电压，二极管不发光，

18、这时光敏三极管处于截止状态，使得其加在 C 极上的+5V 相当于短路，则 C 上的电压基本等于+5V，对于计算机来说这相当于信号“1”。由此用户接口电路将用户的摘挂机操作转换成计算机可识别的“0”、“1”信号，计算机接口将该信号传输给计算机，通过面板上的摘挂机指示灯，可以清楚地观察到所用的话机状态。4.2 编程原理 前 192ms 本次 192ms LV192ms PV192ms 图 2、编程原理 如图 2 所示，若前 192ms 有变化（lv192usnum=1）,而本次 192ms 无变化（pv192usnum=0）,当前用户环路电平为 0（uspsusnum=0）,且用户原状态为挂机（u

19、serstateusnum0=0）,即可判别为一次摘机发生；反之，若当前用户环路电平为（uspsusnum=1）,且原用户状态为摘机，即可判别为一次挂机发生；报告基本级，即将 userstateusnum0置为“0”或“1”。最后保存本次 192ms扫描电平值。（lv192usnum=pv192usnum）.4.3 设计说明 1、程序的执行周期：192ms 2、子程序名称：p_192ms 3、数据结构说明（1）extern short int usps8:最近一次 8ms 扫描所得的用户环路电平值，数组下标为用户号。“0”环路通；“1”环路开。（2）extern char userstate8

20、8:用户状态表；每个用户占据用户状态表的一行，每行共有 8 个状态字节，其状态字节的意义如下表：0 1 2 3 4 5 6 7 摘/挂机 超时 主/被叫 听忙音 通话 振铃 待收号 忙/闲 摘/挂机位：0 为挂机，1 为摘机，由摘挂机识别程序设置。超时位：1 为超时，包括就不拨号和久不应答。待收号位：1 表示处于待收号状态。Extern short int pnum8：为脉冲收号计数器，在收号状态下，若发现用户环路电平出现上升沿，则相应用户的脉冲收号计数器加 1；数组下标为用户号。Extern short int pv968:标志出 96ms 及 192ms 内用户环路电平的变化状况，由 8m

21、s 扫描程序设置。若为 1，则说明有变化，0 无变化，用以位间隔识别及摘挂机识别。在 8ms 扫描中发现用户环路电平有变化时，将数组下标为用户号的 pv192 的值置 1。Extern short int lv968,lv1928;上一次的 pv968,pv1928值 本实验中的所有电平的识别根据上升沿来判断。4.4 系统使用说明 该系统必须在 DOS 环境下运行，启动 windows98,关机切换到 DOS。环境设置说明，8msms 8/11 5 实验内容及要求 51 检查硬件连线状况，确保实验系统与 pc 机间的正常连接。52 软件环境设置，设置 tc 编译环境（包括编译路径设置，工程连接

22、设置）5、3 程序设计，实现摘挂机识别功能。54 软件运行结果记录 5 数据处理及实验报告要求 5.1 整理程序设计流程，说明设计思路与方法。5.2 整理实验程序，注明程序语句功能。5.3 认真记录实验流程，包括环境设置，程序调试过程及实验观察现象。5.4 实验过程与现象分析。执笔人：王战备（请务必署名）实验四 双音多频收号(验证实验 2 学时)1 实验目的 1.1 了解的形成机理。1.2 了解双音多频信号电路的组成、原理、以及工作过程 1.3 掌握双音多频信号的解码原理 1.4 依据给定流程编制程序实现双音多频收号。2 实验仪器 数字程控实验系统、PC 机 3 预习要求 3.1 预习多频信号

23、的发送与接收原理 3.3 根据流程图写出初步程序 4 实验原理 4.1 形成及解码原理 在机的两种拨号方式中，双音多频（DTMF）方式引起速度快，可靠性高而占主导地位，双音多频中的每个数字用一对音频表示，如图 1。话机中共有八个单音频，分为两组，每个数字由两组中各抽取一个频率组成，按键号盘选择，如图 2 图 2 本实验选用 MT8870 实现模拟音频信号到二进制的转化。用户所拨的模拟音频信号送到 MT8870 转换成9/11 二进制码在 Q1、Q2、Q3、Q4 端输出，送给计算机并在面板上又 LED 显示。每拨一个双音多频，STD 信号就会变化一次，说明 Q 信号被刷新。4.2 编程原理 4.

24、2 程序说明 1、执行周期：16ms 2、子程序名：dtmf()在本子程序中，若用户拨了一个双音多频，就将接收，并送给基本级程序。用户是否拨号通过 STD 信号有调用子程序 readstd（）获得；readstd()的返回值为字符型，低 4 位从最低位起依次为用户 0、1、2、3 的 STD 电平，当用户对应的 STD 信号发生上跳时，既可读取双音多频；读取号调用子程序readnum(usnum);其中参数 usnum 为用户号，程序返回值为所读得的，为一整形值 3、数据结构说明 Timeup(8):超时计数器，当收到时，应将其清零。Char userstate88,char usercode

25、86;见实验三 5 实验内容及步骤 5、1 根据流程图编写程序，实现双音多频收号功能。52 从实验面板上观测 DTMF 收号器所收，并分析所观察的现象 6 数据处理及实验报告要求 6.1 整理实验程序，注明程序语句功能。6.2 认真记录实验流程，包括环境设置，程序调试过程及实验观察现象。6.3 实验过程与现象分析。用户号 usnum 置 0 用户比特位 usb 至 1 取用户usnum当次的STD信号uppstd及上次 STD 的信号 uslstd 用户STD出现上升沿 读入 尚未收齐 用户号 usnum 加 1，用户比特位左移一位 计算存放位置并存入 已收位数加 1 用户号usnum=4 保

26、存当前信号，返回 读信号 用户usnum处于拨号状态 Y Y Y N N N Y N 10/11 执笔人：王战备（请务必署名）实验五 数字程控交换信号音 1 实验目的 1.1 了解信号音产生的原理、方法。1.2 学会分析信号音产生电路，以及信号音加入到 PCMIN 上的方法 1.3 掌握编制程序实现对信号音的接续 2 实验仪器 数字程控实验系统、PC 机、双踪示波器一台 3 预习要求 4 实验原理 4.1 信号音产生原理 信号音产生电路与交换网络电路同在交换网络板上。它基本上分为四部分。第一部分,将 8KHZ 的时钟经过 74LS393 进行模为 16 的循环计数，计数值分别对应 ROM 的

27、16 个地址，而ROM 中放的是 450HZ 正弦波的 16 个采样值，分频信号作为扫描地址，依次去读 ROM 的存储单元，这样在ROM 的数据线上就可输出 8 位并行的 450HZ 的数字信号。第二部分，通断比产生电路，将 8KHZ 的时钟用 74LS393 分频，分两路分别产生 1 秒通、4 秒断的方波信号，0.35 秒通、0.35 秒断的方波信号 第三部分；串/并、并/串变换电路，将 ROM 输出 8 位并行信号经过并/串变换成 8 位串行信号，串行信号经串/串变换，延迟一个时隙输出，串行信号再经一个串/串变换，又延迟一个时隙，这样有三路串行信号在三个时隙被输出。第四部分，输出将第二路

28、450HZ 串行信号和 0.35 秒：0.35 秒方波相与将第三路 444HZ 串行信号和 1 秒通，4 秒断方波信号相与，即第一时隙放拨号音，第二时隙放忙音，第三时隙放回铃音，三种信号音通过或门送给交换网络。4.2 信号音测试方法说明：运行软件进入系统，键入ALT+S，出现信号音选择菜单，通过移动光标选择相应的信号音，点击回车确认，然后将示波器探头接到控制面板上的信号音测试柱上，既可测的所选择的信号音。ESC键结束测试 4.3 程序说明：1、函数名 void sonds(char userNO，char sond)2、功能 送信号音（拨号音、忙音、回铃音），止铃音。3、入口参数：char u

29、serNO 目标用户，char sond 相应功能字符 出口参数：无 4、说明：空时隙接 0，拨号音时隙接 1，忙音时隙接 2，回铃音时隙接 3。Sond 为d-送拨号音 Sond 为b-送忙音 Sond 为r-送回铃音 Sond 为s-听信号音 根据 sond 所指出的信号音类型，调用子程序 change()将信号音所对应的时隙号写入用户所对应的控制11/11 存储器单元。函数以 c 语言编写，以文件名 sonds.c 存盘，然后与主函数连接，编制过程将用到 change()函数（接续子函数）。调用函数说明：Extern void change(userNO，ts):为写控制存储器函数，其功能是在用户所对应的控存单元写入要接续的时隙号，其参数 userNO 为用户号，ts 为要接续的时隙号。5 实验内容及步骤 5、1 编制简单程序，通过函数调用实现信号音的产生功能。52 利用示波器观测并记录信号音（拨号音、忙音、回铃音）发生过程。6 数据处理及实验报告要求 5.1 整理程序设计流程，说明设计思路与方法。5.2 整理实验程序，注明程序语句功能。5.3 认真记录实验流程，包括环境设置，程序调试过程及实验观察现象。5.4 实验过程与现象分析。