苏州科技大学现代交换实验.docx
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苏州科技大学现代交换实验
实验1电话用户信令的产生与观测实验
一、实验目的
1.了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程;
2.熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求及测量方法。
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:
(Dialtone)连续发送的500Hz信号。
回铃音:
(Echotone)1秒送,4秒断的5秒断续的500Hz信号。
忙音:
(busytone)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。
在本实验系统中,CPLD可编程器件EPM240用作程控交换系统的交换/控制模块与各种信号产生模块,简称信令信号产生单元。
其内部逻辑组成框图如图3-1所示。
EPM240在系统编程时,无需专门的编程器,器件安装在系统中后,用户可以在不改变电路结构或电路板硬件设置的情况下,不必拔出芯片即可为重构逻辑而对芯片进行编程或重新编程。
这将使设计修改更加方便,逻辑功能更加灵活,编程更加快捷。
通过对CPLD器件EMP240进行编程,产生程控交换所需各种用户信令信号的输出,加电即运行。
CPLD可编程器件输出的信令及控制信号(请参见图2-3用户线接口电路电原理图)
1.用户信令选择控制信号,如SELA0-3,SELB0-3,SELC0-3,SELD0-3。
2.拨号音信号(Dialsignal)
3.回铃音信号(Echosignal)
4.忙音信号(Busysignal)
5.铃流信号(Ringsignal)
6.振铃通断控制信号CA,CB,CC,CD
7.其它工作时钟及片选信号
图3-1CPLD可编程器件内部框图
关于信令信号的波形可见图3-2波形示意图:
回铃音:
由U01EPM240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,幅度在1V左右。
测量为TP08。
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
忙音:
由U01EPM240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,幅度在1V左右。
测量点为TP09,测量时注意示波器的扫描周期的调节。
拨号音:
由U01EPM240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。
铃流音:
由U01芯片EPM240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TP11,测量时注意示波器的扫描周期的调节。
铃流信号送入PBL38710后,需要通过功率提升,向用户话机送出铃流,完成振铃。
各电话用户的振铃通断控制信号分别为CA、CB、CC、CD,在TP307可以测出CA,其他几个点和CA一样,省略了测量点。
图3-2各测量点波形图示意图
三、实验内容
1.用示波器测量各测量点拨号音、忙音、回铃音及铃流控制信号的波形。
四、实验步骤
1.打开实验箱右侧电源开关,电源指示灯亮,系统工作,薄膜开关选择“人工交换”,具体设置说明请参见实验5;
2.调整好示波器状态,先分别测量TP08、TP09、TP10及TP11各测量点的波形,了解各点波形的特征;
3.下面我们将把上列CPLD产生的各信令信号波形与电话呼叫时具体信号音进行对比实验,让学生对这些信号特征有个感性的认识;
电话A、电话B分别接上电话单机。
4.摘下电话A,听电话听筒中传出的声音,即拨号音,对照测量TP303点波形(此时情况同TP10),记录并画出波形的示意图;
5.电话A拨号49,拨号音停,然后听电话听筒中传出的声音,即回铃音,对照测量TP303点波形(此时情况同TP08),记录并画出波形的示意图;
6.此时,电话B振铃响,此信号是由TP11的信号送到电话接口电路后经功率提升,在中央控制单元的控制下,铃流信号驱动电话B振铃(振铃信号功率较大,不要求测量)。
7.当电话A摘机后超过20秒无拨号、拨空号或电话B忙(已摘机)等,此时听电话A听筒中传出的声音,即忙音,对照测量TP303点波形(此时情况同TP09),记录并画出波形的示意图;
8.更换电话B进行实验,实验步骤与上同,对应的测试点为TP403。
注意:
TP303测试点上信号会因电话呼叫接续情况不同而不同。
电话B、C、D对应的测试点分别为:
TP403、TP503、TP604。
五、实验注意事项
1.此项实验必须要由两人合作完成。
2.此时只有信令的自动交换而没有信息的交换,所以实际上是不能通话的。
3.TP08、TP09、TP10、TP11所测波形,只是CPLD直接产生的或者经过积分的波形,不受电话呼叫接续的控制。
六、实验报告要求
1.认真画出实验过程各测量点波形。
2.对各测量点特性进行分析,熟悉他们之间的区别和各自的作用。
答1:
拨号音:
幅度5V周期500HZ的方波信号
回铃音1:
幅度5V周期500HZ
回铃音2:
有声音:
5V,无声音0,1s通4s断
忙音1:
幅度5V周期2ms
忙音2:
有声音:
0.4s,无声音:
0.4s,0.4s通0.4s断
铃流音:
幅度:
6.5V周期:
40ms
答2:
拨号音和铃流音是连续音,忙音和回铃音是通断音。
拨号音作用是正在拨通中,忙音是用户繁忙,回铃音是被呼叫状态,铃流音是正在接通中。
测量为TP08:
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
回铃音:
由U01EPM240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,幅度在1V左右。
测量点为TP09:
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
忙音:
由U01EPM240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,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。
拨号音:
由U01EPM240可编程器件产生,频率为500Hz,幅度在1V左右。
测量点为TP11:
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
铃流音:
由U01芯片EPM240可编程器件产生的25Hz方波经RC积分电路后形成,它的铃流信号送入PBL38710后,需要通过功率提升,向用户话机送出铃流,完成振铃。
实验2双音多频(DTMF)接收与检测实验
一、实验目的
1.观测电话机发送的DTMF信号波形;
2.了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的接收和检测方法;
3.熟悉该电路的组成结构及工作过程。
二、实验电路工作过程
DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器,其基本原理如图4-1所示。
DTMF接收器先经高、低群带通滤器进行fL/fH区分,然后过零检测、比较,得到相应于DTMF的两路fL、fH信号输出。
该两路信号经译码、锁存、缓冲,恢复成对应于16种DTMF信号音对的4比特二进制码(D1~D4)。
VDD
18
图4-1典型DTMF接收器原理框图
图4-2MT8870芯片管脚排列
在本实验系统电路中,DTMF接收器采用的是MT8870芯片。
图4-2为管脚排列图。
1.电路的基本特性
(1)提供DTMF信号分离滤波和译码功能,输出相应16种DTMF频率组合的4位
并行二进制码。
(2)可外接3.5795MHz晶体,与内含振荡器产生基准频率信号。
(3)具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。
(4)二进制码为三态输出。
(4)提供基准电压(VDD\2)输出。
(5)电源+5V
(6)功耗15mw
(7)工艺CMOS
(8)封装18引线双列直插
2.管脚简要说明
IN+,IN-运放同、反相输入端,模拟信号或DTMF信号从此端输入。
FB运放输出端,外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。
VREF基准电压输出。
IC内部连接端,应接地。
OSC1,OSC0振荡器输入、输出端,两端外接3.5795MHz晶体。
EN数据输出允许端,若为高电平输入,即允许D01~D04输出,若为低电平输入,则禁止D01~D04输出。
D01~D04数据输出,它是相应于16种DTMF信号(高,低单音组合)的4位
二进制并行码,为三态缓冲输出。
CI\GT控制输入,若此输入电压高于门限值VTSt,则电路将接收DTMF单
音对,并锁存相应码字于输出,若输入电压低于VTSt,则电路不接
收新的单音对。
EC0初始控制输出,若电路检测出一可识别的单音对,则此端即变为高
电平,若无输入信号或连续失真,则EC0返回低电平。
CID延迟控制输出,当一有效单音对被接收,CI超过VTSt,输出锁存器
被更新,则CID为高电平,若CI低于VTSt,则CID返至低电平。
VDD接正电源,通常接+5V。
VSS接负电源,通常接地。
3.电路的基本工作原理
它完成典型DTMF接收器的主要功能:
输入信号的高,低频组带通滤波、限幅、频率检测与确认、译码、锁存与缓冲输出及振荡,监测等,具体说来,就是DTMF信号从芯片的输入端输入,经过输入运放和拨号音抑制滤波器进行滤波后,分两路分别进入高、低频组滤波器以分离检测出高、低频组信号。
如果高、低频组信号同时被检测出来,便在EC0输出高电平作为有效检测DTMF信号的标志;如果DTMF信号消失,则EC0即返至低电平,与此同时,EC0通过外接R向C充电,得到CI、GT。
若经tGTP延时后,CI、GT电压高于门限值VTst时,产生内部标志,这样,该电路在出现EC0标志时,将证实后的两单音送往译码器,变成4比特码字并送到输出锁存器,而CI标志出现时,则该码字送到三态输出端D01~D04,另外,CI信号经形成和延时,从CID端输出,提供一选通脉冲,表明该码字已被接收和输出已被更新,如若积分电压降到门限VTst以下,使CID也回到低电平。
MT8870的译码表见3-1所示,图3-3为双音多频实验系统的电原理框图。
其中,数据输出允许端EN测量点为TP308,为电话A、B共用。
表3-1MT8870译码表
fL(Hz)
fH(Hz)
NO.
EN
D04
D03
D02
D01
697
1209
1
H
L
L
L
H
697
1336
2
H
L
L
H
L
697
1477
3
H
L
L
H
H
770
1209
4
H
L
H
L
L
770
1336
5
H
L
H
L
H
770
1477
6
H
L
H
H
L
852
1209
7
H
L
H
H
H
852
1336
8
H
H
L
L
L
852
1477
9
H
H