电信《程控交换原理》实训报告 2.docx
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电信《程控交换原理》实训报告2
实训报告
课程名称：
程控交换原理
院系：
职业技术学院
专业：
电子信息工程技术
年级：
2010级
学号：
201009324110
姓名：
李丹
指导老师：
黄志文
日期：
2012.12.-2012.12.
实验二用户线接口电路实验
1、实验目的
1．全面了解“用户线接口”电路（BORST）的功能及其实现方法。
2．通过对用户线接口电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。
2、实验仪器仪表
1、程控交换实验箱一台
2、电话机两部
3、20MHz示波器
4、万能表
3、实验电路工作原理
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（SubscriberLineInterfaceCircuit—SLIC）。
任何交换机都具有用户线接口电路。
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，在“程控交换.exe”软件中点击“芯片数据手册”菜单的“PBL38710用户线接口电路芯片数据手册”将打开该芯片的数据手册文档。
PBL38710的功能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。
3、用户接口电路的电路原理图
4、实验步骤及结果
1、用户1，用户3接上电话单机。
2、用户电话单机的直流供电（B）的观测。
（1）用户1的电话处于挂机状态，用示波器测量TP11A，TP11B对地的电压，TP11A为75mA，TP11B为-23.2V，它们之间电压差约为23V。
（2）用户1的电话处于摘机状态，用示波器测量TP11A，TP11B对地的电压，TP11A为-8.26V，TP11B为-14.7V。
（3）用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“88”，使用户1振铃。
当用户1的电话振铃时，用示波器观察TP11A直流电平为75mV,TP11B直流电平为-46V,且叠加有振铃的波形。
五、实验结果
1、用正常的呼叫方式，使用户1、用户3处于通话状态。
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。
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。
4、用示波器观察TP11A。
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）。
5、摘、挂机状态检测的观测
（1）当用户1的电话摘机时，用示波器测量TP13为高电平（电压为3.6V）。
（2）当用户1的电话挂机时，用示波器测量TP13为低电平（电压为75mA）。
6、被叫话机振铃（R）的观测。
（1）用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“88”，使用户1振铃。
（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（电压为3.6V）不振铃时TP14为低电平（电压为75mA）。
实验三PCM编译码实验
1、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。
2、实验仪器仪表
1、程控交换系统试验箱一台
2、电话机四部
3、20MHz示波器一台
3、实验电路工作原理
1、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。
2、PCM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。
它们的时序关系如图3-3。
4、实验步骤及结果
1、使用户一与用户三处于通话状态（也可以使用其它用户）
2、用示波器的两个探头同时观察TP11、TP32（或TP12、TP31）的波形。
可以看到两者语音（或按键产生的双音多频信号）波形是相同的，只是幅值不一样而已。
这就是一个PCM编译码的过程，用户一的模拟语音信号（或按键产生的双音多频信号）经过TP3067编码后送到交换网络，然后由交换网络把编码后的数据送给用户三，用户三经过译码将编码后数据再转化为模拟语音信号。
3、用示波器观察TPDT的波形,可以看到各个用户语音及各种信号音编码后的数据。
5、实验结论
在程控数字交换机系统中，除个别的应用外，基本采用pcm数字化方法。
pcm主要包括抽样，量化，与编码三种功能单元。
首先，模拟话音经防混叠低通滤波得到限带（300-3400hz）的话路信号，将其抽样变成脉冲调幅（pam）信号。
根据抽样定理，只要抽样频率fs不低于模拟信号最高频率fm的2倍，即fs>=2fm,则在接收端能够恢复出原模拟信号。
ccitt建议规定fs=8khz。
然后将幅度连续的抽样信号用四舍五入的方法量化为有限个采值的量化信号，再经编码，变换成二进制代码。
对于电话，ccittg.711,712建议每抽样值编为8位码，这样共有256个量化级，因而每路模拟话音相应的数字话音相应的数字话音标准数码率为64kb/s.在pcm设备中，各路编码信号，先经时分多路复用，合成的码流再通过信道（或线路）传送到接收端。
在接收端先进行信码再生，定时提取及分路，再经数模变换（即pcm解码）,还原为pam抽样保持信号。
根据抽样定理，借助低通滤波器便可以从中恢复出模拟话音信号在程控数字交换系统中，为提高传输速率和交换容量，通常采用pcm复用方式。
对于pcm基群系统，目前国际上有两种复用制式:
30/32路帧结构与24帧结构。
国采用30/32路结构方式，即一帧占125μs,分为32个时隙（ts0-ts31）,而只传送30路话音编码信息pcm复用设备也按复用路数和速率划分为群路等级，在各个复用等级上将数个低速率群路信号复接为一个高速率群路信号，以满足传输信道容量日益增长的要求，提高信道利用率。
实验四多种信号音及铃流信号发生器实验
1、实验目的
1、了解电话通信中常用的几种信号音和铃流信号的电路组成与产生方法。
2、熟悉这些信号音在传送过程中的技术要求和实现方法。
2、实验仪器
1、程控交换实验箱一台
2、电话机四部
3、20MHz示波器
3、实验原理
1、下面是本实验系统的传送信号流程，见图4-1所示。
2、数字信号音的产生
（1）传统方式产生数字音信号
（2）数字电路产生数字音信号图4-3是大约450Hz正弦波信号一个周期取样示意图，图4-4是数字电路产生音信号的原理框图。
4、实验内容
用示波器测量拨号音，忙音、回铃音及铃流信号的波形。
5、实验步骤及结果
1、用示波器观察TPLL的波形。
f=26.17Hz，V≈2.50V
2、用户1、用户3接上电话单机，用户1呼叫用户3，在呼叫过程中观察TP12的波形。
（1）用示波器观察TP12的波形，用户1摘机后听到拨号音，TP12的波形为
连续的450Hz的正弦波信号。
f=445.4Hz，VPP≈1.36V
（2）用户1拨完被叫电话号码“68”后听到回铃音时，用双踪示波器观察TP12的波形。
可观察到TP12波形一样为1秒通，4秒断的断续信号。
（3）用户3振铃时，用双踪示波器观察TP33A的波形，即当用户3振铃时，TP33A为方波；不振铃时，TP33A无波形。
（4）用户3摘机通话后，用户3先挂机，此时用户1听到忙音，用双踪示波器观察TP12的波形，可观察到TP12的波形为0.35秒通，0.35秒断的断续信号。
6、实验结论
通过此次的实验我们知道了电话通信中常用的几种信号音有：
拨号音、忙音、回铃音和铃流等。
还了解了各种信号音的产生和控制电路。
通过此次实验我们还验证了各种铃音的不同和有关的控制电路以及信号产生电路。
实验五双音多频接收实验
1、实验目的
1、了解双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。
2、熟悉该电路的组成及工作过程。
2、实验仪器
1、程控交换实验箱一台
2、电话机四部
3、20MHz示波器一台
3、实验原理
1、双音多频，简写DTMF（DTMF=DualToneMultifrequency）DTMF发送器的原理与构成如图5-1所示，它主要包括：
（1）晶体振荡器:
外接晶体（通常采用3.579545MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。
（2）键控可变时钟产生电路:
它是一种可控分频比的分频器，通常由n级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。
（3）正弦波产生电路:
它由正弦波编码器与D/A变换器构成，通常使用可变速时钟
信号先经5位移位寄存器，产生一组5位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA）将其转换成二进制代码，加到D/A变换器形成台阶型正弦波。
显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对应时钟的速率和按键的号码。
（4）混合电路–––将键盘所对应产生的行、列正弦波信号（即低、高群fL、fH）相加、混合成双音信号输出。
2、双音多频接收电路
DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器，其基本原理如图5-2所示。
DTMF接收器先经高、低频组带通滤器进行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。
两路信号经译码、锁存、缓冲，恢复成对应于16种DTMF信号音的4比特二进制码（D01~D04）。
4、实验内容
1、用示波器观察发送DTMF信号的波形。
2、用示波器观察DTMF信号接收的波形。
5、实验步骤及结果
1、用户1、用户3接上电话单机。
2、用户1摘机，开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，用示波器的直流档对以下测量点进行观察并记录波形：
（1）TPDTMF：
开始收号前有拨号音的波形,当有按键后停拨号音,同时按住键有双音多频信号，无键按下时无信号。
（2）TPSDT：
当无键按下时该点为高电平，有键按下时该点是低电平（脉冲）。
（3）TP11：
开始收号前有拨号音的波形,当有按键后停拨号音,同时按住键有双音多频信号，无键按下时无信号。
注意：
按了四个号码后，用户1挂机再次摘机才能使DTMF电路接受新的按键号码。
3、按不同的键时（比较任意两个按键的波形），其双音多频信号的波形不一样，要仔细观察。
4、在按键过程中观察发光二极管D32D35与所按键值的关系：
（显示二极管是在该按键抬起的瞬间发生改变的）
D35~D32对应的是8421码，如按下的键值为5时，对应的码字为0101，发光二极管D34，D32发光。
在按键的过程中观察所按键值与发光二极管是否满足上述对应关系。
六、实验结论
通过此次的实验我们知道了什么是双音多频信号（DTMF），它是指电话系统中电话机与交换机之间的一种用户信令，通常用于发送被叫号码。
在使用双音多频信号之前，电话系统中使用一连串的断续脉冲来传送被叫号码，称为脉冲拨号。
电话机向交换机同时发送两个频率的信号，发送按键信息。
一共有8个频率的音频信号，分为2组，每组4个，两两组合共可以代表16个按键，分别代表0-9、#、*等按键。
程控交换机的快速多频按键话机所发送的拨号信号，不再用脉冲而用同时发送的双音”表示一个数字。
在此次的实验中我们了解了双音多频信号在程控交换系统中如何发送和接收的。
以及熟悉该电路的组成和工作原理。
实验六交换网络原理与中继接口通信实验
1、实验目的
了解模拟中继信号的接续过程
2、实验仪器
1、程控交换实验箱一台
2、电话机四部
3、20MHz示波器一台
3、实验原理
由前面的各单元实验可知，信令的产生与信号的交换可在一个实验箱内完成电话单机的工作。
若将两台实验箱通过中继电缆线连接，则实现两台实验箱的长途通信。
图8-1是它们的接口框图。
中继通信拨号方式：
01+被叫号码，其中第一个“0”表示拨打长途，第二个“1”表示对方电话局局号（在本实验当中，即表示被叫方所在的实验箱）。
4、实验内容
利用两台实验箱完成中继接口通信的信号流程。
5、实验步骤及结果
1、两台实验箱接口模块的开关拨到“中继”端，用一根九芯中继电缆连接线将两台实验箱的JP2连接起来。
2、将一台实验箱的用户2接上电话单机，另一台实验箱的用户3接上电话单机（也可接在其它用户上）
3、甲方实验箱用户2摘机后，听到拨号音时，先拨出中继码“01”，然后再拨乙方实验箱被叫用户号码“89”。
当被叫用户摘机后，甲方与乙方两用户通信已建立，可进行通话。
4．用示波器观察中继测量点：
（1）当甲方说话时（或按电话上任意键），测量甲方实验箱TPJT和乙方实验箱TPJR的波形
（2）当乙方说话时（或按电话上任意键），测量乙方实验箱TPJT和甲方实验箱TPJR的波形
6、实验结论
通过此次实验了解模拟中继信号的接续过程以及相关的知识，对模拟中继接口单元（ATU,其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：
1、发送与接收表示中继线状态（如示闲，占用，应答，释放等）线路信号。
2、转发与接收代表被叫号码的记发器信号。
3、供给通话电源和信号音。
4、向控制设备提供所接收的线路信号。
对于最简单的情况，某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接，并采用用户环路信令，则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”若采用其它更为复杂的信号方式，则中继器应实现相应的话音，信令的传输与控制功能。
实验七程控交换综合实验
1、实验目的
1、通过对用户在一次呼叫全过程中传送的各种信号波形的观察和分析，加深对程控交换系统原理的理解
2、通过人工话务台替换自动交换网络实验，进一步加深对程控交换原理系统中各组成部件作用的理解。
2、实验仪器仪表
1、程控交换系统实验箱一台
2、电话机四部20MHz
3、示波器一台
3、实验原理
图1是程控交换实验系统方框图，图2是程控交换实验系统布局图。
程控交换系统由9大电路模块组成，各模块的组成及主要作用如下：
（1）用户一--用户四接口模块：
分别是电话机用户一、用户二、用户三、用户四的用户线接口电路、DTMF采样及AD转换、FSK的DA转换、信号音的DA转换和PCM编译码电路。
（2）程控交换系统控制模块：
该模块即为整个系统的控制中心，主板通过专用接口与系统控制板相连接。
完成DTMF识别、FSK信号生成、各种信号音的产生、空分交换、时分交换、多级交换、数字中继、系统控制、计算机通信等所有控制、处理工作。
（3）外线接口模块：
外线接口模块完成本系统与电信局线路的对接功能，通过该模块可实现本系统内任意一用户都可呼叫电信网络任何一用户，同时，电信网络中的任何一用户也可呼叫本系统用户。
当有外线呼入时，系统查询预先设置的用户振铃，若该用户忙，则自动查询其他用户，若所有用户都忙，则通知外线无人接听。
（4）LCD显示模块：
本液晶模块为240X128点大屏幕显示屏，用来显示当前系统状态以及所有人机接口的状态显示，如菜单，系统帮助，参数状态设置，DTMF波形等。
可调电阻R74为液晶对比度调节电阻，顺时针方向：
对比度增加；逆时针方向：
对比度降低。
（5）键盘模块：
键盘为6键薄膜按键，完成人机接口的各种操作，如菜单选择，参数设置等。
（6）数字中继模块：
数字中继接口为两台实验箱或实验箱与外部交换机的连接口，传输介质为双绞线。
通过数字中继接口即可实现两台实验箱8个用户的全双工电话通信。
其中U200为电平转换芯片。
（7）状态指示模块：
状态指示模块共有6个发光二极管，分别指示：
中继发送：
D204，灯亮表示发送数据到中继口状态。
中继接收：
D203，灯亮表示接收到中继数据。
＋5V电源指示灯。
－5V电源指示灯。
-24V馈电电压指示灯。
铃流指示灯。
四、实验内容
运用实验箱模拟实际程控交换过程，应用PC机进行用户管理。
五、实验步骤
1、将四个话机接到实验箱上，用串口线将实验箱和PC串口COM2连接起来，确认无误
后打开电源。
2、观察液晶显示是否正常，分别拿起四个电话确认有拨号音。
3、运行程控交换PC机软件，输入管理员密码（密码1234）进入监控状态。
4、任一用户摘机拨叫局内其他用户，观察相关观测点的波形。
观察液晶监控状态的变化，观察PC机程控软件监控状态的变化。
下面以用户一拨叫用户三为例：
用户一摘机，听到拨号音，液晶显示用户一摘机，PC机用户一指示灯显示摘机信号。
用户一拨完用户三第一位号码后，用户一拨号音停止。
继续拨完用户三的号码后，用户一听到回铃音，用户三振铃。
用户三摘机后，用户一回铃停，用户三振铃停止，通话建立。
液晶显示用户一主叫，并开始计时，用户三被叫。
PC机显示主被叫。
用户三挂机后，用户一听到忙音，液晶显示用户三挂机，用户一摘机，计时停止。
PC机显示用户三挂机，用户一摘机。
用户一挂机。
液晶显示用户一挂机，通话时间仍然存在，直到下次用户一摘机会清零。
5、人为制造各种话机使用情况，如：
等待超时、拨号错误、拨号中途挂机、被叫忙等等情况。
用示波器测量各测量点的变化，观测拨号音、忙音、空号音、催挂音、回铃音及铃流控制信号的波形，体会各种等待时间。
测量点说明：
TF15为信号音，TF21为铃流信号音。
6、通过键盘修改各个等待时间参数，再进行实验步骤5，体会这个时间参数的变化。
7、通过PC软件修改各个等待时间参数，修改完毕后下载到下位机，再进行实验步骤5，体会这个时间参数的变化。
8、通过PC机软件修改分机号码（更改用户号码时，各个用户的号码不能相同，电话号码为三位），再进行步骤8、9。
9、增加或修改一个当前号码字头的计费价格，比如用户三是803，就修改市话8字开头的计费价格，修改完毕后再进行一次通话，观察计费价格。
10、记住修改后的系统参数，系统关电，关闭铃流。
系统上电，观察参数是否为设置后的参数。
六、实验结果
画出电话的呼叫接续SDL图：
画出实验中交换及产生的各音频信号（拨号音、忙音、空号音、催挂音、回铃音）的波形图。
拨号音
忙音
空号音
催挂音
回铃音
七、实验分析
程控交换机的呼叫控制有如下几个过程。
（1）送拨号音接续
主叫用户摘机→处理机测选空闲收号器及链路→接续处理→向主叫用户送拨号音。
（2）收号
处理机通过扫描器对主叫用户所拨号码进行收号、计数、存储。
（3）号码分析
处理机分析被叫号码以确定呼叫局向。
（4）接至被叫用户
测被叫忙闲→测选主、被叫间的空闲链路→测选空闲音中继器
（5）振铃
向被叫送铃流；向主叫送回铃音。
（6）被叫应答、通话
被叫摘机，停送铃流和拨号音，拆除相应链路，接通主、被叫之间的通话路由。
（7）切断
当任一用户挂机后，由处理机控制进行拆线处理。
交换机到用户的信号主要是单频信号音，信号源为450Hz或950Hz的正弦波
实验心得：
程控交换机是通信技术、计算机技术和大规模集成电路的产物，是数字电话网、移动电话网、综合业务数字网中的关键设备，在电信网中起着非常重要的作用。
通过此次程控交换实验我进一步消化了课堂上学到的理论知识，加深了对程控交换机系统工作原理的理解，掌握了呼叫处理的基本原理和方法，并为以后从事实践技术工作奠定基础。
开始我觉得程控交换实验对我来说很我挑战，刚开始真的不知道怎么入手，但老师会不断的在我们旁边进行指导，这样能给我们一些启发性的东西，有很多东西也是问的同学。
当程控交换机箱不能正常工作时，老师很有耐心的指导我们，让我们也不在烦躁，耐心的做实验。
在做实验时要先掌握各个模块的管脚分配和原理，这样做实验才能做好。
后才觉得这个室验并不是想象的那样困难，所用到的知识点都很基础，只是平时对这些知识点理解得还不够透彻，不能灵活的运用他们。
只有到自己做实验解决问题的时候，才会进一步领悟其中的精华，才会想到把这些零散的东西结合到一起，使他们发挥各自的作用，组成一个系统，实现一定的功能。
我想只有经历了从不会到会，从零散到系统，真正做出了一点东西来后，才能真正掌握一些知识。
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