交换实验讲义.docx

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交换实验讲义

CK-III交换实验箱系统介绍

本套程控交换原理实验系统自带电源，采用专用低压（-24V）用户线接口电路完成二/四线变换；系统控制采用ARM与CPLD相结合来控制整个实验箱的工作。

整套程控交换原理实验系统主要由17个模块组成，分别为：

一、ARMCPU控制模块

该模块为一个单独的可拆卸的ARM控制板，ARM芯片采用的是S3C44B0，

可编程阵列控制模块中的CPLD一起控制整个实验系统的工作。

二、可编程阵列控制模块

由CPLD（XC95144-7TQ144C（144））组成，与ARMCPU模块一起控制整

个系统。

三、用户模块1

四、用户模块2

五、用户模块3

六、用户模块4

用户模块共有四个，分别为一号机、二号机、三号机和四号机提供馈电及BORSCHT的绝大数功能，还可以完成语音信号的PCM编译码功能。

七、液晶显示模块

主要用来显示实验指导、主叫号码、被叫号码和各功能状态。

八、时分模块

由MT8980组成，通过控制系统对其编程来打开或关闭相应的话路通道，传

输的是数字话音信号。

九、空分模块

由MT8816组成，通过控制系统对其编程来打开或关闭相应的话路通道和信

号音通道。

传输的是模拟信号。

十、人工交换模块

由二十四个孔组成，通过对各个孔的接线和拆线实现人工交换、空分交换和时分交换。

十一、测试模块

由六个信号音及振铃测试点和一个接地孔组成，可以用示波器对信号音的波形进行观察。

十二、信号音及DTMF模块

提供各种信号音：

回铃音、拨号音、忙音、空号音、拥塞音及振铃信号。

无需外接任何电路。

通过可编程专用芯片把从用户线路送来的DTMF编码信号译码成相应的数字信号，并送入控制模块进行处理；还可通过与控制模块及键盘阵列的结合使用完成数字信号的DTMF编码输出。

十三、模拟中继模块

完成两套实验系统间的中继线路接口功能，主要由一片用户接口线芯片与切换电路组成。

实现模拟信号的传输。

十四、局方中继模块

完成电信线路中继接口功能，主要由模拟提机电路和切换电路组成。

十五、数字中继模块

完成两套实验系统间的中继线路接口功能，主要完成数字信号的传输。

十六、键盘模块

通过十四位按键来完成在液晶上显示实验步骤、功能选择、DTMF发送等功能。

十七、电源模块

完成整个系统的供电、滤波。

在电路板的反面。

提供+5V、-5V、+12V、-12V、-24V、-80V的电压。

实验一多种信号音及铃流发生器实验

一、实验目的

1、了解电话通信中常用的几种音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控制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，空号音，捆塞音，回铃音，铃流等有关内容。

三、实验仪器仪表

1、程控交换系统实验箱一台

2、电话机一台

3、20MHz示波器一台

4、万用表一台

四、电路工作过程

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。

下面是本实验系统的传送信号流程，见图1-1所示。

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）两种方式。

a、各种可闻信号：

一般采用频率为450Hz的交流信号，例如：

拨号音：

（Dialtone）连续发送的信号。

回铃音：

（Ringingtone）1秒送，4秒断的5秒断续信号，与振铃一致。

忙音：

（busytone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续信号。

空号音：

0.6秒送，0.2秒断，0.2秒送，0.2秒断，0.2秒送，0.6秒断的2秒不等间隔断续信号。

拥塞音：

0.7秒送，0.7秒断的1.4秒断续信号。

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。

有一点需要说明的是，由于本实验系统属于实验型的，为了让学生实验方便，因而有些电路要求能用硬件电路实现的就不用软件来完成，则用硬件电路来完成，这样，便于实验教学。

比如，在实际通信过程中，多种音信号在程控交换机中，都是利用软件完成，硬件电路较少，关于这点在

图1-1实验系统传送信号流程图

多种音信号的产生都是硬件实现，虽然也有软件产生，但大多是硬件产生的。

在呼叫建立过程中，交换机应向主叫用户发送各种信号音，以使用户能了解接续进展情况和下一步应采取的操作。

（一）各测量输出点说明如下：

BHYING：

拨号音输出

HLYING：

回铃音输出

MYING：

忙音输出

YSYING：

拥塞音输出

KHYING：

空号音输出

ZLYING：

25HZ方被输出

（二）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，立即送出拨号音信号，表示可以拨号，当CPU中央处理单元收到第一个拨号脉冲后，应立即给予切断该信号，拨号音采用连续的信号音。

在本实验系统中，频率为400Hz~450Hz之间，幅度在1V~2V之间，波形为正弦。

图1-2（a）是该电路的框图。

（三）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

图1-2（a）450Hz拨号音电路原理框图

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。

本实验系统的回铃音由NE556和CD4053一起产生的。

CCITT对有关断续时间的规定见表1-1所示。

表1-1

CCITT可接受（秒）

CCITT建议（秒）

续

断

周期

0.67~2.5

3.0~6.0

3.67~8.5

0.67~1.5

3.0~5.0

3.67~6.5

各国所用的断续周期不同，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也采用大约4秒断，1秒续的重复周期为5秒信号，见图1-3所示。

图1-3（a）回铃音电路方框图

（四）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。

CCITT对于忙音信号的断续周期有关建议见表1-2所示：

表1-2

CCITT可接受（秒）

CCITT建议（秒）

续

0.1~0.66

0.12~0.66

断

0.12~0.8

0.12~0.66

周期

0.3~1.1

0.3~1.1

比率

0.17~1.5（1.0最佳）

在实验系统中采用大约0.35秒断，0.35秒续的400Hz~450Hz的信号,见图1-4所示.

图1-4忙音信号控制电路框图

（五）铃流信号发生器电路

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16.67Hz,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4秒断、1秒通的断续信号。

图1-5是它的原理方框图。

图1-525Hz铃流发生器框图

（六）拥塞音（Congestiontone）

表示机线拥塞，频率与忙音相同，其周期为0.7秒续0.7秒断的1.4秒重复周期信号。

电路原理图略。

（七）空号音（NumberUnobtainableTone）

当主叫用户所拨号码为空号音，比送忙音可减少我效呼叫次数，它使用4个0.1秒续，0.1秒断以后，再0.4秒续，0.4秒断，周期为1.6秒的450Hz信号。

电路原理图略。

上述六种信号在本实验系统中均有具体电路实现，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。

*（八）其它信号

（1）通知音

当长途话务员呼叫用户遇市话忙时可插入并向用户送长途通知音，我国规定为1.2秒不等间隔断续信号音，0.2秒续，0.2秒断，再0.2秒续，0.6秒断，周期为1.2秒的450Hz信号。

（2）摧挂音

用户话机未挂好时发送，采用5级响度，逐级增加。

（3）排队等待音

用于具有排队性能的接续，以通知主叫用户等待应答，可用回铃音代替或采用录音通知

（4）呼入等待音

用户“呼叫等待”服务，表示有第三者等待呼入。

（5）通话时限音

对于立即收费的呼叫，到每一个计费单位时间快结束前，送出此音（可由三个短脉冲组成，送12秒）表示计费时间已到。

（6）提醒音

也叫三方通话提醒音，用于三方通话的接续状态（仅指用户）表示接续中存在第三者。

（7）特种拨号音

主要是对用户起提示作用的拨号音，例如：

提醒用户撤消原来登记的转移呼叫。

各测量点如下：

（1）450Hz拨号音电路输出，其测量点为测试模块中的BHYING；

（2）25Hz铃流信号发生器电路输出，其测量点为测试模块中的ZLYING;

（3）回铃音电路输出，其测量点为测试模块中的HLYING；

（4）忙音电路输出，其测量点为测试模块中的MYING；

（5）拥塞音电路输出，其测量点为测试模块中的YSING；

（6）空号音电路输出，其测量点为测试模块中的KHYING；

五、实验内容

1、用示波器测量拨号音，忙音，空号音，拥塞音，回铃音及铃流信号的各测量点电压或波形，即测量点BHYING，MYING，KHYING，YSYING，HLYING，ZLYING。

2、熟悉各种信号音

六、实验步骤

1、使实验箱上电且正常工作；

2、用示波器测量BHYING，MYING，KHYING，YSYING，HLYING，ZLYING等各点的波形；

3、在用户接口模块一接上用户单机，按实验箱键盘上的“1”键，用实验导线将RX1分别与各信号输出点相连，使用户电路正常工作，听取各种信号的声音，不要听振铃音；其中按“F”键结束实验返回主菜单。

七、实验注意事项

1、在测量各测试点的波形时，一定要注意万用表的量程和示波器的电压量程档，以防止损坏仪表仪器和其它电子器件。

2、在做“振铃”实验时，用户一定要处于挂机状态，即处于空闲状态。

八、实验报告要求

1、认真画出实验过程中BHYING，MYING，KHYING，YSYING，HLYING，ZLYING等各点的波形，用手机照下其波形。

2、画出电路组成框图。

3、在实验过程遇到的其它情况做出记录，并进行分析。

写出在实际运用中，各种信号音所对应的线路状态的对应关系。

实验二用户线接口电路实验及二/四线变换原理

一、实验目的

1、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PBL38772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原理

二、预习要求

认真预习程控交换原理中有关用户线接口电路等章节。

三、实验仪器仪表

1、程控交换系统一台

2、电话单机二台

3、20MHZ示波器一台

4、万用表一台

四、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、通过电话机的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。

3、了解振铃插入、振铃解脱的工作原理。

4、了解二到四线转换器的工作原理。

五、实验步骤

1、将一电话单机连接到用户接口模块一的电话接口J101。

2、观察和测量

⏹打开系统电源，按实验箱键盘上的“2”键，激活芯片，分别观察挂机和摘机两种情况下发光二极管是D104发光还是不发光；

⏹在用户1挂机的情况下，再按键盘的“2”键一次，给用户1送振铃音，听振铃音并观察发光二极管D104的发光情况，提机后在听电话话筒并观察发光二极管D104的发光情况，若用户1提机或者停送振铃音；

3、按“F”键结束实验返回主菜单。

六、实验注意事项

1、当实验过程中出现不正常现象时，请按一下ARM板上的“复位”键。

2、由于振铃信号的电压为80V，在送振铃音时一定要确保电话1挂机，在拿起电话后要立即听送振铃音。

八、实验报告要求

1、画出本次