浙工大程控试验.docx
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浙工大程控试验
班级：
通信1204
姓名：
韦韬
学号：
201203110420
实验2电话用户接口模块实验
一、实验目的
1.全面了解用户线接口电路功能（BORS）的作用及其实现方法；
2.通过对用户模块电路PBL38710电路的学习和实验，进一步加深对
BORST功能的理解
二、实验原理
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。
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。
在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSCH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-60V,用户的馈电电流一般是20mA~30mA铃流是25HZ90V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）七项功能。
模拟用户线接口电路
的功能可以归纳为BORSCH七种功能，具体含义是：
（1）馈电（B-Batteryfeeling）向用户话机送直流电流。
通常要求馈电电压为一48伏，环路电流不小于18mA
（2）过压保护（O-Overvoltageprotection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。
（3）振铃控制（R-RingingControl）向用户话机馈送铃流，通常为
25HZ/90Vrms正弦波。
（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。
（5）编解码与滤波（C-CODEC/Filter）在数字交换中，它完成模拟话音与
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CODEC相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路
（300HZ~3400HZ带宽，编码速率为64kb/s。
（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，因此称为“混合电路”。
（7）测试（T-Test）对用户电路进行测试
模拟用户线接口功能如图:
过
压
护
电
振
转
电
器
测试瓯铃住吕用户线总线制信号弹狀恣信号
图"摸拟用户线接口功能框
三、实验步骤
（1）打开试验箱右侧的开关。
（2）电话A的J301接上电话单机。
（3）用示波器分别观察TP301,TP302TP306在摘挂机时的工作电平变化。
四、实验结果
（1）TP301,TP302挂机
（2）TP301,TP302摘机
（3）TP301,TP306挂机
"k-Tlq
⑷TP301,TP306摘机
⑸TP302,TP306挂机
（6）TP302,TP306摘机
五、实验心得
在实验中进一步熟悉了示波器的使用方法，在使用过程中发现了自己有很多问题都没有真正了解。
以后在学习上应该更加用心，要锻炼自己的钻研能力，同时要弄得变通。
通过这次实验，初步了解用户线接口电路功能（BORS）的作
用及其实现方法；同时也了解二/四线变换电路的工作原理。
实验3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。
实验原理
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。
关于信号的波形可见以下各测量点拨号音：
由U01EPM
7128可编程器件产生，频率为500Hz,幅度在1V左右。
测量点为TP1Q测量时注意示波器的扫描周期的调节。
回铃音：
由U01EPM7128
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。
测量为TP05,幅度在1V左右。
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
忙
音：
由U01EPM7128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，测量点为TP11,幅度在1V左右。
测量时注意示波器的扫描周期的调节。
铃流音：
由U01芯片EPM7128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TP06,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
向用户振铃时通过PBL38710的功率提升，向用户送出铃流，完成振铃
三、实验步骤
1.打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，
2.调整好示波器状态，先分别测量TP04TP05、TP07及TP08各测量点的
波形，大致了解各点波形的特征；
3.下面我们将把上列各点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。
电话单机A接到“甲方一路”
接口，另一电话单机B接到“甲方二路”接口；
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TP10点波
形，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TP05点波形，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TP06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；
7.当电话A摘机后超过25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TP11点波形，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
四、实验结果
（1）TP07波形
（2）TP08波形
（3）TP09波形
Itill
分析：
这是拨号音
n
MJTOSfT
n
Pknoon
□fl
⑷TP10波形
分析：
这是铃流信号
⑸摘下电话A,TP303所测的波形如下:
分析：
这个波形就是拨号音的信号波形
⑹电话A拨号49,拨号音停后的波形如下
分析：
这个波形就是回玲音的信号波形
⑺当电话A摘机后超过20秒无拨号时测得的波形如下
分析：
这个图就是忙音信号图
（8）更换电话B后所的图形如下:
五、实验心得
经过本次实验，加深了对电话工作过程的理解，了解了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，熟悉了这些信号音和铃流信号的技术要求。
同时实验对理论的成功验证增加了我对这门课的兴趣。
实验4双音多频（DTMF）接收与检测实验
实验目的
1•观测电话机发送的DTM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。
实验原理
DTM接收器包括DTMF分组滤波器和DTMR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勺两路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DTMI信号音对的4比特二进制
34-1典型D7MF播收罄原理極图
码（D1〜D4）
它完成典型DTM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言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俞出高电平
作为有效检测DTMF信号的标志；如果DTM信号消失，贝UEC0即返至低电平，与此同时，ECO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ECO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勺译码表见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TP308TP508（TP308为电话AB共用，TP508为电话C、D共用）
三、实验步骤
1•打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作，无需选择工
作方式；
2•电话A、电话E分别接上电话单机；
3•将示波器一通道放在1VT连接铆孔上，即测量发送的DTMF信号的波形;
另一通道放在TP308上，即测量DTM!
接收器译码数据输出允许端EN的信号波形（注意需选择DC直流档和2V档；只有正常摘机拨号时，
MT8870才工作）；
4•将电话A用户摘机，听到拨号音后开始拨打对方号码，即按49键，拨
号时注意TP308波形的电平变化（即通知系统中的记发器模块接收DTMF系统输出的译码数据）；
5•电话B振铃响，摘下话机（此时因没有信息交换，只是信令的自动交换，所以电话间不能进行通话）；6•拨电话A上的任意键，此时注意观察1VT连接铆孔的波形，即电话A发送的DTMF信号的波形（此时TP308的波形应始终为低电平）；
7•长按电话A的“1”键不放，调整好示波器，观察1VT连接铆孔的波形,即两个不同频率的正弦波的叠加波形（具体参数可见表3-1MT8870译
码表）；
8•长按电话B的某键（1、2、3,,等）不放，调整好示波器，观察2VT连接铆孔的波形。
结合表3-1，观测对比1VT和2VT波形，思考电话号码双音多频信号频率组成和其在程控交换系统中的工作原理。
四、实验结果
（1）示波器一通道放在1VT连接铆孔上，所得波形如下:
（2）TP308所得图形如下:
（3）电话A用户摘机,拨号时的波形如下:
（4）电话A发送的DTMF言号的波形
（5）长按电话A的“1”键不放,1VT连接铆孔的波形
⑹长按电话B的某键2不放，2VT连接铆孔的波形
五、实验心得
通过本次实验，了解了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，熟悉了该电路的组成结构及工作过程。
实验6用户话路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TP3057的电路组成和使用方法；
3•观测TP3057各测量点的工作波形。
二、电路组成
电话用户电路的模拟信号与数字信号的变换是通过PCM编译码器完成的。
PCM（脉
冲编码调制）就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制是对模拟信号进行抽样，量化和编码。
本实验中采用TP3057集成电路完成PCI编码和译码功能。
关于TP3057更详细的技术资料可到网上查询，由于详细精确的芯片资料大部分都是英文版本，所以这里要求学生具备一定英文资料查阅能力。
GeneralDescription:
TheTP3057familyconsistsofA-lawmonolithic
PCMCODEC/filtersutilizingtheA/DandD/AconversionarchitectureshowninFigure1,andaserialPCMinterface.ThedevicesarefabricatedusingNational'sadvaneeddouble-polyCMOSprocess（microCMOS）.Theencodeportionofeachdeviceconsistsofaninputgainadjustamplifier,anactiveRCpre-filterwhicheliminatesveryhighfrequencynoisepriortoenteringaswitched-capacitorband-passfilterthatrejectssignalsbelow200Hzandabove3400Hz.Alsoincludedareauto-zerocircuitryandacompandingcoderwhichsamplesthefilteredsignalandencodesitinthecompandedm-laworA-lawPCMformat.Thedecodeportionofeachdeviceconsistsofanexpandingdecoder,whichreconstructstheanalogsignalfromthecompandedm-laworA-lawcode,alow-passfilterwhichcorrectsforthesinx/xresponseofthedecoderoutputandrejectssignalsabove3400Hzfollowedbyasingle-endedpoweramplifiercapableofdrivinglowimpedaneeloads.Thedevicesrequiretwo1.536MHz,1.544MHzor2.048MHztransmitandreceivemasterclocks,whichmaybeasynchronous;transmitandreceivebitclocks,whichmayvaryfrom64kHzto2.048MHz;andtransmitandreceiveframesyncpulses.ThetimingoftheframesyncpulsesandPCMdataiscompatiblewithbothindustrystandardformats
实验中的TP3057芯片工作时序控制采用短帧非同步法。
SHORTFRAMESYNCOPERATICTheCOMBOcanutilizeeitherashortframesyncpulseoralongframesyncpulse.Uponpowerinitialization,thedeviceassumesashortframemode.Inthismode,bothframesyncpulses,FSXandFSR,mustbeonebitclockperiodlong,withtimingrelationshipsspecifiedinFigure2.WithFSXhighduringafallingedgeofBCLKX,thenextrisingedgeofBCLKXenablestheDXTRI-STATEoutputbuffer,whichwilloutputthesignbit.Thefollowingsevenrisingedgesclockouttheremainingsevenbits,andthenextfallingedgedisablestheDXoutput.
WithFSRhighduringafallingedgeofBCLKR（BCLKXinsynchronousmode）,thenextfallingedgeofBCLKRlatchesinthesignbit.Thefollowingsevenfallingedgeslatchinthesevenremainingbits.Allfourdevicesmayutilizetheshortframesyncpulseinsynchronousorasynchronousoperatingmode。
FIGURE1
在PCM脉冲编码调制中，话音信号先经防混叠低通滤波器，然后进行脉冲抽样，
变成8KHz重复频率的抽样信号（即离散的脉冲调幅PAM信号），然后将幅度连续的
PAM言号用类似“四舍五入”办法量化为有限个幅度取值的信号，再经编码后转换成
8
二进制码。
对于电话。
CCITT规定抽样率为8KHz,每抽样值编8位码，即共有2=256个量化值，因而每话路PCM编码后的标准数码率是64kb/s。
此芯片的压缩特性是A律十三折线非均匀量化编码，常应用于PCM30/32路系统中。
一般以2.048Mbit/s的
速率来传送信息（可容纳32路PCM编码）。
它的发送时序与接收时序直接受U01产
生的脉冲信号FSX和FSR控制。
单路PCM编码数据是在某一个确定的时序中被发送出去，而在其它时序编码器是没有输出的。
同样在一个PCM帧里，单路PCM译码能
在某一个确定的时序里，接收8位PCM码。
由于四路数字电话用户的PCM编译码电路的原理图都是一样的，因此只对电话A
进行说明，其它各路电路和测试点对应相同。
电话A用户端的PCM编译码的组成方框图如图6-1所示。
电话语音信号，经过二/四线转换后分为发送和接收部分。
电话发送部分的去话语音信号由1VT,经过PCM
编码器转换成数字信号经TP304送往数字交换网络；电话来话的数字信号经TP305
（即来自数字交换网络）及PCM译码器转换成模拟语音信号并经1VR送往电话用户接
口电路的接收部分。
工作时钟
电话A
用户电话接口电路
图6-1PCM通信系统组成方框图
低通
编码
数字时分交换网络
本实验模块中，电话A、电话B电话C、电话D等四路用户的PCM编码速率都设置为2.048Mbit/s。
各路的发送时序FSX与接收时序FSR相同，默认时隙号分别为4、8、16、24,对应的测试点分别为为TP02、TP03TP04TP05,参考0时隙测试点为TP01。
实验时，设置“时分MT8980方式，此时，可编程数字逻辑器件U01将
TP3057芯片的上述工作时序和时隙送往各路电话用户电路。
另外，TP3057芯片内部模拟信号的输入端有一个语音带通滤波器，其通带为200HZ〜4000HZ所以输入的模拟信号频率只能在这个范围内。
当输入模拟语音信号被采样的幅值为正向最大、0电平、负向最大时TP3057对应的编码值如下图6-2所
LNCamNKiHSKMArATDxourpuT
ttodm
ju-Law
TP3O57
（|nc：
iucie$Ev旳Bitinvershon）
*他UfttGg詁l4sFifliScsiId
00C4000
101310Ic
Uiii1i11
11010101
011010101
l刑（3T（j5）d=-FUl-5cale
001310IQ
示。
图6-2PCM编码输出表
、实验内容及步骤
1.在关电情况下，插上“电话B接口模块”，交换网络接口上插上“时分MT8980交换模块，保管好其它模块；
2.打开实验箱电源开关，电源指示灯亮，系统开始工作；
3.电话A和电话B分别接上电话单机；
4.液晶选择“时分MT8980交换方式，此时U01将控制时序信号和脉冲送往各个电话用户电路（2.048Mbit/s的速率，可容纳32路PCM编码），各路TP3057芯片即运行；
5.将电话A与电话B按正常呼叫接通，即电话A拨号49，建立正常通话。
通过话
机讲话或按键（双音多频信号），对方即可听到。
此时，电话A发的语音信号将经过
PCM编码变成相应的数字信号，经过时分交换网络，送往电话B的PCM译码器，译码
还原后送进电话B听筒；电话B话筒信息交换到电话A听筒的过程与此类似；
6•根据步骤3的分析，电话A的1VT点波形应与电话B的2VR点波形同（模拟信号），TP304波形应与TP405波形同（PCM编码信号注意交换后的时隙位置发生变化）;
7.用示波器验证步骤6结果，注意观测PCM编码波形，如TP304TP405.观测时示波器的触发通道放在PCM编码波形的帧同步窄脉冲TP02上，另一通道放在PCM编码波形测点上，调整示波器，即可观测到PCM勺8位编码波形；
8.对电话讲话或按键，看对应的PCM编码波形有何变化；
9.更换其它电话呼叫组合继续进行实验；
10.如使用的示波器无法看清高速的PCM编码数据，可设置系统的PCM编码时钟为64K,这样一帧中只可容纳
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