上课用交换技术实验讲义.docx

1、上课用交换技术实验讲义需要开展的试验实验1 交换系统组成与结构 2实验3 电话用户信令的产生与观测实验 6实验4 双音多频（DTMF）接收与检测实验 10实验6 用户话路PCM编译码实验 14实验8 二/四线变换与回波返损测试实验 19实验10 人工交换实验 22实验12 时分交换（MT8980）实验 24实验1 交换系统组成与结构一、实验目的了解交换系统的组成与结构，为以后的实验打基础。二、交换系统总体介绍 图1-1是程控交换实验系统方框图。交换状态指示图1-1 交换系统组成与结构方框图程控交换系统由10个主要功能电路模块组成，各模块的组成及主要作用如下：1电话用户接口电路提供了路电话用户接

2、口电路，其中电话D设计成可插拔的模块结构。用户接口电路使用的主芯片为PBL 38710，可实现馈电（B）、二/四线变换（H），摘挂机检测（S）和铃流驱动（R）等功能。另外，用户接口电路对发送信号可进行放大、衰减调节。四路电话的呼叫号码分别为48、49、68、69。2编译码和滤波器C(Codec & Filters)使用的主芯片为TP3057，主要实现单路语音的语音滤波、PCM编译码功能。3双音多频（DTMF）检测电路使用的主芯片为MT8870，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，

3、恢复成对应于16种DTMF信号的4比特二进制码（D1D4），再送给记发器进行号码识别以便控制交换网络接通被叫用户话路。电话A，B共享一路DTMF检测器，电话C，D共享另一路DTMF检测器。4信令处理器和记发器电路（中央处理器）它是U101（AVR单片机）及外围电路构成，在系统软件的作用下，完成键盘扫描和液晶显示、工作状态指示和接收计算机数据。同时完成对话机状态的监视、信号音及铃流输出控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。具体叙述如下：（1）用户状态检测电路：接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX（X是话路的序号），可以是A、B、C、D，例如DETA是第一话路的用户状态检测信号

4、（下面文字说明中标号的X含义与此处相同），信号直接送入CPU的PE口，以识别主、被叫用户的摘挂机状态。（2）电话用户信令音控制电路：主要由单片机U101及电子开关CD4066组成，在单片机U101的作用下，分别分时地将上述EPM240产生拨号音、忙音、回铃音等三种信号通过电子开关CD4066送入主叫用户。（3）铃流控制电路：自动交换时，在单片机U101作用下，EPM240输出的铃流音信号（RING），由PBL38710提升铃流信号电压，使其有效值达到75V左右，送往电话机。（4）DTMF接收控制电路：当MT8870收到电话号码后，便发出使能信号向单片机U101申请中断，同时将译码的电话号码数据

5、（DTMFD14）送给单片机U101进行处理。5时序与控制器电路主要由CPLD可编程数字逻辑器件EPM240及外围电路构成，它产生并输出下列信号：（1）500Hz连续方波（即拨号音信号）（2）忙音脉冲，即0.35秒通、0.35秒断的周期方波（3）回铃音脉冲，即1秒通、4秒断的周期方波（4）25Hz周期方波（振铃信号）（5）PCM编译码器的时序、时钟信号。（6）各接口电路间的控制片选信号。6交换网络控制器主要由单片机U103和片外存储器U109构成，完成交换网络模块的交换控制工作。片外存储器U109可下载存储学生的二次开发程序。7交换网络模块（1）人工交换：各电话用户发送、接收端信号通过铜铆孔开

6、放出来，可通过手动连线完成电话信息的交换工作。（2）空分交换网络：主要由MT8816芯片构成，完成空分路由选通。（3）数字时分程控交换网络：分别由MT8980、CPLD、DSP等芯片构成三种不同实现方式的时分交换模块。（4）除人工交换外，其它交换方式的实验需通过更换相应的实验模块来完成。8液晶键盘由字符型液晶和薄膜键盘电路组成：它们共同完成交换功能设置，和对话路交换状态的同步显示、话路时隙分配设置等功能。9电源供给分别提供-12V、+5V、+12V、-48V、-5V、-24V、3.3V等直流电源。其中前四组直流电源的通断，通过平台左上角的发光二极管指示。10接口电路时分中继接口、数字光纤通信接

7、口和计算机通信接口，分别完成数字时分局内通信、数字时分的局间通信与计算机的通信等功能。三、实验内容及实验设备1小电话单机2部；2熟悉本实验平台的组成与结构；3. 熟悉各组成模块的构成元器件及其完成的作用。四、实验步骤1. 在关电情况下，交换网络接口上插上“空分交换模块（MT8816）”。2打开实验箱右侧的总电源开关，电源输入电路加电，电源指示灯（左上角的LED发光二极管）亮。3按一下薄膜开关的“复位”键，系统复位一次，液晶显示“欢迎使用”。4按“开始”键，进入菜单的主要工作状态选择，分“人工交换”，“空分MT8816”，等多种工作方式。具体设置说明请参见实验5。5选择空分交换方式“空分MT88

8、16”，“空分”指示灯亮。6. 分别给电话A、B接上电话单机，正常呼叫。注意液晶显示及其他一些指示灯的变化，熟悉信令程控交换与话音信号通信交换的全过程。7电话A默认电话号码为：48，电话B默认电话号码为：49。注：本实验平台上的跳线开关K301、K401、K501、K601默认设置：跳线1-2脚连。五、实验报告要求根据对实验的初步认识，对系统结构方框图做简要叙述。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

9、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

10、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：（Dial tone）连续发送的500Hz信号。 回铃音：（Echo tone）1秒送，4秒断的5秒断续的500Hz信号。 忙音： （busy tone）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75V15V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

11、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EMP 240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（Dial signal） 3回铃音信号（Echo signal） 4忙音信号（Busy signal） 5铃流信号（Ring

12、 signal） 6振铃通断控制信号CA,CB,CC,CD7. 其它工作时钟及片选信号摘挂机控制记发器与信令处理器（U101）接口PCM定时主处理器与交换控制器（U103）接口时分交换模块（U202）控制与定时信号音产生话音、信号音切换控制图3-1 CPLD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U01 EPM 240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U01 EPM240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1

13、V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U01 EPM 240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EPM 240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PBL 387 10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。 TP110拨号音0图3-2 各测量点波形图示意图三、实验内容

14、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

15、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