程控交换实验报告 - 图文

程控交换实验报告

一、实验目的

通过对用户线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。 二、实验仪器

1.程控交换实验箱一台 2.电话单机二部 3.20MHz 示波器一台 三、实验原理

1. 交换系统电路组成

如图1-1 是本实验系统的原理框图。系统由DTMF 话机、用户电路、交换网络和CPU 中央处理单元等组成。 如图

1.1 用户模块电路

主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：

（1）用户线接口电路 （2）二\\四线变换器 （3）PCM编译码电路 1.2 交换网络系统

主要完成空分交换与时分交换两大功能，它由下列电路组成： （1）空分交换网络系统 （2）时分交换网络系统 1.3 多种信号音电路

主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：

（1）450Hz拨号音电路 （2）忙音发生电路 （3）1.3.3回铃音发生电路 （4）25Hz振铃信号电路

1.4 CPU 中央集中控制处理器电路

主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，号码识别，键盘输入信息，输出显示信息等各种功能.

1.5 系统工作电源

主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，+12V，-12V，-48V等5组电源，由下列电路组成：

（1）内置工作电源：-48V ，-12V ，+5V，+12V （2）稳压电源： -8V，-5V 2. 键盘功能

如图1-3 所示为本实验系统的键盘功能框图，由复位、会议电话、时间、中继和确认键构成。

2.1 时间

该键可设置系统的延时时间。如久不拔号、久不应答、位间不拔号的延时，缺省值为10秒，可选择的时间值有10秒、30秒、1分钟。按一次该键则显示下一个时间值，三个值循环显示，当按下“确认”键时，就选定当前显示值供系统使用，按“复位”键则清除该次时间的设定。 2.2 会议电话

该键为召开电话会议的按键。会议电话设置用户1为主叫方，其他三路为被叫方，只能由主叫方主持召开会议，向其他三路发出呼叫。电路完全接通或者接通两路后，主叫方能和任一被叫方互相通话。除“复位”键外，其他键均推失去功能。会议结束后，可按“复位”键重启系统。 2.3 中继

该键为局内交换切向中继交换的功能按键，按下此键，再按“确认”键进行确认，则工作模式由局内交换切换为中继交换，显示器循环显示“d”，此时方可通过中继拨打“长途”电话。按“复位”键重启系统，进入正常局内交换模式。 2.4 确认

该键完成对其他功能键的确认，防止误按键，在键盘中除“复位”键外，其他功能键都必须加“确认”键才能完成所定义的功能。 2.5 复位

该键为重启系统按键。在任何时候或者系统出现不正常状态时都可按下此键重启系统（有用户通话时，会中断通话），所有设置均为默认值。 3. 显示功能

4. 工作过程

以下是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面具体实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-5。 5. 用户线接口电路功能

图1-5 软件程序流程图

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BORSCHT 七种功能，如图1-6 所示。

图1-6 模拟用户线接口功能框图

5.1 馈电（B-Battery feeling）

向用户话机送直流电流。通常要求馈电电压为-48V，环路电流不小于18mA。 5.2 过压保护（O-Overvoltage protection） 防止过压过流冲击和损坏电路、设备。 5.3 振铃控制（R-Ringing Control）

向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/75Vrms 正弦波。 5.4 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。 5.5 编解码与滤波（C-CODEC/Filter）

在数字交换中，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，统称为编译码器（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。 5.6 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，现在改为集成电路实现，因此称为“混合电路”。 5.7 测试（T-Test） 对用户电路进行测试。 6. 用户线接口电路 6.1 电路的基本特性

（1）向用户馈送铃流 （2）向用户恒流馈电 （3）过压过流保护 （4）被叫用户摘机自截铃 （5）摘挂机检测和LED 显示 （6）语音信号的2/4 线转换 （7）无需耦合变压器 （8）体积小及低功耗 （9）极少量外围器件 （10）封装形式为PLCC28 封装 6.2 用户线接口电路主要功能 （1）向用户话机供电，PBL38710可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。恒定的电流为25 mA。

（2）PBL38710内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP-RING端口间的瞬时高压， （3）振铃电路可由外部进行控制。

（4）监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号。

（5）在TIP––RING端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。

（6）PBL38710可以提供用户线短路保护：TIP线与RING线间，TIP线与地间，RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。

（7）PBL38710提供的双向语音信号的传输衰耗均为-1dB。

（8）PBL38710的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。 6.4 用户接口电路的电路原理图

图1-10是用户1用户线接口电路的电路原理图。

图1-10 用户线接口电路原理图

TP11：通信时有发送话音波形；拨号时有瞬间DTMF 波形；不通信时则此点无波形。 TP12：通信时有接收话音波形：摘机后拨号前有450Hz 拨号音信号；不通信时则此点无波形。 TP13：摘挂机状态检测测量点。挂机：TP13=低电平；摘机：TP13=高电平。

TP14：振铃控制信号输入，高电平有效。即工作时为高电平，常态为低电平。由于4 个用户线接口电路的测量点相同，故对其它三个用户线接口电路的测量点就不一一叙述，波形均相同，即：

TP11=TP21=TP31=TP41 ；TP12=TP22=TP32=TP42;TP13=TP23=TP33=TP43 ；TP14=TP24=TP34=TP44 7. 程控交换原理 7.1 原理说明

程控交换机由两大部分组成，即话路部分和控制部分，话路部分包括交换网络，用户电路出中继电路，入中继电路，收号器，音信号发生器以及信号设备等；控制部分则是一台电子计算机，它包括中央处理器，存储器和输入、输出设备。本实验系统中，交换网络的方框图如图1-11所示。

图1-11 交换网络的方框图

7.2 电子接线器MT8816 MT8816基本特性：

图1-12 MT8816的框图

由图1-12可见，该芯片是8×16模拟开关阵列，它内含7——128线地址译码器，控制锁存器和8×16交叉点开关阵列，其电路的基本特性为： （1）提供8×16模拟开关阵列功能 （2）导通电阻（VDD=12V） 45Ω （3）导通电阻偏差（VDD=12V） 5Ω（4）模拟信号最大幅度 12VPP （5）开关带宽 45MHz

（6）非线性失真 0.01% （7） 电源4.5~13.2V（8）工艺 CMOS封装双列直插式 7.3 MT8816 工作原理

MT8816是CMOS大规模集成电路芯片。这是一片8×16模拟交换矩阵，如图1-13所示

图1-13 地址译码

图中有8 条COL 线（COL0-COL7）和16 条ROW 线（ROW0~ROW15），形成一个模拟交换矩阵。它们可以通过任意一个交叉点接通。芯片有保持功能，因此可以保持任一交点处于接通状态，直至有断开控制信号或复位信号为止。CPU 可以通过地址线ACOL2~ACOL0 和数据线

AROW3~AROW0 控制和选择需要接通的交叉点号。ACOL2~ACOL0 管COL7 ~COL0 中的一条线。ACOL7~ACOL0 编成二进制码，经过译码以后就可以接通交叉点相应的COLi；数据线

AROW3~AROW0 管ROW15~ROW0 中的一条。AROW3~AROW0 也是编码的，经过译码以后就可以接通交叉点相应的ROWi；控制相应ROWi 的以接通有关的交叉点。例如要接通COL1 和ROW8 之间的交叉点。这时一方面向ACOL2~ACOL0。送“001”，另一方面向AROW3 ~AROW3 送 “1000”。并使DI 为高电平，当送出地址启动门ST 时，就可以将相应交叉点接通了，图中还有一个端子叫“RESET”复位端。当RESET 为“1”时，全部交叉点就断开了。 四、实验步骤

1. 接上交流电源线。

2. 将K11~K14、K21~K24、K31~K34、K41~K44 拨向下边；K70~K75 拨向下边；K60~K63拨向下边。

3. 先打开“交流开关”，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。

4. 按 “复位”键进行一次上电复位，此时，CPU 已对系统进行初始化处理，数码管循环显示“P” ，即可进行实验。

5. 将用户一和用户三接上电话单机。

6. 按“时间”键，选定1 分钟时间，再按确认键，此时系统时间被设置。

7. 正常呼叫全过程的观察与记录。（用户一位主叫，用户三为被叫进行实验） 7.1 用户一摘机，听到拨号音，分别用示波器的CH1 和CH2 探头观察并记录 TP60（拨号音测试点）和TP12（用户一的来话）的波形。结果TP12 与 TP60 的波形一样为连续的400Hz~450Hz 的正弦信号。

7.2 用户一拨号时，用示波器观察TPDTMF（双音多频测试点）和TP11（用户一的去话）的波形。可观察到当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。

7.3 用户一拨完被叫电话号码“88” 后听到回铃音时，用双踪示波器观察并记录TP12（用户一的来话）的波形和TP61（回铃音测试点）的波形。可观察到TP12 与TP61 的波形一样为1 秒通，4 秒断的断续信号。

7.4 用户三振铃时，用双踪示波器观察并记录TP3A（在线工作测试点，必须在振铃时才有信

号）的波形和TP63（振铃信号测试点）的波形。即当用户三振铃时，TP3A 与TP63 的波形一样，只是幅值比TP63 大；不振铃时，TP3A 无波形。 7.5 用户三摘机，接通电话。

7.6 空分交换网络测试（空间位置的交换，进1 号线出3 号线，TP11 和TP32 的波形应一致）

（1）用户一说话时（或按电话上的任意键），TP11（用户一的去话）、T（用户三的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP11 的幅值比TP32 的幅值大；不说话时无波形。 （2） 用户三说话时（或按电话上的任意键），用示波器观察并记录TP31（用户三的去话）、TP12（用户一的来话）有语音波形（或双音多频信号），且波形一致，只是TP31 的幅值比TP12 的幅值大；不说话时无波形。

7.7 用户三先挂机，此时用户一听到忙音，用双踪示波器观察并记录TP12（用户一的来话）的波形和TP62（忙音信号测试点）的波形。可观察到TP12 与TP62 的波形一样为0.35 秒通，0.35 秒断的断续信号。 五、实验结果

步骤7.1图 步骤7.2图

步骤7.3图 步骤7.4图

步骤7.6(1)图

步骤7.6(2)图

步骤7.7（通）图 步骤7.7（断）图

六、实验小结

1、实验之前没有仔细看附录中的“5、实验中各测试点的示波器参数设置”部分，实验时就没有调这些参数。

2、通过本次实验可以知道从用户摘机、听忙音、开始拨号等一直到通话结束过程中波形的变化情况。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/e8go.html