需要开展的试验
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。
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4路电话用户接口电路,其中电话D巨葛庄
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,恢复成对应于16种DTMF信号的4比特二进制码(D1~D4),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(AVRkones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(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(DTMFD1~4)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. 楼钟在关电情况下,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MT8816”,“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:(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75V±15V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SELA武术对练0-3, 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 signal)
6.振铃通断控制信号CA,CB,CC,CD
7. 其它工作时钟及片选信号
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香港特别行政区区徽可编程器件产生,为0.35秒通,0.35秒断的重复周期为0.7S 的50
0Hz的信号,幅度在1V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。