中南大学物理院现代交换技术实验指导书

实验八、空分交换实验
一实验目的
1.熟悉空分交换的基本原理与实现方法。

2.通过对MT8816芯片的实验，熟悉空分交换网络的工作过程。

二实验仪器
1.程控交换机实验箱一台
2.电话单机两台
三实验原理
1. 空分/时分交换原理介绍
空分交换矩阵实际上就是一系列电子开关照行和列的方式，排列在交叉接点上构成一个快关阵列，通过打通不同的的电路。

空分交换就是通过打通交换矩阵上输入线与输出线不同交叉点来实现的。

2. 交换芯片MT8816功能介绍
（1）MT8816基本特性
由图8-3可见，该芯片是8x16模拟开关阵列，它内含7-128线地址译码器，控制锁存器和8x16交叉点开关阵列，其电路的基本特性为：
1.1 提供8x16模拟开关阵列功能
1.2 导通电阻（VDD=12V)45欧姆
1.3 导通电阻偏差（VDD=12V)5欧姆
1.4 模拟信号最大幅度12Vpp
1.5 开关宽带45MHz
1.6 非线性失真0.01%
1.7 电源 4.5-13.2V
1.8 工艺CMOS
1.9封装双列直插式
（2）MT8816的管脚说明
下面将对该管脚功能作一简要说明
35 37 39 1 21 19 17 15
24 25 2
5 22 23 4
36 18 38 3
33
32
31
30
29
28
8
9
10
11
12
13
27
26
6
7
40
20
16
14
34 MT8816
COL0
COL1
COL2
COL3
COL4
COL5
COL6
COL7
ACOL0
AROW0
ROW0
ACOL1
ACOL2
AROW1
AROW2
AROW3
ROW1
ROW2
ROW3
ROW4
ROW5
ROW7
ROW6
ROW8
ROW9
ROW10
ROW11
ROW12
ROW13
ROW15
ROW14
CS
ST
DI
RESET
VCC
VEE
VSS
IC
IC
35、37、39、1、21、19、17、15脚COL0-COL7：列输入/输出，开关阵列8路列输入或输出。

33-28、8-13、27、26、6、7脚ROW0-ROW15：行输入/输入，开关阵列16路行输入或输出。

24、25、2脚ACOL0-ACOL2：列地址码输入，开关阵列进行列寻地址。

5、22、23、4脚AROW0-AROW3：行地址码输入，对开关阵列进行行寻址。

18脚ST：选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相应开关的通、断。

在ST上升沿前，地址必须进入稳定状态，在ST下降沿处，数据也应该是稳定的。

38脚DI：通断控制输入。

若DI为高电平，将所选择的开关导通；若DI 为低电平，将所选的开关断开。

3脚RESET：复位信号输入，若为高电平，不管CS处于什么电平，均全部开关置于截止状态。

36脚CS：片选信号输入，高电平有效。

40脚Vcc：正电源，电压范围为4.5-13.2V。

20脚VEE：负电源。

16脚Vss：数字地。

14、34脚IC：空
（3）MT8816工作原理
MT8816是CMOS 大规模集成电路芯片。

这是一片8X16模拟交换矩阵，如下图所示：
数据传输
地 址 译 码 和 锁 存AROW 0
AROW 3
AROW 1AROW 2ROW ROW 0
15
COL COL COL COL COL COL COL 1
2345
7
COL 6
DI ST ACL AROW AROW 00
12CS
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。

他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叉点处于接通状态，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 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-AROW0送“1000”，并使DI 为高电平，当送出地址启动门ST 时，就可以将相应的交叉点接通了，图中还有一个端子叫“RESET ”。

当RESET 为“1”时，全部交叉点就断开。

本次实验以及后3个实验的系统原理框图和实验系统模块图分别如下：
实验系统的原理框图
模拟用户接口
电路1数字用户接口
电路1空分交换
时分交换
模拟用户接口
电路4数字用户接口
电路2
模拟用户接口
电路3数字用户接口
电路3模拟用户接口
电路2数字用户接口
电路4
交 换 控 制
时钟单元DTMF 解码局间通信
串行通信
信号音产生铃流外线通信显示
信号音检测直流输出人工话务台键盘
实验系统模块图
四、实验内容与步骤
1、实验准备：连接电话单机；检查实验箱与PC的串口连线。

2、打开实验箱电源，电源指示灯亮，正常状态下，CPU工作指示灯间歇闪动，+5V、-5V、-48V开关电源灯亮，25Hz信号灯闪亮，L11-L14灯亮，串行通信指示灯亮，四路话机处于待机状态。

之后启动PC机，选择进入实验界面。

3、交换矩阵切换实验
1）在PC界面上键入主、被叫号码，并确认。

2）主、被叫用户摘机、通话，空分指示灯亮。

3）主、被叫挂机。

4）修改主、被叫用户号码，重复本实验。

4、通话实验
1）主叫用户摘机拨号，被叫用户摘机，双方通话。

2）同时观察PC界面上的通话状态同步显示。

3）主、被叫挂机。

4）修改被叫号码，重复本实验。

实验九、时分交换实验
一、实验目的
1.熟悉时分交换的基本原理与实现方法。

2.通过时分交换通话实验，熟悉时分交换网络的工作原理。

二、实验仪器
1.程控交换机实验箱一台
2.电话单机两台
三、实验原理
1、时分交换原理介绍
时分交换是利用了时分复用的方式，使不同的话路占用不同的时隙来进行交换。

在PCM编码中，用户占不同的时隙，每一个用户所占用的时隙是固定的，PCM系统发送端发出的信息到接收端接收均在同一时隙内传输，为了实现通信，要求时隙能变换，即能把信息从一个时隙变换到另一个时隙，在交换机系统中，设置了数字交换网络来实现时隙的交换，使发送端的信息用某一个时隙发送，而在接收端在另一时隙接收信息，如图9-1所示。

时分交换单元有两种控制方式；输出控制方式和输入控制方式。

1）输出控制
在时钟控制下，输入复用线上各时隙的内容依次写入话音存储器的各个单元，需要在输出复用线上的第j个时隙输出，则可在控制器的第j个单元写入i，控制存储器的顺序读出，当第j个输出时隙到达时，读出第j个单元的内容i，再将话音存储器读出地址，取出第i个单元的内容a在TSj输出；就实现了时隙交换。

2）输出控制
当输入TSj到来时，读出控制存储器第i个单元的内容j，以此作为话音存储输入地址，于是在话音存储器第j个单元中写入了输入TSi中的内容a。

从而完成了所需的时隙交换。

最后要提及的是，无论是输入控制还是输出控制，每个输入时隙都对应这话音存储器的每一个存储单元，这意味着有空间位置的划分而时隙时隙交换。

九这
个意义而言，时隙单元带有空分性质，是按空分工作的。

四、实验内容与步骤
1.实验准备：连接电话单机；检查实验箱与PC的串口连线。

2.打开实验箱电源，电源指示灯亮，正常状态下，CPU工作指示灯间歇闪动，+5V、-5V、-48V开关电源灯亮，25Hz信号灯闪亮，L11-L14灯亮，串行通信指示灯亮，四路话机处于待机状态。

之后启动PC机，选择进入实验界面。

3.通话实验
1）主叫用户摘机拨号，被叫用户摘机，双方通话。

2）同时观察PC界面上的通话状态同步显示。

3）主、被叫挂机。

4）修改被叫号码，重复本实验。

5）同时用示波器观察编码模块上发时隙和收时隙上信号波形。

实验十一人工转接实验
一、实验目的
1.掌握人工转接原理
2.增强对电话通信交换的感性认识
二、实验仪器
程控交换实验箱一台
电话单机两台
跳线数根
三、实验原理
人工转接过程中，首先主叫拨话务台号码，然后告知话务员欲与哪路用户通路，接着等待话务员操作。

话务员得知被叫用户号码后，首先检测被叫当前是否空闲，若被叫正忙，话务语音通知主叫后向主叫发送忙音；若被叫空闲，则向被叫送振铃音向主叫送回铃音，等待被叫接机，此时话务员可以退出此接续。

在本实验系统中，话务员只需向系统指明被叫即可，其他工作由后台程序实现。

四、实验过程及步骤
1. 实验准备：连接电话单机；检查实验箱与PC的串口连线。

2.打开实验箱电源，电源指示灯亮，正常状态下，CPU工作指示灯间歇闪动，+5V、-5V、-48V开关电源灯亮，25Hz信号灯闪亮，L11-L14灯亮，串行通信指示灯亮，四路话机处于待机状态。

之后启动PC机，选择进入实验界面。

3.人工交换实验
1）用跳线将任意两线的发时隙与收时隙交叉连接（A线收时隙与B路发时隙，A路发时隙与B线收时隙）。

2）两路用户取机，通话。

4.人工话务台实验。

1）在实验界面显示人工话务台号码，点击确认。

2）主叫取机，拨人工话务台号码，话务台显示“振铃”。

3）话务员单击“振铃”，与主叫通话。

4）话务员在界面上选定被叫号码并确认，若被叫闲，被叫响铃；若被叫忙，话务员通知主叫后向主叫发送忙音。

5）主、被叫挂机。

实验十三电话会议实验
一.实验目的
了解电话会议的持续过程。

二.实验仪器
1.程控交换实验箱两台
2.电话单机四台
三.实验原理
1.电话会议原理介绍
电话会议是现代交换技术中最有市场价值的应用之一，利用交换技术，设置会议主席坐席,主讲坐席,听众坐席三种坐席，将首先取机的用户定义为主席席，主席席用户有权指定主讲席用户，其他用户则为听众席用户，通过软件的控制，使得所有的参加电话会议的人员有权听到会议的内容。

其原理为通过控制台界面的设置的主叫的切换，将主叫话换到每一个取机做为被叫的用户端即可。

2.电话会议实验介绍
本实验系统规定先取机的用户为主席席的用户，同时他也是主讲席，再取机的用户均为听众席的用户，此时可以主席说，大家听；若有听众需发言，由主席在后台界面上将其设定为主讲席，则其成为讲师，而其他用户则均是听众；主讲结束后控制权回归主席席，仍有主席设置下一个主讲者。

四.实验内容与步骤
1.实验准备：连接电话单机；检查实验箱与PC的串口连线。

2.打开实验箱电源，电源指示灯亮，正常状态下，CPU工作指示灯间歇闪动，
+5V,–5V,–48V开关电源灯亮，25Hz信号灯闪亮，L11-L14灯亮，串行通信指示
灯亮，四路话机处于待机状态。

之后启动PC机选择进入实验界面。

3.电话会议实验
⑴.主席先取机，界面上显示主席号码。

之后，听者陆续取机，界面上显示听众席号码。

⑵.确认主席和听众后，会议开始，主席发言。

⑶.切换讲者坐席。

会议过程中在界面上，重新设定主讲，确认后再次开始会议。

⑷.讲者发言完毕后点击"发言完毕"，交还发言权给主席。

⑸.听者挂机，则该听者退出会议；主席挂机，则会议结束。

五、实验总结
程控交换即存贮程序控制交换（简称程控交换）。

这是用计算机控制的交换方式。

采用的是电子计算机中常用的“存贮程序控制”方式。

它把各种控制功能、步骤、方法编成程序，放入存贮器，通过运行存贮器内所存贮的程序来控制整个交换工作。

通过以上4个实验，我对JH5003交换实验箱各个模块功能有了一定的了解，充分认识到了交换实验箱的工作过程。

将理论知识运用到实验中，使我们更加深刻理解时分交换与空分交换及人工转接和电话会议的工作原理，也使我们对
理论知识如何应用到实践中有了更近一步的认知。