现代交换技术-试验报告

实验一：数字程控交换系统的组成及数据配置
一、实验目的和要求
通过对本实验系统的初步使用，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有一个总体而直观的认识。

理解数字程控交换系统的核心——交换网络的工作原理和工作过程，观察从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。

二、实验原理
一个数字程控交换系统通常由交换网络、接口子系统和控制子系统三个部分组成。

其中接口子系统的作用是将来自不同终端（如电话机，计算机等）或其他交换系统的各种传输信号转换成统一的数字程控交换系统内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。

交换网络的任务是实现输入输出线上的信号的传递或接续。

控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要的信令，协调整个数字程控交换系统的工作以及配合协调整个电信网的运行等等。

各个模块之间的关系如图1-1所示：
图1-1 数字程控交换实验系统各模块关系
三、仪器设备
1．数字程控交换实验系统
2．PC机两台
3．电话机两台
四、操作方法与实验步骤
实验步骤：实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。

然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：
（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。

（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。

（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。

（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。

忙音是频率为450Hz，通断比为0.35s通、0.35s断的单频信号音。

（5）当另一方也挂机后，忙音将停止，系统完成一次完整的电话交换过程。

五、实验内容及实验数据记录
实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。

然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：
（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。

（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。

（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。

（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。

忙音是频率为450Hz，通断比为0.35s通、0.35s断的单频信号音。

当另一方也挂机后，忙音将停止，系统完成一次完整的电话交换过。

六、实验数据处理与分析
在设分机号时，要对上相应的插口，如果没有对上，就会设置不成功。

如果，主机内也设定了，那么就会出现以上的提示。

实验二用户接口模块
一、实验目的
1.全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法；
2．通过对用户模块电路PBL38710电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的
二、实验内容
1.查找芯片PBL38710的详细资料，了解其主要性能和特点。

2.熟悉用PBL38710组成的用户线接口电路。

三、实验步骤
1．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；
2．电话A的J301接上电话单机；
3.用示波器分别观测TP301、TP302、TP303在摘挂机时的工作电平变化，具体如下：TP301、TP302：电话A用户的二线模拟线上测试点。

TP301接入PBL38710芯片的TIPX端；TP302接入PBL38710芯片RINGX端；
注意此部分测试与其它地方不一样，示波器的地线夹子接其中一个测试点，探头接另外一个测试点。

此时，双踪示波器的另一个测试探头地线夹子不可接其它地线测试点（GND），因为示波器两探头的地线是连通在一起，
TP303：电话用户模块用户摘挂机工作状态测量点。

用户电话摘机时，输出低电平；用户挂机时，输出高电平。

四、实验结果
（一）对系统方框图做简述：
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设计成可插拔的模块结构。

用户接口电路使用的主芯片为PBL38710，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，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（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（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。

11. tp301 tp302测量点，tp303测量点（电话用户模块用户摘挂机工作状态测量点。

用户电话摘机时，输出低电平；用户挂机时，输出高电平）
实验三：信令信号的产生与双音多频接收实验
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。

3.了解双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。

4.熟悉该电路的组成及工作过程，观测电话机发送DTMF信号波形和DTMF 信号的接收工作波形。

二、实验要求
1.用示波器测量各测量点拨号音，忙音，回铃音及铃流信号波形。

2.用示波器观测发送DTMF 信号波形，在用户线接口电路的输入端进行测量，即在甲方一路用户线接口电路的测量电在TO301 与TP302 进行测量。

3. 用示波器观测DTMF信号接收的波形，在MT8870 电路输入端TP304，数据输入端D01，D02，D03，D04，数据输出允许端EN TP309等测量点进行测量。

三、实验仪器设备和材料清单：
程控交换实验箱，双综示波器
四、实验方法与步骤：
1：一位同学将甲方一路用户摘机，听到拨号音后开始拨打号码，即按电话机上的任意键，其中另一位同学对有关电路的测量点进行观察并记录波形，测量点有TP301，TP302，TP304，T309。

2：电话单机不工作时，即不发送DTMF 波形时，再测量上述各测量波形。

3：实验注意事项：
1）在测量25Hz 的铃流信号发生器输出的波形时，一定要注意示波器的电压量程档，以防止损坏仪器。

2）在测量TP301 或TO401 时，示波器接头的另一接地线接到TP302或TP402 上。

实验四：话路PCM编译码
一、实验目的
1.熟悉二 / 四线变换电路的工作原理。

2.掌握 PCM译码器在程控交换机中的作用。

二、实验仪器设置和材料清单
程控交换实验箱，双综示波器。

三、实验方法与步骤：
1. 测量并分析 CM译码电路测量点TP02，TP07 的波形。

2. 将甲一路与甲二路按正常呼叫接通，通过话机输入语音信号或双音多频信号，在各收发测量点 TP304，TP307，TP308，TP305 进行观察测量。

各测量点波形说明如下：
TP304：甲一路 PCM 模拟话音信号输入
TP307：甲一路 PCM 数字信号输出
TP308：甲一路 PCM 数字信号输入
TP305：甲一路 PCM 模拟话音信号输出。

四、实验报告要求：
1. 总结基本工作原理。

2. 给出 TP02，TP07 的波形；给出在各种工作状态下 TP304，TP307， TP308，TP305 信号波形图，标注关键数据。