用户接口电路设计

黄冈师范学院程控交换提高型实验
目录
第一章绪论 (3)
1.1 用户线接口电路(SLIC, Subscriber Line Interface Circuit) (3)
1.2 课程设计目的 (3)
1.3 课程设计内容 (3)
1.4 课程设计要求 (3)
第二章用户电路工作过程 (4)
2.1 用户电路 (4)
2.2 Am79R70芯片功能及使用 (5)
2.3 PCM编译码器TP3067 (8)
第三章用户线接口电路原理 (9)
3.1 电路工作过程 (9)
第四章学习总结 (11)
参考文献 (11)
摘要：本实验设计选用的是用户线接口芯片AM79R70和编译码芯片TP3067芯对用户接口电路进行设计，Am79R70是Legerity公司生产的一种功能较强的用户线接口芯片，PCM编译码电路中的器件为美国国家半导体公司的TP3067。

关键词：用户接口、Am79R70、TP3067
第一章绪论
1.1 用户线接口电路(SLIC, Subscriber Line Interface Circuit)
用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路(SLIC, Subscriber Line Interface Circuit)。

根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路(ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路(DLC)。

模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口
1.2 课程设计目的
1、全面了解用户电路的功能及其实现方法
2、熟悉用户电路接口电路Am79R70和PCM编译码集成电路TP3067的电路组成和使用方法。

3、掌握模拟用户接口电路和PCM编译码器在程控交换机中的作用，进一步加深对用户模块七个功能BORSCHT的理解。

1.3 课程设计内容
利用Am79R70和PCM编译码TP3067组成用户接口电路，完成用户电路的七项功能。

1.4 课程设计要求
●熟悉用户接口电路的原理。

●利用Am79R70和PCM编译码TP3067组成用户接口电路。

●在老师的指导想，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课
程设计，能正确阐述和分析设计和实验结果。

第二章用户电路工作过程
2.1 用户电路
模拟用户电路主要有以下七种功能，现在介绍如下：
馈电(Battery feed)：交换机通过用户线向共电式话机直流馈电；
过压保护(Over voltage Protection)：防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机。

振铃(Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流。

监视(Supervision)：借助扫描点监视用户线通断状态，以检测话机的摘机，挂机，拨号脉冲等用户线信号，转送给控制设备，以表示用户的忙闲状态和接续要求。

编解码(CODEC)：利用编码器和解码器(CODEC)，滤波器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网络接口。

混合(Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。

测试(Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。

这7种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。

对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。

数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器(LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。

模拟用户接口功能框图如图2.1所示：
图2.1 模拟用户线接口功能框图
2.2 Am79R70芯片功能及使用
Am79R70是Legerity公司生产的一种功能较强的用户线接口芯片，它除了具有国际电信联盟组织CCITT为数字程控交换机模拟用户接口所规定的7项功能中的6项功能之外，还具有电流限制、挂机传输、极性反转、Tip开路和环路检测等功能。

此外，Am79R70还具有片内铃流放大功能。

Am79R70的管脚排列如图2.2.1所示。

图2.2.1 Am79R70管脚排列图
各引脚的功能说明如下：
RYOUT2：继电器开关驱动2；
RYE：RYOUTl和RYOUET2的发射极输出；
RYOUTl：继电器开关驱动1；
D1：内部继电器1使能端，低电平有效；
E1：该脚输入低电平时，可使DET输出摘机检测信号；
C3、C2、C1：控制字输入端，通过此端可选择芯片的工作方式，具体选择如表2.2.1所列。

表2.2.1 Am79R70八种工作方式状态
DET：摘挂机检测输出，此端在摘机时输出低电平，挂机时输出高电平；
D2：内部继电器2使能端，低电平有效；
RSGH：使用VBATl馈电时，该端应接下拉电阻以调整开路电压；
RSGL：使用VBAT2馈电时，该端应接下拉电阻以调整开路电压；
RDC：直流馈电电阻；
AGND／BGND：数字地／模拟地；
RSN：模拟话音信号输入端；
VNEG：内部负电压稳压器的返回值
VTX：模拟话音信号输出端；
RDCR：振铃时的反馈连接点；
RINGIN：铃流输入端；
HPA：A(TIP)端高通滤波电容；
HPB：B(RING)端高通滤波电容；
RTRIP2：振铃电压偏置端；RTRIPl：振铃电压门限设置和滤波管脚；
RD：摘机检测的门限调整和滤波；
A(TIP)：接用户线的A(TIP)端；
B(RING)：接用户线的B(RING)端；
Am79R70需要VCC、VEE、VBAT2、VBATl四种电源电压。

其中VCC为+5V，VEE为-5V，此电压可由Am79R70内部的负电压调整器得到。

VBAT2的电压幅度范围为-19--48V。

VBATl电压幅度范围为-40--67V，标准值为-48V。

VBATl与VBAT2的选择由馈电电源选择管脚B2EN决定，当该脚输入低电平时，使用VBAT2馈电；该脚输入高电平时，使用VBATl馈电。

由于振铃时回路所需的馈电电压较高，所以振铃时采用VBATl馈电，而平时采用VBAT2馈电。

在实际应用电路中，只需要外接VCC、VBATl两种电压，因为VBATl与VBAT2可以连接在一起。

下面就通常比较关心的R(振铃控制)和S(监测)功能进行分析说明。

在控制振铃和截铃时，首先由一片LM358的两级运放产生交流铃流驱动信号，并在输出端加+5V的偏置电压，以满足Am79R70的要求。

Am79R70芯片内部含有铃流放大电路，它能将外部的1.5V铃流信号放大成使用户电话机振铃的信号，这样就节省了外加铃流放大模块的费用和印制板的面积。

铃流驱动信号(RV)的产生电路如图2.2.2所示。

图2.2.2 铃流驱动信号产生电路
振铃和截铃的控制方式是由Am79R70的控制输入管脚C3、C2、C1来确定的。

当C3C2C1输入为001时，Am79R70处于振铃模式，以使与其相连的
话机振铃；当C3C2C1输入不是001时，Am79R70进入其它工作模式，同时使与其相连的话机的振铃停止(即实现截铃)。

Am79R70的DET脚的输出可指示用户的摘挂机状态。

当用户摘机时，Am79R70的DET脚输出低电平，挂机时DET输出高电平。

2.3 PCM编译码器TP3067
本电路选择了TP3067芯片作为PCM编译码器，TP3067是美国半导体公司生产的PCM CODEC芯片，具有串行的I/O 接口，供电功耗低于70mW，而且具有自动断电功能。

内部设计有性能良好的电源滤波电路它把编译码器（Codec）和滤波器(Filter)集成在一个芯片上，功能比较强，它既可以进行A律变换，也可以进行u律变换，它的数据既可用固定速率传送，也可用变速率传送，它既可以传输信令帧也可以选择它传送无信令帧，并且还可以控制它处于低功耗备用状态，到底使用它的什么功能可由用户通过一些控制来选择。

TP3067可以组成模拟用户线与程控交换设备间的接口，包含有话音A律编解码器。

自调零逻辑。

话音输入放大器、RC滤波器、开关电容低通滤波器、话音推挽功放等功能单元。

TP3067具有完整的话音到PCM和PCM到话音的A律压扩编解码功能。

它的编码和解码工作既可同时进行，也可异步进行。

TP3067内部结构如图2.2.3所示:
图2.2.3 TP3067内部结构
TP3067 在一个芯片内部集成了编码电路和译码电路，其编码速率为
2.048MHZ每一帧数据为8bit帧同步信号为8kHZ 模拟信号在编码电路中，经过
“抽样”，“量化”，“编码”，最后得到PCM 编码信号，在单路编译码器中经变换后的PCM 编码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM 帧32个时隙里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。

同样，译码电路也只是在一个特定的时隙，此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM 编码信号里才从外部接收PCM 编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器+放大器后输出WSX 。

PCM 编译码电路所需的工作时钟频率为2.048 MHz ，FS R 、FS 帧同步信号为8 KHz 窄脉冲。

编译码电路如图2.2.4所示：
.
...
图2.2.4 编译码电路
第三章 用户线接口电路原理
3.1 电路工作过程
现将测量点说明如下：
TP03：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。

TP02：摘挂机状态检测测量点。

挂机：TP02=低电平；摘机：TP02=高电平。

TP01：通信时有接收话音波形：摘机后拨号前有450 Hz 拨号音信号；不通信时则此点无波形。

TP00：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。

为了简单和经济起见，反映用户状态的信号一般都是直流信号，当用户摘机
时，用户环路闭合，在用户线上有直流电流流过。

主叫摘机表示呼叫信号，被叫
摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也
断开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。

当用户一摘机时，发光二极管D3亮表示用户已处于摘机状态，TP03由低电
平变成高电平，此状态送到CPU进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，
CPU命令数字拨号音及控制电路送出f=450Hz，V=1.4V的波形即拨号音。

当用户听到450Hz拨号音信号时，用户可以拨电话号码，双音多频号码检测
电路检测到号码时通知CPU进行处理，CPU命令450Hz数字拨号音发生器停止送
拨号音，用户继续拨完号码，CPU检测主叫所呼叫的号码后，立即向被叫用户送
振铃信号，提醒被叫用户接听电话，同时向主叫用户送回铃音信号，以表示线路
能够接通；当被叫用户摘机时，CPU接通双方线路，通信过程建立。

一旦接通链
路，CPU即开始计时，当任意一方先挂机，CPU检测到后，立即向另一方送忙音，
以示催促挂机。

至此，主、被叫用户一次通信过程结束。

用户接口电路如图3.1.1
所示：
..
25Hz
. .
图3.1.1 用户接口电路
用户接口电路设计
第四章学习总结
通过本次本课程的学习，对用户接口电路的组成，工作原理，工作过程有了基本的认识，巩固了课本上的知识，同时，通过搜集资料，知道了一些用户电路常用的芯片以及程控交换的一些常用电路，这对自己今后的学习和工作都有非常大的帮助，自己收益匪浅！但由于只是纸上谈兵，实用性还需要实际电路来检验！
参考文献
【1】《程控数字交换与交换网》叶敏等著北京邮电大学出版社
【2】《程控交换实验指导书》曹玉英著西南石油大学出版社
【3】《程控数字交换技术》刘振霞，马志强，钱渊等著西安电子科技大学出版社
第11页。