實(shí)驗(yàn)二用戶線接口電路及二四線變換實(shí)驗(yàn)

1、 程控交換原理 隨堂實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院 計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院 專業(yè) 電子信息工程 班級(jí) 電信11? 姓名 ? 學(xué)號(hào) ? 指導(dǎo)教師 陳信 實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分：_實(shí)驗(yàn)二 用戶線接口電路及二四線變換實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2、通過(guò)對(duì)MH88612C電路的學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加深對(duì)BORST功能的理解。3、了解二四線變換電路的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求認(rèn)真預(yù)習(xí)程控交換原理中有關(guān)用戶線接口電路等章節(jié)。三、實(shí)驗(yàn)儀器儀表1、主機(jī)實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái)2、電話單機(jī) 二臺(tái)3、20MHz示波器 一臺(tái)4、三用表 一臺(tái)四、電路工作過(guò)程在現(xiàn)代電話通信設(shè)備與程控交換機(jī)中，由于交換網(wǎng)絡(luò)不能通

2、過(guò)鈴流、饋電等電流，因而將過(guò)去在公用設(shè)備（如繩路）實(shí)現(xiàn)的一些用戶功能放到“用戶電路”來(lái)完成。用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機(jī)都具有用戶線接口電路。模擬用戶線接口電路在實(shí)現(xiàn)上的最大壓力是應(yīng)能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過(guò)去都是采用晶體管、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構(gòu)成，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，近十年來(lái)在國(guó)際上陸續(xù)開(kāi)發(fā)多種模擬SLIC，它們或是采用半導(dǎo)體集成工藝或是采用薄膜、厚膜混合工藝，并已實(shí)用化。在實(shí)際中，基于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSCHT功能中過(guò)壓保護(hù)由外接元器件完成，

3、編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其余功能由所謂集成模擬SLIC完成。在布控交換機(jī)中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實(shí)現(xiàn)的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA30 mA，鈴流是25HZ，90V左右，而在程控交換機(jī)中，由于交換網(wǎng)絡(luò)處理的是數(shù)字信息，無(wú)法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務(wù)就由用戶線接口電路來(lái)承擔(dān)完成，再加上其它一些要求，程控交換機(jī)中的用戶線接口電路一般要具有B（饋電）、O（過(guò)壓保護(hù)）、R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測(cè)試）七項(xiàng)功能。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，具體含義是：

4、（1）饋電（B-Battery feeling）向用戶話機(jī)送直流電流。通常要求饋電電壓為48伏，環(huán)路電流不小于18mA。（2）過(guò)壓保護(hù)（O-Overvoltage protection）防止過(guò)壓過(guò)流沖擊和損壞電路、設(shè)備。（3）振鈴控制（R-Ringing Control）向用戶話機(jī)饋送鈴流，通常為25HZ/90Vrms正弦波。（4）監(jiān)視（S-Supervision）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測(cè)話機(jī)摘機(jī)、掛機(jī)與撥號(hào)脈沖等信號(hào)以送往控制網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。（5）編解碼與濾波（C-CODEC/Filter）在數(shù)字交換中，它完成模擬話音與數(shù)字碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器（Coder）與解碼器（Decoder

5、）來(lái)完成，統(tǒng)稱為CODEC。相應(yīng)的防混疊與平滑低通濾波器占有話路（300HZ3400HZ）帶寬，編碼速率為64kb/s。（6）混合（H-Hyhird）完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實(shí)現(xiàn)模擬二線雙向信號(hào)與PCM發(fā)送，接收數(shù)字四線單向信號(hào)之間的連接。過(guò)去這種功能由混合線圈實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。（7）測(cè)試（T-Test）對(duì)用戶電路進(jìn)行測(cè)試。模擬用戶線接口功能見(jiàn)圖21。 鈴流發(fā)生器 饋電電源 發(fā)送碼流 過(guò) 振 低通 編a 壓 測(cè) 鈴 饋 混 碼模擬 保 試 繼 電 合 平衡 器用 （編碼信號(hào)）戶 護(hù) 開(kāi) 電 電 電 網(wǎng)絡(luò) 解線b 電 關(guān) 器 路 路 碼 路 低通 器接收碼流 測(cè)試

6、 振鈴控臺(tái) 用戶線 總線 制信號(hào)彈 狀態(tài)信號(hào)圖2-1 模擬用戶線接口功能框（一）用戶線接口電路在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是MITEL公司的MH88612C。MH88612C是2/4線厚膜混合用戶線接口電路。它包含向用戶話機(jī)恒流饋電、向被叫用戶話機(jī)饋送鈴流、用戶摘機(jī)后自行截除鈴流，摘掛機(jī)的檢測(cè)及音頻或脈沖信號(hào)的識(shí)別，用戶線是否有話機(jī)的識(shí)別，語(yǔ)音信號(hào)的2/4線混合轉(zhuǎn)換，外接振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出。MH88612C用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB,供電電源+5V和-5V。其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。圖2-2 MH88162C管腳排列圖01234567891011121314151

7、617181920ICTFICVRVRefVEEGNDAGSVXTIPRINGRFVDDRCRDRVVRLYICVBatCAPSHK（1）該電路的基本特性 1、向用戶饋送鈴流2、向用戶恒流饋電3、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)4、被叫用戶摘機(jī)自截鈴5、摘掛機(jī)檢測(cè)和LED顯示6、音頻或脈沖撥號(hào)檢測(cè) 7、振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出8、語(yǔ)音信號(hào)的2/4線轉(zhuǎn)換9、能識(shí)別是否有話機(jī)10、無(wú)需偶合變壓器11、體積小及低功耗12、極少量外圍器件13、厚膜混合型工藝14、封裝形式為20引線單列直插圖2-2是它的管腳排列圖 （2）MH88612C引出端功能的說(shuō)明0腳：IC Internal Connection：空端。1腳：TF Tip

8、 Feed： 連接外接二極管作為保護(hù)電路連到-48V和地。2腳：IC Internal Connection：空端。3腳：VR Voice Receive(input)： 四線語(yǔ)音信號(hào)的接收端。4腳：VRef Voltage Reference：設(shè)置向用戶電話線送恒流饋電的參考電壓，恒流通過(guò)VRef調(diào)節(jié)；也可接地,一般為21mA環(huán)流。5腳：VEE 負(fù)供電電源，通常為-5V DC。6腳：GNDA 供電電源和饋電電源的地端，模擬接地。7腳：GS Gain setting(input)：低電平時(shí)直接接收附加增益為-0.5 dB， 此增益除編解碼增益設(shè)置之外的，高電平時(shí)為0dB。8腳：VX Voice

9、 Transmit(output)：四線語(yǔ)音信號(hào)的發(fā)送端。9腳：TIP 連接用戶電話的“TIP”線。10腳：RING 連接用戶電話的“RING”線。11腳：RF Ring Feed：外部連接至振鈴繼電器。12腳：VDD 正供電電源，通常為+5V DC。13腳：RC Relay Control(input)振鈴繼電器控制輸入端，高電平有效14腳：RD 振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)輸出端，外接振鈴繼電器線圈至地端，內(nèi)部有一線圈感應(yīng)箝位二極管。15腳：RV Ring Feed Voltage：用戶線鈴流源輸入端，外部連接至振鈴繼電器。16腳：VRLY 振鈴繼電器正供電電源，能常為+5V DC。17腳：IC Int

10、ernal Connection：空端。18腳：VBat 用戶線饋電電壓，通常為-48V DC19腳：CAP 連接外部電容作為振鈴濾波控制連電阻到地。20腳：SHK 摘掛機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及脈沖號(hào)碼輸出端，摘機(jī)時(shí)輸出高電平。（3）用戶線接口電路主要功能圖2-3是MH88612C內(nèi)部電路方框圖，其主要功能說(shuō)明如下： VBat VDD VEE GNDA GS二/四線變換電流電壓感應(yīng)TF VRTIPRING VX RF過(guò)流保護(hù)RVVRLY振鈴繼電器驅(qū)動(dòng)電路 恒流饋電RC 環(huán)路監(jiān)視 VRefRD CAPSHK圖2-3 MH88612C內(nèi)部電路方框圖1、向用戶話機(jī)供電，MH88612C可對(duì)用戶話機(jī)提供恒流饋電，

11、饋電電流由VBAT以及VDD供給。恒定的電流為25 mA。當(dāng)環(huán)路電阻為2K時(shí)，饋電電流為18 mA，具體如下：A、 供電電源VBat采用-48V；B、 在靜態(tài)情況下（不振鈴、不呼叫），-48V電源通過(guò)繼電器靜合接點(diǎn)至話機(jī)；C、 在振鈴時(shí)，-48V電源通過(guò)振鈴支路經(jīng)繼電器動(dòng)合接點(diǎn)至話機(jī)；D、 用戶掛機(jī)時(shí)，話機(jī)叉簧下壓饋電回路斷開(kāi)，回路無(wú)電流流過(guò)；E、 用戶摘機(jī)后，話機(jī)叉簧上升，接通饋電回路（在振鈴時(shí)接通振鈴支路）回路。2、MH88612C內(nèi)部具有過(guò)壓保護(hù)的功能，可以抵抗保護(hù)TIP- -RING端口間的瞬時(shí)高壓，如結(jié)合外部的熱敏與壓敏電阻保護(hù)電路，則可保護(hù)250V左右高壓。3、振鈴電路可由外部的振

12、鈴繼電器和用戶電路內(nèi)部的繼電器驅(qū)動(dòng)電路以及鈴流電源向用戶饋送鈴流：當(dāng)繼電器控制端(RC端)輸入高電平，繼電器驅(qū)動(dòng)輸出端(RD端)輸出高電平，繼電器接通，此時(shí)鈴流源通過(guò)與振鈴繼電器連接的15端(RV端)經(jīng)TIPRING端口向被叫用戶饋送鈴流。當(dāng)控制端(RC端)輸入低電平或被叫用戶摘機(jī)都可截除鈴流。用戶電路內(nèi)部提供一振鈴繼電器感應(yīng)電壓抑制箝位二極管。4、監(jiān)視用戶線的狀態(tài)變化即檢測(cè)摘掛機(jī)信號(hào)，具體如下：A、用戶掛機(jī)時(shí)，用戶狀態(tài)檢測(cè)輸出端輸出低電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示用戶“閑”； B、用戶摘機(jī)時(shí)，用戶狀態(tài)檢測(cè)輸出端輸出高電平，以向CPU中央集中控制系統(tǒng)表示“忙”；5、在TIPRING端口間

13、傳輸?shù)恼Z(yǔ)音信號(hào)為對(duì)地平衡的雙向語(yǔ)音信號(hào)，在四線VR端與VX端傳輸?shù)男盘?hào)為收發(fā)分開(kāi)的不平衡語(yǔ)音信號(hào)。MH88612C可以進(jìn)行TIPRING端口與四線VR端和VX端間語(yǔ)音信號(hào)的雙向傳輸和2/4線混合轉(zhuǎn)換。6、MH88612C可以提供用戶線短路保護(hù)：TIP線與RING線間，TIP線與地間，RING線與地間的長(zhǎng)時(shí)間的短路對(duì)器件都不會(huì)損壞。7、MH88612C提供的雙向語(yǔ)音信號(hào)的傳輸衰耗均為-dB。該傳輸衰耗可以通過(guò)MH88612C用戶電路的內(nèi)部調(diào)整，也可通過(guò)外部電路調(diào)整；8、MH88612C的四線端口可供語(yǔ)音信號(hào)編譯碼器或交換矩陣使用。由圖1-1可知，本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共有四個(gè)用戶線接口電路，電路的組成與工作

14、過(guò)程均一樣，因此只對(duì)其中的一路進(jìn)行分析。圖2-4是用戶1用戶線接口電路的原理圖： 圖2-4 用戶線接口電路電原理圖為了簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)起見(jiàn)，反映用戶狀態(tài)的信號(hào)一般都是直流信號(hào)，當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，用戶環(huán)路閉合，有用戶線上有直流電流流過(guò)。主叫摘機(jī)表示呼叫信號(hào)，被叫摘機(jī)，則表示應(yīng)答信號(hào)，當(dāng)用戶掛機(jī)時(shí)，用戶環(huán)路斷開(kāi)，用戶線上的直流電流也斷開(kāi)，因此交換機(jī)可以通過(guò)檢測(cè)用戶線上直流電流的有無(wú)來(lái)區(qū)分用戶狀態(tài)。當(dāng)用戶摘機(jī)時(shí)，發(fā)光二極管D10亮表示用戶已處于摘機(jī)狀態(tài)，TP13由低電平變成高電平，此狀態(tài)送到CPU進(jìn)行檢測(cè)該路是否摘機(jī)，當(dāng)檢測(cè)到該路有摘機(jī)時(shí)，CPU命令撥號(hào)音及控制電路送出f=450HZ，U=3V的波形。此時(shí)，在

15、TP12上能檢測(cè)到如圖25所示波形 TP12 0 2VP-P t f = 400450Hz 圖2-5 450Hz撥號(hào)音波形 當(dāng)用戶聽(tīng)到450HZ撥號(hào)音信號(hào)時(shí)，用戶開(kāi)始撥電話號(hào)碼，雙音多頻號(hào)碼檢測(cè)電路檢測(cè)到號(hào)碼時(shí)通知CPU進(jìn)行處理，CPU命令450HZ撥號(hào)音發(fā)生器停止送撥號(hào)音，用戶繼續(xù)撥完號(hào)碼，CPU檢測(cè)主叫所要被叫用戶的號(hào)碼后，立即向被叫用戶送振鈴信號(hào)，提醒被叫用戶接聽(tīng)電話，同時(shí)向主叫用戶送回鈴音信號(hào)，以表示線路能夠接通，當(dāng)被叫用戶摘機(jī)時(shí)，CPU接通雙方線路，通信過(guò)程建立。一旦接通鏈路，CPU即開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)任一方先掛機(jī)，CPU檢測(cè)到后，立即向另一方送忙音，以示催促掛機(jī)，至此，主、被叫用戶一次通

16、信過(guò)程結(jié)束。通過(guò)上述簡(jiǎn)單分析，不難得出各測(cè)量點(diǎn)的波形。TP11：通信時(shí)有發(fā)送話音波形；撥號(hào)時(shí)有瞬間DTMF波形；不通信時(shí)則此點(diǎn)無(wú)波形。TP12：通信時(shí)有接收話音波形：摘機(jī)后撥號(hào)前有450HZ撥號(hào)音信號(hào)；不通信時(shí)則此點(diǎn)無(wú)波形。TP13：摘掛機(jī)狀態(tài)檢測(cè)測(cè)量點(diǎn)掛機(jī)：TP13=低電平。摘機(jī)：TP13=高電平。TP14：振鈴控制信號(hào)輸入，高電平有效。即工作時(shí)為高電平，常態(tài)為低電平。由于4個(gè)用戶線接口電路的測(cè)量點(diǎn)相同，故對(duì)其它三個(gè)用戶線接口電路的測(cè)量點(diǎn)就不一一敘述，波形均相同，即：TP11=TP21=TP31=TP41TP12=TP22=TP32=TP42TP13=TP23=TP33=TP43TP14=T

17、P24=TP34=TP44（二）二四線變換電路在該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，二四線變換由用戶線接口電路中的語(yǔ)音單元電路實(shí)現(xiàn)，圖2-6為電路的功能框圖，該電路完成二線單端之間信號(hào)轉(zhuǎn)換，在MH88612C內(nèi)部電路中已經(jīng)完成了該變換。 T TRR圖2-6 二/四線變換功能框圖二四線變換的作用就是把用戶線接口電路中的語(yǔ)音模擬信號(hào)（TR）通過(guò)該電路的轉(zhuǎn)換分成去話（T）與來(lái)話（R），對(duì)該電話的要求是：1、將二線電路轉(zhuǎn)換成四線電路；2、信號(hào)由四線收端到四線發(fā)端要有盡可能大的衰減，衰減越大越好；3、信號(hào)由二線端到四線發(fā)端和由四線收端到二線端的衰減應(yīng)盡可能小，越小越好；4、應(yīng)保持各傳輸端的阻抗匹配；以便于PCM編譯碼電路形成

18、發(fā)送與接收的數(shù)字信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、參考有關(guān)程控交換原理教材中的用戶線接口電路等單節(jié)，對(duì)照該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電路，了解其電路的組成與工作過(guò)程。2、通過(guò)主叫、被叫的摘、掛機(jī)操作，了解B、R、S等功能的具體作用。六、實(shí)驗(yàn)步驟 1 接上交流電源線。2 將K11K14，K21K24，K31K34，K41K44接2，3腳；K70K75接2，3腳；K60K63接2，3腳。3 先打開(kāi)“交流開(kāi)關(guān)”，指示發(fā)光二極管亮后，再分別按下直流輸出開(kāi)關(guān)J8，J9，此時(shí)實(shí)驗(yàn)箱上的五組電源已供電，各自發(fā)光二極管亮。4 按“復(fù)位”鍵進(jìn)行一次上電復(fù)位，此時(shí)，CPU已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化處理，顯示電路循環(huán)顯示“P”，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5 用戶1，用戶3接上電話單機(jī)。6 用戶電話單機(jī)的直流供電（B）的觀測(cè)。（現(xiàn)以用戶1為例）1） 用戶1的電話處于掛機(jī)狀態(tài)，用三用表的直流檔測(cè)量TP1A，TP1B對(duì)地的電壓，TP1A為48V，TP1B為0V，它們之間電壓差為48V。2） 用戶1的電話處于摘機(jī)狀態(tài)，用三用表的直流檔測(cè)量TP1A，TP1B對(duì)地的電壓，TP1A為10V左右（此時(shí)的電壓與電話的內(nèi)阻抗有關(guān)，所以每部電話