实验报告材料.docx
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实验报告材料
实验一用户线接口模块实验
一、实验目的
1、了解用户接口电路功能（BORST）和作用。
二、实验内容
1、测量摘挂机工作电平和显示。
2、测量用户接口的馈电功能。
3、测量用户接口的振铃功能。
三、实验仪器
1、主控&信号源、1号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
4、电话机两个
四、实验原理
1、用户线接口电路工作原理
用户线接口电路（SubscriberLineInterfaceCircuit—SLIC）有时也可以简称为用户电路，任何交换机都具有用户线接口电路。
根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（SLIC）分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。
模拟用户线接口电路应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去一般采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成。
在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHCT功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC），其余功能由集成模拟SLIC完成。
在布控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一般是-60V，用户的馈电电流一般是20mA～30mA，铃流是25Hz、90V左右，而在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来完成，再加上其它一些要求，程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B（馈电），R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）、O（过压保护）七项功能。
模拟用户接口电路功能框图
模拟用户线接口电路的功能可以归纳为BORSCHT七种功能，具体含义是：
（1）馈电（B-Batteryfeeling）向用户话机送直流电。
通常要求馈电电压为—48伏或—24伏，环路电流不小于18mA；
（2）过压保护（O—Overvoltageprotection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。
（3）振铃控制（R—RingingControl）向用户话机馈送铃流；
（4）监视（S-Supervision）监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以送往控制网络和交换网络；
（5）编解码与滤波（C-CODEC/Filter）在数字交换中,它完成模拟话音与数字编码间的转换。
通常采用PCM编码器（Coder）与解码器（Decoder）来完成,，统称为CODEC。
相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路（300Hz-3400Hz）带宽，编码速率为64kb/s；
（6）混合（H—Hyhird）完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送，接收数字四线单向信号之间的连接。
过去这种功能由混合线圈实现，现在改为集成电路，因此称为“混合电路”；
（7）测试（T—Test）对用户电路进行测试。
2、实验系统说明
本实验系统主要采用SHL6012用户接口电路和W681512编译码芯片。
SHL6012用户电路完成馈电、馈铃、反极及其切换控制，摘挂机检测，二/四线变换等一系列功能。
W681512芯片完成PCM编译码功能，这里不具体描述。
1号模块用户接口模块的相关测试点如下：
TIP-A和RING-A：
甲方一路用户的二线端口测试点。
音频接口1（TH5）：
甲方一路的四线端的发话测试点。
音频接口2（TH6）：
甲方一路的四线端的收话测试点。
TIP-B和RING-B：
甲方二路用户的二线端口测试点。
音频接口1（TH1）：
甲方二路的四线端的发话测试点。
音频接口2（TH2）：
甲方二路的四线端的收话测试点。
五、实验步骤
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块1：
一路音频接口1（TH5）
模块1：
二路音频接口2（TH2）
将两路话音信号进行人工交换连接
模块1：
二路音频接口1（TH1）
模块1：
一路音频接口2（TH6）
2、将2部电话分别接入至1号模块的用户接口一和用户接口二的电话插座。
3、开电，单击主控模块的“主菜单”按键，再调节“选择/确认”电位器，选择并设置【程控交换】，进入程控交换实验管理界面。
（1）选择【3、交换方式】，并进入【1、人工交换】。
（2）此时程序交换系统初始状态为：
人工交换方式，甲方一路号码8700，甲方二路号码8701，正常时电话双方应能互相呼叫通话。
4、功能测试。
（1）摘挂机状态测试：
先将甲方一路话机放置于挂机状态，用示波器观测摘挂机状态测试点TP10（摘机测试-A），此时摘机测试-A应为高电平，用户接口1的摘挂机指示灯应为灭。
再将甲方一路话机摘机，用示波器观测摘挂机状态测试点TP10（摘机测试-A），此时摘机测试-A应为低电平，用户接口1的摘挂机指示灯应为亮。
同理，观测甲方二路话机的摘挂机状态。
注意：
观测时应将示波器设置为直流耦合。
（2）馈电功能测试：
话机摘机后听到拨号音时可拨号，表明用户接口模块已想电话机供电。
用示波器观测TIP-A、RING-A上直流电压的变化情况，测量是可以观察TIP-A、RING-A的绝对电平变化，也可以用示波器的反向相加功能测量二者的差值变化；记录测量结果。
注：
当用示波器的一个探头测量TIP-A、RING-A二者的差值变化时，另一个探头的地线夹不可以接实验设备中模块的GND共地测试点，因为示波器两个探头的地线是连通的。
（3）振铃功能测试：
甲方二路话机摘机，拨号码8700，则甲方一路话机处于振铃状态。
观测此时甲方一路的TIP-A、RING-A波形。
六、实验报告
1、整理实验测试数据，自行绘制实验表格，概述用户接口的主要功能。
2、测试其他用户接口的相关功能。
实验二信令信号的产生与观测
一、实验目的
1、了解常用的几种信令信号音。
2、了解呼叫过程中铃流发生的工作过程。
二、实验内容
1、测量拨号音、回铃音、忙音以及铃流控制信号的波形。
2、观测呼叫过程中铃流信号工作过程。
三、实验仪器
1、主控&信号源、1号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
4、电话机两个
四、实验原理
1、信令信号
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，必须首先向交换机提供一个信号，能让交换机识别并准备好有关设备，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，还需要交换机向用户传送信号，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。
（1）各种可闻信号：
一般采用频率为500Hz（或者450Hz）的交流信号。
（本实验系统采用500Hz交流信号）例如：
拨号音：
（Dialtone）连续发送的500Hz信号；
回铃音：
（Echotone）1秒送，4秒断的5秒断续的500Hz信号；
忙音：
（busytone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号；
催挂音：
连续发送响度较大的信号与拨号音有明显区别。
（2）振铃信号（铃流）一般采用频率为25Hz，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。
2、实验系统说明
本实验系统中信令音产生单元产生的信令信号。
这些信号输出测试点为：
拨号音（TP7）：
信令音产生单元的拨号音输出测试点。
回铃音（TP5）：
信令音产生单元的回铃音输出测试点。
忙音（TP6）：
信令音产生单元的忙音输出测试点。
注：
拨号音（TP7）、回铃音（TP5）和忙音（TP6）测试点的波形不受电话呼叫接续控制。
根据呼叫过程中的不同状态，程控交换系统的控制单元调用各种信令音信号，送至用户的二线接口上，即测试点TIP-A和RING-A（以甲方一路为例）。
五、实验步骤
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块1：
一路音频接口1（TH5）
模块1：
二路音频接口2（TH2）
将两路话音信号进行人工交换连接
模块1：
二路音频接口1（TH1）
模块1：
一路音频接口2（TH6）
2、将2部电话分别接入至1号模块的用户接口一和用户接口二的电话插座。
3、开电，单击主控模块的“主菜单”按键，再调节“选择/确认”电位器，选择并设置【程控交换】，进入程控交换实验管理界面。
（1）选择【3、交换方式】，并进入【1、人工交换】。
（2）此时程序交换系统初始状态为：
人工交换方式，甲方一路号码8700，甲方二路号码8701，正常时电话双方应能互相呼叫通话。
4、功能测试。
（1）观测信令信号产生单元的几种基本信令音：
用示波器分别观测并记录1号模块上的“拨号音”、“回铃音”和“忙音”测试点，了解各测试点波形的特征。
（2）观测电话呼叫接续过程中各种信令音的控制情况。
拨号音检测：
将示波器探头接1号模块上甲方一路的TIP-A（TP12）测试点；将甲方一路8700话机摘机，此时话机听筒内传出的声音即为拨号音，记录此时TIP-A测试点的波形，并对照“拨号音”波形。
注意：
示波器设置为交流耦合。
回铃音检测：
用甲方一路话机拨号甲方二路8701，此时甲方一路话机听筒内拨号音停止，等待系统收号处理直至甲方二路振铃，此时话机听筒内传出的声音即为回铃音，记录此时TIP-A测试点的波形，并对照“回铃音”波形。
忙音检测：
当主叫摘机后长时间无拨号、拨空号或者被叫话机忙时，主叫话机听筒内传出的声音即为忙音。
将甲方一路话机摘机，不拨号，等待一段时间（可以在菜单【系统设置】中查看和设置系统当前久不拨号的时间），待忙音出现后，记录TIP-A测试点的波形，并对照“忙音”波形。
振铃铃流信号检测：
将甲方二路话机摘机，拨打8700，则甲方一路话机振铃。
此时用示波器观测TIP-A，即为振铃铃流。
5、有兴趣的同学可以更换其它话机用户进行测试。
测试点
波形
拨号音信号
回铃音信号
忙音信号
振铃铃流控制信号
六、实验报告
1、画出各测试点波形，并分析其波形特性、区别和作用。
实验三双音多频（DTMF）接收与检测
一、实验目的
1、了解电话号码在程控交换系统中的发送和接收方法。
2、了解DTMF双音多频信号
3、观测电话机发送的DTMF信号及译码显示。
二、实验内容
1、观测DTMF信号的波形，记录按键对应的频率特性。
2、观测DTMF信号的译码显示。
三、实验仪器
1、主控&信号源、1号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
4、电话机两个
四、实验原理
1、双音多频DTMF
双音多频DTMF（DualToneMulti-Frequency）信令，逐渐在全世界范围内使用在按键式电话机上，因其提供更高的拨号速率，迅速取代了传统转盘式电话机使用的拨号脉冲信令。
近年来DTMF也应用在交互式控制中，诸如语言菜单、语言邮件、电话银行和ATM终端等。
通过软件产生与检测DTMF信令，是一项较有价值的工程应用。
DTMF编解码器在编码时将击键或数字信息转换成双音信号并发送，解码时再收到的DTMF信号中检测击键或数字信息的存在性。
电话机键盘上每一个键通过下图所示的行频和列频唯一确定。
DTMF的编解码方案无需过多的计算量，可以很容易的在系统里与其他任务并发执行。
一个DTMF信号由两个频率的音频信号叠加构成，这两个音频信号的频率分别来自两组预定义的频率组：
行频组和列频组。
每组分别包括4个频率，分别抽出一个频率进行组合就可以组成16种DTMF编码，分别记作0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、#、A、B、C、D。
DTMF信号的行频组和列频组
2、实验系统说明
音频接口1（TH5）：
甲方一路的四线端的发话测试点。
音频接口2（TH6）：
甲方一路的四线端的收话测试点。
音频接口1（TH1）：
甲方二路的四线端的发话测试点。
音频接口2（TH2）：
甲方二路的四线端的收话测试点。
发光二极管D11、D10、D9、D8：
DTMF检测指示灯
五、实验步骤
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块1：
一路音频接口1（TH5）
模块1：
二路音频接口2（TH2）
将两路话音信号进行人工交换连接
模块1：
二路音频接口1（TH1）
模块1：
一路音频接口2（TH6）
2、将2部电话分别接入至1号模块的用户接口一和用户接口二的电话插座。
3、开电，单击主控模块的“主菜单”按键，再调节“选择/确认”电位器，选择并设置【程控交换】，进入程控交换实验管理界面。
（1）选择【3、交换方式】，并进入【1、人工交换】。
（2）此时程序交换系统初始状态为：
人工交换方式，甲方一路号码8700，甲方二路号码8701，正常时电话双方应能互相呼叫通话。
4、功能测试。
（1）将示波器探头接至1号模块的一路音频接口1（TH5），即甲方一路的DTMF双音多频信号输出点。
在话机未进行拨号时，观察此时音频接口1（TH5）的波形，并记录1号模块上DTMF检测指示灯D11、D10、D9、D8的显示情况，即DTMF译码显示。
（2）将甲方一路话机摘机，并按住号码键“1”不放，观察此时音频接口1（TH5）的波形；再用频谱分析仪或者用数字示波器的FFT功能，观测并记录话机按键“1”的DTMF信号的频谱特性。
同时，记录此时DTMF检测指示灯D11、D10、D9、D8的显示情况。
测试后，将话机置于挂机状态。
（3）同步骤
（2）一样，依次再观测和记录话机的按键“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“7”、“8”、“9”、“0”、“*”、“#”的DTMF双音多频信号，以及DTMF检测指示灯的显示情况。
（4）整理数据，填入下表。
话机按键
双音多频信号频谱
DTMF检测（8421码）指示灯
D11、D10、D9、D8的亮/灭显示情况
fL（Hz）
fH（Hz）
D11
D10
D9
D8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
*
#
（5）有兴趣的同学可以再按照上述步骤观测甲方二路话机的DTMF双音多频信号，测试点为音频接口1（TH1）。
六、实验报告
1、整理实验数据。
实验十一人工模拟话务台实验
一、实验目的
1、了解早期交换系统中人工交换的基本原理。
二、实验内容
1、选择人工交换方式，进行两部话机通话实验。
2、观测和记录人工交换网路的输入和输出测试点波形。
三、实验仪器
1、主控&信号源、1号、1A号、19号、20号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
4、电话机两个
四、实验原理
1、简单的人工交换过程概述
我们知道，电话机之间用一对导线连接起来就能实现两个用户的通话。
若用户超过两个，要实现任意两路用户之间的通话时，就要解决“交换”问题。
早期实现电话交换的办法是：
将每个用户话机用一对导线连接到一个各用户共同使用的交换设备上，该交换设备所处位置应在各用户分布的中心，这样使用户连接到交换设备的导线总长度最短；由话务员在交换设备上手动完成用户之间的话音连接。
当用户摘机呼叫时，交换设备面板上能显示出该用户的呼叫信号。
话务员的眼睛经常在扫视交换机面板上有无用户呼叫信号出现，当出现呼叫信号后，该话务员立即将一条线路的一端插入该用户塞孔并通过话机询问该用户所要的被叫号码。
当话务员得知被叫号码后，即将该线路的另一端插入被叫塞孔，并向被叫振铃，当被叫闻铃响摘机后，话机双方即可通话。
在该对用户通话期间，话务员可为其他用户的呼叫服务，并监视正在通话的用户是否已经通话完毕挂机，若发现已挂机就立即拆线，将原来的线路拔出。
2、本系统中人工模拟话务台
本系统人工交换模拟话务台中，话务员只负责话音信号的交换，信令音信号由系统自身进行处理。
实验连线框图
当用户摘机呼叫时，由主控模块液晶屏显示出该用户的呼叫号码。
收号处理由系统内部完成，并向被叫方发出振铃。
此时需要话务员进行的操作是，将两部话机的话路单元连通，如图中所示，将甲方一路话机的发话输出端音频接口1连接至甲方二路的收话输入端音频接口2，将甲方一路话机的收话输入端音频接口2连接至甲方二路的发话输出端音频接口，从而完成甲方一路和甲方二路的话路交换。
被叫闻铃响后，摘机即可进行通话。
五、实验步骤
1、将2部电话分别接入至1号模块的用户接口一和用户接口二的电话插座。
2、开电，单击主控模块的“主菜单”按键，再调节“选择/确认”电位器，选择并设置【程控交换】，进入程控交换实验管理界面。
（1）选择【3、交换方式】，并进入【1、人工交换】。
（2）此时程序交换系统初始状态为：
甲方一路号码8700，甲方二路号码8701。
3、测试话路未接通时两部电话的通话情况：
（1）甲方一路摘机，拨打8701，呼叫甲方二路，甲方二路振铃后摘机。
从甲方一路传话，测试此时甲方二路是否能听到声音。
（2）按住甲方一路话机的按键“1”不放，用示波器观测甲方一路发话观测点，即1号模块的一路音频接口1（TH5）；再用示波器观测甲方二路收话观测点，即1号模块的二路音频接口2（TH2）；查看甲方二路是否收到甲方一路的话音信号。
4、测试人工接通话路时两部电话的通话情况：
（1）按表格所示，手动进行话路交换，从而模拟“话务员”人工交换。
源端口
目的端口
连线说明
模块1：
一路音频接口1（TH5）
模块1：
二路音频接口2（TH2）
将两路话音信号进行人工交换连接
信号1：
二路音频接口1（TH1）
模块1：
一路音频接口2（TH6）
（2）再测试此时甲方一路和甲方二路之间是否能正常通话。
（3）用示波器观测话机的发话测试点和收话测试点波形。
5、同理，尝试将1A号模块的话机融入交换系统进行连接并通话。
六、实验报告
1、整理实验结果，总结人工交换实验过程。
实验十二空分交换的过程与分析
一、实验目的
1、了解和掌握空分交换网络的基本原理。
2、了解MT8816模拟交换矩阵，熟悉空分交换网络的工作过程。
二、实验内容
1、选择空分交换方式，甲方一路话机呼叫甲方二路话机，并通话。
2、观测和记录空分交换网路的输入和输出测试点波形。
三、实验仪器
1、主控&信号源、1号、1A号、19号、20号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
4、电话机两个
四、实验原理
1、空分交换原理框图
空分交换网络架构框图
2、空分交换网络架构框图说明
如框图所示，空分交换网络主要由话路单元和控制单元两大部分组成。
其中，话路单元由用户接口电路、空分交换网络以及信令音信号产生电路和供电系统等电路组成。
在实验系统中，空分交换网络采用的是8×16模拟交换矩阵MT8816芯片，交换网络控制电路则由可编程器件构成，根据话机用户呼叫情况，参照MT8816的地址接续表，控制模拟交换矩阵中对应交叉点的闭合，从而完成模拟语音信号的空分交换。
3、实验连线框图
实验连线框图
4、连线框图说明
如实验连线框图所示，两部话机分别接至用户接口的话机插座中。
1号模块完成模拟用户接口功能，20号模块的MT8816完成话路空分交换。
通过主控模块菜单中选择空分交换功能完成实验。
（1）空分交换网络中输入信号测试点如下：
甲方一路输入（TH1）：
甲方一路话机的话音信号发送端。
甲方二路输入（TH3）：
甲方二路话机的话音信号发送端。
乙方一路输入（TH5）：
乙方一路话机的话音信号发送端。
乙方一路输入（TH7）：
乙方一路话机的话音信号发送端。
（2）空分交换网络中输出信号测试点如下：
甲方一路输出（TH2）：
甲方一路话机的话音信号接收端。
甲方二路输出（TH4）：
甲方二路话机的话音信号接收端。
乙方一路输出（TH6）：
乙方一路话机的话音信号接收端。
乙方一路输出（TH8）：
乙方一路话机的话音信号接收端。
5、MT8816芯片
芯片MT8816是8×16模拟交换矩阵。
如下图所示，芯片MT8816内含7~128线地址译码器、控制锁存器以及8*16交叉点开关阵列。
MT8816功能结构及管脚排列图
（1）管脚简要说明
COL0～COL7：
列输入\输出，开关阵列8路列输入或输出。
ROW0～ROW15：
行输入\输出，开关阵列16路列输入或输出。
ACOL0～ACOL2：
列地址码输入，对开关阵列进行列寻址。
AROW0～AROW3：
行地址码输入，对开关阵列进行行寻址。
ST：
选通脉冲输入，高电平有效，使地址码与数据得以控制相开关的通、断。
在ST上升沿前，地址必须进入稳定态；在ST下沿处，数据也应该是稳定的。
DI：
数据输入，若DI为高电平，不管CS处于什么电平，均将全部开关置于截止状态。
RESET：
复位信号输入，若为高电平，不管CS处于什么电平，均将全部开关置于截止状态。
CS：
片选信号输入，高电平有效。
VDD：
正电源，电压范围为4.5～13.2V。
VEE：
负电源，通常接地。
VSS：
数字地。
（2）MT8816工作原理说明
芯片MT8816有8条列线（COL0～COL7）和16条行线（ROW0～ROW15），形成一个模拟交换矩阵。
行和列可以通过任意一个交叉点接通。
芯片有保持电路功能，可以保持任一交叉点处于接通状态，指导出现下一个信号为止。
CPU可以通过地址线ACOL0～ACOL2和数据线AROW0～AROW3进行控制盒选择需要连通的交叉点号。
ACOL3～ACKL0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是不编码的，某一条AROW7线为“1”，控制相应的ROWi以接通有关的交叉点。
例如要接通L1和J0之间的交叉点。
这时一方面向ACOL0～ACOL12。
送001，另一方向面向AROW3送“1”。
当送出地址启动门ST时，就可以将相应交叉点接通了，图中还有一个端子叫“CS”的片选端。
当CS为“1”时，全部交叉点就打开了。
综上所述，该电路是由7～128线地址译码器，128位控制数据锁存器与8×16开关阵列组成，在电路处于正常开、关工作状态下，CS应为高电平，RESET为低电平，地址码输入选择锁存单元及开关阵列对应的交叉点处于开的状态，这样数据DI在ST下降沿时刻被异步写入锁存单元，并控制所选交叉点开关的通、断，若DI为低电平，则开关截止。
其地址译码真值表如下表所示。
（3）MT8816地址译码真值表
ACOL2
ACOL1
ACOL0
AROW3
AROW2
AROW1
AROW0
选择开关电路
L
L
L
L
L
L
L
ROW0-COL0
L
L
L
L
L
L
L
ROW1-COL0
L
L
L
L
L
H
L
ROW2-COL0
L
L
L
L
L
H
H
ROW3-COL0
L
L
L
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