实验二 用户线接口电路实验及二四线变换原理.doc

１０实验二 用户线接口电路实验及二/ 四线变换原理一、实验目的1、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 PBL38772 电路的学习与实验，进一步加深对 BORST 功能的理解3、了解二/四线变换电路的原理二、预习要求认真预习程控交换原理中有关用户线接口电路等章节三、实验仪器仪表1、程控交换系统一台2、单机二台3、20MHZ 示波器一台4、万用表一台四、电路工作过程在现代通信设备与程控交换机中，由于交换网络不能通过铃流、馈电等电流，因而将过去在公用设备（如绳路）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit-SLIC） 任何交换机都具有用户线接口电路根据用户机的不同类型，用户线接口电路（SLIC）或用户环路接口电路可分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种由于实验系统使用的单机为模拟单机，应而选用模拟用户线接口电路，而对数字用户线接口电路不作介绍模拟用户线接口电路在实现上的最大压力上是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈） 、继电器等分立元件构成，随着微电子技术的发展，近十年来在国际上陆续开发多种模拟 SLIC，它们或是采用半导体集成工艺或是采用薄膜、厚膜混合工艺，并已实用化。

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 由所谓集成模拟 SLIC 承接在程控交换机中，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承担完成，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１１B（馈电） ，R（振铃） 、S（监视） 、C（编译码） 、H（混合） 、T （测试） 、O （过压保护）七项功能模拟用户线接口电路的楞能可以归纳为 BORSCHT 七种功能，具体含义是：（1） 馈电（B—Battery feeling）向用户话机送直流电流，通常要求馈电电压为-48 伏或-24 伏，环路电流不小于 18mA2） 过压保护（O—Overvoltage protection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备3） 振铃控制（R—Ringing Control）向用户话机馈送铃流，通常为25HZ/90Vrms 正弦波。

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（300H Z—3400HZ）带宽，编码速率为 64kb/s6） 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模拟用户线接口电路的产品品种很多，在本实验系统中，用户线接口电路选用的是 PBL38772它包含向用户话机馈电、监视、混合、环路状态检测等功能单元以及双端——单端变换话音网络PBL38772 的引脚功能图如表 2-1 所示引脚封装见图 2-1表 2-1 引出端符号说明引出端号符号贴片（SOLC） 说明BW 1 封装引脚BW 2 封装引脚BW 3 封装引脚HP 4 在这个脚和 TIPX 脚之间接一电容，用以隔离模拟地和数字地BGND 5 电源地，和模拟地连在一起RINGX 6 二/四线接口，有过压保护电路TIPX 7 二/四线接口，有过压保护电路VTBAT 8接-24V 电源，为 RINGX 和 TIPX 提供环路电流VBAT 9 接-80V 电源，提供铃流电压VTB 10 芯片内部基准电压LP 11 在此脚和 VTBAT 脚之间连接一电容，消除噪声SPR 12 静态极性转换１２BW 13 封装引脚BW 14 封装引脚CRING 15 通过一电容与模拟地相连，产生铃音所需REF 16 通过一个 15K 电容与模拟地相连，设定芯片参考电流PLC 17 可编程线电流，通过一电容与模拟地相连， PRT 18 通过一电阻与模拟地相连,可编程PLD 19 可编程环流检测门限VCC 20 接+5V 电源C3 21 数字输入，控制芯片状态C2 22 数字输入，控制芯片状态C1 23 数字输入，控制芯片状态DET 24 状态检测VR 25 铃音信号输入脚AGND 26 模拟地RSN 27 接收电流输入VTX 28 发送电压输出图 2-1 PBL38772 管脚分配图 线路功能介绍PBL38772 是用户线接口电路（SLIC） ，用于提供二线线和局或PBX 四线一侧之间的接口，功耗低、成本低、性能好。

具有 BORSCHT 的绝大多数功能，特别是：1. 具有振铃插入，振铃检测功能能够取得和控制铃音信号2. 在芯片激活状态下，提机的时候电源功耗小3. 在铃音电压 VBAT（-80V）和话音电压 VTBAT（-24V）之间可以自动转换4. 铃声门限可编程PBL38772 不具备语音信号的编码解码功能，必须由外部电路提供１３ 芯片工作状态介绍PBL38772 中有四个逻辑接口 C3、C2 、C1、DET 其中 C3、C2、C1为数字输入，通过控制系统向这三个引脚中输入高或低电平来使芯片工作在不同的状态DET 是状态检测脚其状态表如 2-2表 2-2 状态输出真值表状态 C3 C2 C1 芯片工作状态 DET 状态0 0 0 0 TIPX 和 RINGX 开路 高1 0 0 1 振铃 低2 0 1 0 激活 低3 0 1 1 激活、测试线电流 脉冲4 1 0 0 不工作5 1 0 1 激活、地缺省测试 高6 1 1 0 激活、极性转换 低7 1 1 1 激活、极性转换、测试 高 应用电路PBL38772 的基本应用电路如图 2-2 所示图 2-2 应用电路图用户线接口电路大体上有以下功能：（1）向用户话机供电，供电电源采用-24V，回路供电电流大约为11~15mA，用户提机的时候提供馈电，挂机的时候不提供馈电。

１４（2）监视用户线的状态变化即检测摘挂机信号，具体如下：A、 用户挂机时，用户状态检测输出端 DET 输出高电平，以向 CPU 中央集中控制系统表示用户“闲” ；B、 用户摘机时，用户状态检测输出端 DET 输出低电平，以向 CPU 中央集中控制系统表示“忙” ；（3）接受用户电路发送的 DTMF 双音多频信号，以送给 CPU 中央集中控制系统检测识别被叫用户的号码4）向用户送振铃信号，具体如下：A、 振铃（且用户不摘机时）振铃信号能送到话机上，并能使用户状态检测输出端送出低电平给 CPU 中央集中控制系统，以示用户未应答；B、 振铃时用户摘机，则用户状态检测输出端通送出高电平，表示用户已应答，此时 CPU 中央集中控制处理系统应立即送出一信号给振铃控制电路，以便迅速切断铃流信号，以接通主、被 叫用户的通路，使之通信建立；C、 保护内部电路，使之免受外线过压过流的袭击本实验系统共有四个用户线接口电路，电路的组成与工作过程的均一样，因此只对其中的一路进行分析，图 2-3 是一号机用户线接口电路的电路原理图图 2-3 用户 1 接口电路原理图在实际应用中，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在用户模块 1 中，在芯片没有被激活的情况下，用户提机时，发光二极管不亮，在芯片激活的情况下，当用户摘机时，发光二极管 D104 亮表示用户已１５处于摘机状态，U102 的 24 脚由高电平变成低电平，此状态送到控制系统进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，CPU 再进行下一步处理在此时用机拨号，用示波器可以在 AX1 孔中检测到信号PBL38772 集成了振铃的插入和解脱控制，当用户有人呼叫时，需给话机提供一个振铃信号（25H Z/80V） ，使振铃，当被叫用户摘机后，电路自动切断振铃信号，接通话路信号，由于控制电路中全是低压数字信号，所以该功能也是由用户线接口电路来完二\四线变换的作用就是把用户线接口电路中的话音模似信号（ TR）通过该电路的转换分成去话（T）与来话（R） ，对该电路的要求是：1、将二线电路转换成四线电路；2、信号由四线收端到四线发端要有尽可能大的衰减，衰减越大越好；3、信号由二线端到四线发端和由四线收端到二线端的衰减应尽可能小，越小越好；4、应保持各传输端的阻抗匹配；五、实验内容1、参考有关程控交换原理教材中的用户线接口电路等章节，对照该实验系统中的电路，了解其电路的组成与工作过程。

2、通过机的摘、挂机操作，了解 B、R、S 等功能的具体作用3、了解振铃插入、振铃解脱的工作原理4、了解二到四线转换器的工作原理六、实验步骤1、 将一单机连接到用户接口模块一的接口 J1012、 观察和测量 打开系统电源，按实验箱键盘上的“2”键，激活芯片 ，分别观察挂机和摘机两种情况下发光二极管是 D104发光还是不发光； 在用户 1 挂机的情况下，再按键盘的“2”键一次，给用户 1 送振铃音，听振铃音并观察发光二极管 D104 的发光情况，提机后在听话筒并观察发光二极管D104 的发光情况，若用户 1 提机或者停送振铃音；3、按“F ”键结束实验返回主菜单七、实验注意事项1、当实验过程中出现不正常现象时，请按一下 ARM 板上的“复位”键 2、由于振铃信号的电压为 80V，在送振铃音时一定要确保 1 挂机，在拿起后要立即听送振铃音八、实验报告要求1、画出本次实验电路方框图，并能说出其工作过程2、整理在实验过程中记录的各种数据，并对它们进行分析，根据电路工作原理１６写出各种状态出现的原因，并将它们列表。