用户线接口电路及二四线变换实验.doc

贵州大学实验报告学院：电气工程学院 专业：电子信息工程 班级：电信45姓名坑爹的大学学号58645645实验组实验时间3013年1月指导教师5555555成绩课程名称硬件描述语言实验项目名称实验二用户线接口电路及二/四线变换实验实验目的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 PBL38710 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工作原理实验要求 按照老师的要求完成实验，编写实验报告实验原理 1、 用户接口电路的作用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模拟用户线接口电路在实现上的最大压力是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击基于实现和应用上的考虑，通常将BORSTCHT功能中过压保护有外接元器件完成，编解码部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC），其余功能由所谓集成模拟SLIC完成在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担，再加上其他一些要求，程控交换机中的用户线接口电路一般要具有B（馈电）、O（过压保护）、R（振铃）、S（监视）、C（编译码）、H（混合）、T（测试）七项功能。

模拟用户线接口电路的功能可归纳成BORSTCHT七种功能，具体含义：（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，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（300HZ~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功能见图2—1。

图1-1模拟用户线接口功能框2．用户线接口电路本实验箱用户线接口电路选用AM79R70集成芯片，它除了具有国际电信联盟组织CCITT为数字程控交换解模拟用户接口所规定的7项功能中的6项即B（馈电）、O（过压保护）、R（振铃）、S（监视）、H（混合）、T（测试）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（编译码由编译码芯片TP3067来完成）此外AM79R70还具有片内铃流放大功能1） 基本特性1） 向用户馈送铃流2） 向用户恒留馈电3） 过压过流保护4） 被叫用户摘机自截铃5） 摘挂机检测和LED显示6） 语音信号的2/4线转换7） 无需耦合变压器8） 体积小及低功耗9） 极少量外围器件10） 封装形式为PLCC32封装图2-2 AM79R70的管脚排列图（2） AM79R70引出端功能说明1脚BGND：电源地;2脚VBAT2：馈电电源2;3脚VCC：正电源;4脚RYOUT2：继电器开关驱动2;5脚RYE：RYOUT1和RYOUT2 的发射极输出;6脚RYOUT1：继电器开关驱动1;7脚B2EN：馈电电源选择管脚;8脚VBAT1：馈电电源2;9脚D1：内部继电器1使能端，低电平有效;10脚E1：该脚输入低电平时，可使/DET输出摘机检测信号； 11脚C3、12脚C2、14脚C1：控制字输入端，通过此端可选择芯片的工作方式;13脚/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;15脚D2：内部继电器2使能端，低电平有效;16脚NC：无连接;17脚RSGH：使用VBAT1馈电时，该端应接下拉电阻以调整开路电压; 18脚RSGL：使用VBAT2馈电时，该端应接下拉电阻以调整开路电压;19脚RDC：直流馈电电阻;20脚AGND/DGND：模拟地/数字地;21脚RSN：模拟话音信号输入端;22脚VNEG：内部负电压稳压器的返回值;23脚VTX：模拟话音信号输出端;24脚RDCR：振铃时的反馈连接点;25脚RINGIN：铃流输入端;26脚HPA：A (TIP)端高通滤波电容;27脚HPB：B(RING) 端高通滤波电容;28脚RTRIP2：振铃电压偏置端;29脚RTRIP1：振铃电压门限设置和滤波管脚;30脚RD：：摘机检测的门限调整和滤波;31脚A (TIP)：接用户线的A (TIP)端;32脚B(RING)：接用户线的B(RING)端。

3) AM79R70的主要功能图3-3是AM79R70内部电路方框图，其主要功能说明如下：图2-3 AM79R70内部电路方框图图2-4 AM79R70内部控制表3．用户接口电路的电路原理图由图1-1可知，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均相同，因此只对其中的一路进行分析图3-5是用户1用户线接口电路的电路原理图图2-5 用户线接口电路原理图4．工作过程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DS1_1亮表示用户已处于摘机状态，TP14由低电平变成高电平，此状态送到FPGA模块进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，FPGA模块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，用户可以拨号码，双音多频号码检测电路检测到号码时通知FPGA模块进行处理，FPGA模块命令450Hz数字拨号音发生器停止送拨号音，用户继续拨完号码，FPGA模块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，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，FPGA模块接通双方线路，通信过程建立。

一旦接通链路，FPGA模块即开始计时，当任意一方先挂机，FPGA模块检测到后，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通过上述简单分析，不难得出各测量点的波形TP12：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TP11：通信时有接收话音波形：摘机后至拨号前有450Hz拨号音信号；不通信时则此点无波形TP13：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TP14：摘挂机状态检测测量点挂机：TP13为低电平；摘机：TP13为高电平由于4个用户线接口电路的测量点相同，故对其它三个用户线接口电路的测量点就不一一叙述，波形均相同5．二\四线变换电路在该实验系统中，二\四线变换由用户线接口电路中的语音单元电路实现，图2-6为电路的功能框图，该电路完成二线–单端之间信号转换，在AM79R70内部电路中已经完成了该变换TTR R图2-6 二/四线变换功能框图二\四线变换的作用就是把用户线接口电路中的语音模拟信号（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：将二线电路转换成四线电路；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；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；应保持各传输端的阻抗匹配，以便于PCM编译码电路形成发送与接收的数字信号。

实验仪器 1．数字程控交换原理实验箱 一台 2．机 四台3．20 MHz 示波器 一台实验步骤1、 试验箱上电，CPU对系统进行初始化处理，液晶显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”2、 将四个用户接上机3、 用户单机的直流供电的观测现以用户1为例）(1)用户1的处于挂机状态，用万用表的直流档测量TP15，TP16对地的电压，TP15为-1.5V，TP16为-24V左右，它们之间电压差约为22V此值只是作为参考，以实验为准)(2)用户1的处于摘机状态，用万用表的直流档测量TP15，TP16对地的电压，TP15为-8V左右，TP16为-15V左右测得的电压与的内阻抗有关，所以每部的测量值不一定相同, 此处只是作为参考3)用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“1234”，使用户1振铃当用户1的振铃时，用示波器观察TP16直流电平为100 m V, TP15直流电平为-48V左右,且叠加有振铃的波形注意：AM79R70振铃时用-48V馈电，而平时用-24V馈电，以降低功耗4、观察二\四线变换的作用。

1)用正常的呼叫方式，使用户1、用户3处于通话状态2)当用户1对着讲话时（或按上的任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号3)当用户1听到用户3讲话时（或用户3按上任意键），用示波器观察TP11上的波形，为语音信号（或双音多频信号），对方不讲话时无信号TP11等图2-7 语音参考波形 (4)用示波器观察TP15不管是用户1讲话还是用户3讲话（或按上的任意键）此测试点都有语音波形（或双音多频信号）5、摘、挂机状态检测的观测5.1当用户1的摘机时，用示波器测量TP14为高电平（4V左右）5.2当用户1的挂机时，用示波器测量TP14为低电平（0V左右）6．被叫话机振铃（R）的观测6.1用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“1234”，使用户1振铃6.2当用户1的振铃时，用示波器观察TP13，振铃时TP13为低电平（0V左右）；不振铃时TP13为高电平（0V左右）七、注意事项当实验过程中出现不正常现象时，请按一下复位键“S1”，以使系统重新启动实验内容1、了解用户线接口电路的组成与工作过程2、通过主叫、被叫的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。

实验数据（1）、当用户1对着讲话时（或按上的任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号（2）当用户1对着讲话时（或按上的任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号（3）用示波器观察TP15不管是用户1讲话还是用户3讲话（或按上的任意键）此测试点都有语音波形（或双音多频信号）。