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1、程控交换原理课程设计说明书程控交换机的用户电路的设计起止日期： 2012 年 12 月 09 日 至 2012 年 12 月 15 日学生姓名 朱榛塬班级通信 093 班学号成绩指导教师 (签字 )计算机与通信学院计算机与通信学院2012 年年 12 月月 15 日日1课题名称课题名称程控交换机的用户电路的设计人人 数数6组组 长长 卢 文同组人员同组人员朱榛塬 龙霖 谢进 伍壁 米京课课题题的的主主要要内内容容和和参参数数一、设计的主要技术参数一、设计的主要技术参数对电路设计中牵涉到的各组件的值进行计算与设计，具体的值在电路的值在电路中已有显示。二、设计任务二、设计任务1）设计馈电电路、混合
2、电路。2）设计过压保护电路。3）设计振铃控制电路。4）设计监视电路、编译码器和滤波。三、设计工作量三、设计工作量完成对元器件的选型和有关集成电路的选用，完成电路的设计、画出相应的电路原理图，结合对程序的设计与编写，对整个设计加以综合分析，找出较佳的方案。具具体体任任务务1、完成基本的用户线接口电路设计以及对接口芯片 MY88622 的功能分析及研究；2、查阅相关资料及指导书以完成设计流程；3、完成对单片 PCM 编译码集成电路 TP3057 的电路的研究设计。时时间间安安排排与与完完成成情情况况12 月 09 日 组员召开研讨会、任务分配、课题理解；12 月 10 日 功能分析、电路设计和实现
3、；12 月 11 日-14 日 各组员设计相应的电路，编写并完成各自的任务；12 月 15 日 总结、书写实验报告；13一、题目名称一、题目名称 程控交换机的用户电路的设计二、题目意义二、题目意义通过对用户线接口电路芯片 MY88622 以及单片 PCM 编译码集成电路 TP3057 的电路组成、使用方法和性能指标的学习，以致设计成用户电路部分，使我们能对程控交换的用户电路工作原理以及用户状态改变的识别原理有更深层的理解和掌握。三、设计原理三、设计原理1 1、用户电路原理、用户电路原理用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）
4、。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，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。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线路中实现的，馈电电压一般是-60V，用户的馈电电流一般是 20mA30mA，铃流是
5、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 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。图一为模拟用户线接口功能框图。1振铃继电器铃流发生器馈电电源模拟用户线过压保护电路测试开关馈电电路混合电路编码器解码器低通平衡网络低通发送码流接收码流(编码信号)b测试总线振铃控制信号用户线 状态信号图一 用户线接口功能框图模拟用户线接口电路的功能可以归纳为 BORSCHT 七
6、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 18m A.（2）过压保护（OOvervoltage protection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。（3）振铃控制（RRinging 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
7、（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。1（6）混合（HHyhird）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（TTest）对用户电路进行测试。2 2、MY88622MY88622 芯片原理及参数芯片原理及参数在本设计系统中，用户线接口电路选用的是MY88622。MY88622是2/4线厚膜混合用户线接口电路。它包含向用户话机恒流馈电、用
8、户端口或局用端口三元件阻抗、用户摘机后自行截除铃流、摘挂机的检测及音频或脉冲信号的检测、无变压器语音信号的2/4线混合转换、外接振铃继电器驱动输出、环路馈电中断。MY88622用户电路的双向传输衰耗均为1dB，供电电源为+ 5 V和5 V，MY88622还将输入的铃流信号放大以达到电话振铃工作的要求，即达到+75V的有效值。其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。（1 1）该电路的特点：）该电路的特点：无变压器2/4 线转换用户环路恒流馈电用户端口或局用端口三元件阻抗摘挂机及拨号脉冲检测铃流继电器驱动环路馈电中断铃流自动截断（2 2）主要技术）主要技术指标：指标：对地不平衡度数 典型60dB(
9、300Hz3400Hz)阻抗特性 A 型为200+560*0.1uFAB 型为200+680*0.1uFC 型为6002 线回损失 30dB衡重噪音 典型值 -75dB传输损耗 A、B 端至VX 端为 -1dB1VR 端至A、B 端为 -1dB馈电功耗 在正常工作时仅为1W，静态时约为50mW正常工作环阻值 1.8K5K（3 3）MY88622MY88622 外形尺寸图外形尺寸图（4 4）引脚说明）引脚说明:引脚号 名 称 说 明1 TF 内部连接,外部不用2 LPGND 环路地及系统相对于Vbat 的地,通常与GNDA 连接3 VR话音接受端(输入),使4 线模拟信号传入SLIC4 LED
10、环路状态LED 显示,低电平有效5 VEE负电源端(-5V)6 GNDA模拟地(0V)7 NC 外部悬空8 Vx 话音发送端(输出),使4 线模拟信号传出SLIC9 TIP 连接电话线T 端10 RING 连接电话线R 端111 RF 铃流回路端,与铃流继电器连接12 VCC 正电源端(+5V)13 RC 铃流继电器控制端(输入),高电平有效14 RD 铃流继电器驱动端,下拉方式工作15 NC 内部连接,外部不用16 RGND 铃流继电器地,与GNDA 连接17 NC 外部悬空18 Vbat 环路馈电电源(-48V)19 NC 内部连接,外部不用20 SHK 摘机检测(输出),高电平有效3 3
11、、PCMPCM 的基本原理的基本原理 抽样值压缩均匀量化编码解码扩张抽样值 发送端接收端信道图二 数字通信示意框图量化是将样值幅度取值连续的模拟信号变成样值幅度取值离散的数字信号。即是将信号的幅度取值限制在有限个离散值上。只要信号的幅值落在某一个量化级内的中间值或起始值来代表信号的量化值。信号的量化方法通常有两种：（1）均匀量化 （1）非均匀量化。非均匀量化的量化间隔是不相等的，大信号区的量化间隔大，小信号区的量化间隔小，即量化间隔V 是不固定的。目前在国际上广泛采用的只有两种：A 律和 u 律。A 律压扩特性是根据非均匀量化的概念推导出来的，它是一个种对数压扩特性，分为两段。其输出 y 与输
12、入 x 的关系为：y=A/(1+lnA)x (0x(1/A)y=(1+lnAx)/(1+lnA) (1/Ax1)101/82/83/84/85/86/87/81yx 输入幅度输出幅度1/211/41/81/161/1281/641/32第8段 7 6 5 43 21图三 A 率压扩特性 13 折线示意图其中常数 A 为压缩系数，表示压缩的程度。A 值不同，压扩特性也就不同，如图所示。A=1，y=x，为一条直线，表示不无压缩，即为均匀量化情况。A 值越大，在小信号处的斜率越大，对提高小信号的信噪比越有利。目前各厂家多采用A=87.6 的压扩特性。扩张特性压缩特性输 出输入输出012345678A
13、 BAB733.67.62537输 入012345678A B3.57.5A0 B00.4 6.50.375 6图四 A 率压扩特性示意图u 律压扩特性是根据三极管的特性而演变的，它也是一种对数压扩特性。其输出 y 和输入 x 的关系式为：y=ln(1+u|x|)/ln(1+u) (0x1)u 为压缩系数，当 u=0 时，相当无压缩。u 越大则压缩效果越明显。早期用1u=100,现在采用 u=255。四路数字电话编译码电路的原理图都是一样的，因此只对其中一路进行说明。图二就是一路的 PCM 编译码电原理框图。SLIC 电路PCM 编译码数字程控交换网络图五 PCM 编译码电原理框图PCM 编译
14、码电路本系统使用 TP3057 来完成。图六 PCM 编译码数字信号波形图（1 1）该电路特点）该电路特点发送高通低通滤波器。接收低通滤波器。RC 噪声滤波器。A 率编码解码。（2 2）技术指标）技术指标内部基准源，内部自零电路。串行 I/O 接口。5V 工作电压。D3/D4 和 CCITT 标准。FSXBCLKXDX8KHz 帧同步信号输入2.048MHz 时钟输入PCM 数字信号输出DRPCM 数字信号输入1低功耗 50MW，自动休眠功能，休眠模式时功耗 3MW。兼容 TTL 和 CMOS 逻辑电平。（3 3）芯片介绍）芯片介绍引脚 名称 说明1 VBB -5V 供电引脚2 GNDA 模拟
15、地3 VFR0 模拟输出端4 VCC 5V 供电引脚 5 FSR 接收帧同步6 DR 接收数据输入 7 BCLKR 接收位时钟 8 MCLKR 接收主时钟9 MCLKX 发送主时钟 10 BCLKX 发送位时钟 图七 TP3057 封装图11 DX 发送数据输 12 FSX 发送帧同步13 /TSX 输出使能 14 GSX 输出增益端15 VFXI- 反相输入端16 VFXI 同相输入端 （4 4）内部结构）内部结构 图八 典型应用电路图1图八是 TP3057 的应用电路图，图九是它的内部结构图。从两图中我们可以看到，信号由输入端输入，经放大以后经由 RC 噪声滤波，带通滤波送给编码部分。编码部分由 S/H DAC、比较器、A/D 控制电路、自归零电路和反馈组成，编码的数据送给发送寄存器保存，发送帧同步信号到来后就由 DX 端输出。输入的 PCM 数据由 DR 端输
