《《程控交换原理》实验指导书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《程控交换原理》实验指导书（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验五双音多频 DTMF 接收实验一实验目的1了解电话号码双音多频信号在程控交换系统中的发送和接收方法。2熟悉该电路的组成及工作过程。二预习要求1认真预习有关双音多频等相关内容。三实验仪器1程控交换实验箱一台2电话单机两台320MHz 示波器一台四实验原理1双音多频拨号简单介绍在电话单机中，有两种拨号方式，即脉冲拨号和双音多频拨号。双音多频拨号方式中的双音多频是指用两个特定的单音频信号的组合来代表数字或功能，两个单音频的频率不同，所代表的数字和功能也不同，在双音多频电话机中有16 个按键，其中有10 个数字键 09，6 个功能键 * 、#、A、B、C、D，按照组合的原理，它必须有8 种不同的单
2、音频信号，由于采用的频率有8 种，故又称之为多频，又因以8 种频率中任意抽出2 种进行组合，又称其为8 中取 2 的编码方式。根据 CCITT 的建议，国际上采用697Hz、 770Hz、 852Hz、 941Hz、 1209Hz、1336Hz、1477Hz 和1633Hz，把这 8 种频率分成两个群，即高频群和低频群，从高频群和低频群中任意各抽出一种频率进行组合，共有16 种不同组合，代表16 种不同数字或功能，见表5-1。表 5-1 1209 1336 1447 1633 697 1 2 3 A 770 4 5 6 B 852 7 8 9 C 941 * 0 # D 表中 *、 # 键作特
3、殊功能用（如闭音、重发）等，A、B、C、D留作它用。例如拨数字号码“8” ，则发双音多频信号频率为fH=1336Hz、fL=852Hz。双音多频，简写DTMF （DTMF=Dual Tone Multifrequency）DTMF 发送器的原理与构成如图5-1 所示，它主要包括：1.1 晶体振荡器外接晶体（通常采用3.579545MHz）与片内电路构成振荡器，经分频产生参考信号。1.2 键控可变时钟产生电路它是一种可控分频比的分频器，通常由n 级移位寄存器与键控反馈逻辑单元组成。1.3正弦波产生电路它由正弦波编码器与D/A 变换器构成，通常，可变速时钟高频数字 低频1 图 5-1 一个典型的D
4、TMF 发送电路原理框图信号先经5 位移位寄存器，产生一组5 位移位代码，再由可编程逻辑阵列（PLA ）将其转换成二进制代码， 加到 D/A 变换器形成台阶型正弦波。显然台阶的宽度等于时钟频率的倒数，这样形成的正弦波信号频率必然对应时钟的速率和按键的号码。1.4 混合电路将键盘所对应产生的行、列正弦波信号 （即低、 高群 fL、fH）相加、混合成双音信号输出。1.5 附加功能单元， 如有时含有单音抑制，输出控制 （禁止）、双键同按无输出等控制电路。DTMF 发送器按输入控制方式可分为键盘行列控制和BCD接口控制两种。 它们的控制部分真值表分别示于表5-2 、表 5-3。表 5-2 键盘控制接口
5、功能真值表输入行列R1 R2 R3 R4 C1 C2 C3 C4 发送fL（Hz）697 770 852 941 频率fH（Hz）1209 1336 1477 1633 表 5-3 BCD 码控制接口功能真值表BCD 码 输 入发 送 频 率D1 D2 D3 D4 fL（Hz）fH（ Hz）0 0 0 0 941 1336 0 0 0 1 697 1209 0 0 1 0 697 1336 0 0 1 1 697 1477 0 1 0 0 770 1209 0 1 0 1 770 1336 0 1 1 0 770 1477 0 1 1 1 852 1209 1 0 0 0 852 1336 1
6、 0 0 1 852 1477 A 6 1 2 3 4 5 B 7 8 9 # 0 * D C 可变速行时钟产生可变速列时钟产生时钟产生列正弦波形成行正弦波形成DTMF 信 号（输入控制）(C1C4)(R1R4)fHfL2 2双音多频接收电路图 5-2 典型 DTMF接收器原理框图DTMF接收器包括DTMF 分组滤波器和DTMF 译码器， 其基本原理如图5-2 所示。 DTMF接收器先经高、低频组带通滤器进行fL/fH区分，然后过零检测、比较，得到相应于DTMF的两路fL、fH信号输出。该两路信号经译码、锁存、缓冲，恢复成对应于16 种 DTMF 信号音的4 比特二进制码（D1D4） 。图 5
7、-3 MT8870 芯片及管脚排列图在本实验系统电路中，DTMF 接收器采用的是MT8870芯片。图 5-3 是该芯片的管脚排列图。2.1 该电路的基本特性2.1.1提供 DTMF 信号分离滤波和译码功能，输出相应16 种 DTMF 频率组合的4 位并行二进制码。2.1.2可外接 3.579545MHz晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。2.1.3具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。2.1.4二进制码为三态输出。2.1.5提供基准电压（VDD2）输出。2.1.6电源 +5V 2.1.7功耗 15mw 2.1.8工艺 CMOS 2.1.9封装 18引线双列直插2.2 管脚简要说明引出端符
8、号说明1、 2脚 IN+、IN-：运放同、反相输入端，模拟信号或DTMF 信号从此端输入。3 脚 FB ：运放输出端，外接反馈电阻可调节输入放大器的增益。信号输入过零检测器过零检测器高频组带通滤波器低频组带通滤波器码变换锁存与缓冲输入电路3 4 脚 VREF ：基准电压输出。5、 6脚 IC：内部连接端，应接地。7、 8脚 OSC1、OSC0 ：振荡器输入、输出端，两端外接3.579545MHz 晶体。9 脚 Vcc：接正电源，通常接+5V。10 脚 EN ：数据输出允许端，若为高电平输入，即允许D01 D04输出，若为低电平输入，则禁止 D01 D04输出。11、14 脚 D01D04：数据
9、输出，它是相应于16 种 DTMF信号（高，低单音组合）的4 位二进制并行码，为三态缓冲输出。15 脚 CID：延迟控制输出，当一有效单音对被接收，CI 超过 VTSt，输出锁存器被更新，则CID 为高电平，若CI 低于 VTSt，则 CID 返至低电平。16 脚 EC0：初始控制输出，若电路检测出一可识别的单音对，则此端即变为高电平，若无输入信号或连续失真，则EC0返回低电平。17 脚 CIGT：控制输入，若此输入电压高于门限值VTSt，则电路将接收DTMF单音对，并锁存相应码字于输出，若输入电压低于VTSt，则电路不接收新的单音对。18 脚 VSS ：接负电源，通常接地。3电路的工作原理它
10、完成典型DTMF 接收器的主要功能：输入信号的高、 低频组带通滤波、 限幅、频率检测与确认、译码、锁存与缓冲输出及振荡，监测等，具体说就是DTMF 信号从芯片的输入端输入，经过输入运放和拨号音抑制滤波器进行滤波后，分两路分别进入高、低频组滤波器以分离检测出高、低频组信号。如果高、低频组信号同时被检测出来，便在EC0输出高电平作为有效检测DTMF 信号的标志；如果 DTMF 信号消失，则EC0即返至低电平，与此同时EC0通过外接R向 C充电，得到CI，GT 。 （通常此两端相短接）积分波形，如图5-4 所示，若经tGTP延时后， CI，GT 。电压高于门限值VTst时，产生内部标志，这样， 该电
11、路在出现EC0标志时， 将证实后的两单音送往译码器，变成4 比特码字并送到输出锁存器，而CI 标志出现时，则该码字送到三态输出端D01 D04，另外 CI 信号经形成和延时，从CID 端输出，提供一选通脉冲，表明该码字已被接收和输出已被更新，如若积分电压降到门限VTst以下，使CID 也回到低电平。图 5-4 是双音多频信号检测电路原理图。图 5-5 是它的工作时序波形图。IN-2FB3IN+1VRE F4IC5IC6F17F28VSS9EN101VDT MFD1111VDT MFD2121VDT MFD3131VDT MFD414CID15E CO16CI/GT17VCC18U1 16887
12、0C1 03104D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1L E11U1 1774L S37 456U7 6C74L S04D1 03LE DD1 02LEDD101LEDD100LEDC104 1 04T PDT MFT PSDTR1 03 300 K+5VJ116R1 01 100 KR1 02200KDT MFR1111KR1121KR113 1KR1 14 1K图 5-4 DTMF 信号检测电路原理图其中， 双音多频信号测试点为TPDTMF ，数据输出允许端EN的测量点为TPSDT ，它经反相器反向后得到。数
13、据输出则可以通过发光二极管D103D100 显示出来，它代表的数是8421 码。4 图 5-5 MT8870的时序图五实验内容1用示波器观察发送DTMF 信号的波形。2用示波器观察DTMF 信号接收的波形。六实验步骤1 接上交流电源线。2 将 K11K14、K21K24、K31K34、K41K44 拨向下边； K71K75 拨向下边； K61K63拨向下边， K70、K60拨向上边。3 先打开“交流开关” ，指示发光二极管亮后，再分别按下直流输出开关J8、J9，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。4 按“复位”键进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，显示电路循环显示
14、“ P” ，即可进行实验。5 用户 1、用户 3 接上电话单机。6 用户 1 摘机，开始拨打号码，即按电话单机上的任意键，用示波器的直流档对以下测量点进行观察并记录波形：6.1 TPDTMF：当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。6.2 TPSDT：当无键按下时该点为高电平，有键按下时该点是低电平（脉冲）。6.3 TP11 ：当有键按下时有双音多频信号，无键按下时无信号。7 按不同的键时，其双音多频信号的波形不一样，要仔细观察。8 在按键过程中观察发光二极管D103D100与所按键值的关系： ( 显示二极管是在该按键抬起的瞬间发生改变的) D103D100对应的是 8421 码， 如按
15、下的键值为5 时， 对应的码字为0101， 发光二极管D102，D100发光。在按键的过程中观察所按键值与发光二极管是否满足上述对应关系。5 七注意事项1使程控交换实验箱加电处于正常工作状态，并严格遵循操作规程。2在测量观察上述各测量点波形时，两位同学一定要配合好，即一位同学按照正常拨打电话的顺序进行操作，另一位同学要找到相应的测量点和有关电路单元，仔细体会实验过程中的各种实验现象。3在测量TP1A时，示波器接头的另一接地线接到TP1B上。八实验报告1画出 DTMF 接收电路的电原理图，并能简要分析工作过程。2画出在接收DTMF 过程中各有关测量点在有、无信号状态的波形，并能作简要的分析与说明
16、。6 实验六空分交换网络原理系统实验一实验目的1掌握程控交换的基本原理与实现方法。2通过对MT8816芯片的实验，熟悉空分交换网络的工作过程。二预习要求认真预习程控数字交换原理与应用中的相关内容。三实验仪器1程控交换实验箱一台2电话单机二四台320MHz 示波器一台四实验原理1原理说明其实，我们在实验一中已经对实验系统中的交换网络有了一些了解，下面我们则比较详细分析它的工作过程。它是由两大部分组成，即话路部分和控制部分，话路部分包括交换网络，用户电路出中继电路，入中继电路，收号器，音信号发生器以及信号设备等；控制部分则是一台电子计算机，它包括中央处理器，存储器和输入、输出设备。在我们本实验系统中，交换网络的方框图见图6-1 所示。图 6-1 空分交换网
