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1、光纤通信实验报告汇总(参考) Compilation of reports 20XX 报 告 汇 编 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 实验一 用户电话接口实验 一、实验目的 1、 掌握用户电话接口电路的主要功能 2、 了解实现用户接口电路功能芯片 Am79R70 的主要性能和特点 二、实验内容 1、掌握用户线接口电路的主要功能 2、了解 Am79R70 的结构和工作原理 3、了解电话接续的原理及其各种语音控制信号的波形 三、实验仪器 1、ZY1804I 型光纤通信原理实验系统 1 台 2、20MHz 双踪数字示波器 1 台 3、电话机 2 部 4、连接导线 20 根 四、实验原理
2、1 、用户线接口电路功能及其作用 在现代通信设备与程控交换中，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）实现的一些功能放到用户电路来实现。 在程控交换机中，用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。根据用户电话机的不同，用户接口电路可分为模拟用户电话接口电路和数字用户电话接口电路。模拟用户电话接口电路与模拟电话相连，数字用户电话接口电路和数字终端相连（如 ISDN），而在此实验箱中采用模拟用户电话接口电路。 模拟用户线接口电路在实现时最大的压力应是能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是
3、采用晶体管、变压器、继电器等分立元件构成，但随着微电子技术的发展，各种集成的 SLIC 相继出现，他们大都采用半导体工艺或是薄膜、厚膜会合工艺，性能稳定，价格低廉，已实现了通用化。 在程控交换机中模拟用户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。具体含义是： 1、馈电（B-Battery feeding）：向用户话机馈送直流电流。通常要求馈电电压为-48V，环路电流不小于18mA。 2、过压保护（O-Overvoltage protection）：防止过压过流冲击损坏电路和设备。 3、振铃控制（R-Ringing Co
4、ntrol）：向用户话机馈送铃流，通常为 25Hz/75Vrms 正弦波。 4、监视（S-Supervision）：监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲灯信号已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。编译码通常采用 PCM 码的方式，其编码器（Coder）和译码器（Decoder）统称为 CODEC。相应的防混叠与平滑低通滤波器的带宽范围为：300Hz3400Hz，编码速率为 64Kb/s。 6、混合（H-Hybird）：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 发送和接收数字四线信号
5、之间的分离。 7、测试（T-Test）：对用户电路进行测试。 模拟用户接口电路的结构如图所示： 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 过 压 保 护 电 路 振 铃 控 制 馈 电 电 路 混 合 电 路低通滤波低通滤波平衡网络 编 译 码 器 图 图 1-1 模拟用户接口电路框图 2 、用户线接口电路 在本实验箱中，用户线接口电路芯片选用 Legerity 公司生产的模拟用户线接口芯片 Am79R70。Am79R70是一种功能较强的用户线接口芯片，它除了拥有用户接口电路常用的 7 种功能中的 6 种外，还拥有电流限制、挂机传输、极性反转、tip 开路和环路检测等功能。其内部电路结构原理
6、框图如下： 继电器驱动I继电器驱动II输入解码及控制振铃回路检测接地键检测摘机检测信号传输馈电控制开关驱动两线接口RTRIP1RTRIP2A(TIP)HPAHPBB(RING)VBAT2VBAT1VCC VNEC BGND AGND/DGNDB2ENRSGHRSGLRDCRDCRRINGIN/DETE1D1D2C3C2C1RYOUT1RYERYOUT2RDVTXRSN 图 图 1-2 Am79R70 内部功能模块图 其中 Am79R70 需要 VCC，VEE，VBAT1，VBAT2 四种电源电压。其中 VCC 为+5V，VEE 为-5V，此电压可由 Am79R70 内部的负电压调整可得。VBA
7、T2 的电压幅度范围为-19-48V，VBAT1 的电压幅度范围为-40-67V，标准值为-48V。 振铃、环路状态检测的功能主要通过控制字输入端 C3，C2，C1 及摘挂机检测输出端/DET 来控制，当C3C2C1 输入为 001 时，Am79R70 处于振铃模式，当 C3C2C1 输入不是 001 时，Am79R70 进入其他工作模式，同时使与其相连的话机振铃截止。当 C3C2C1 输入为 010 时，话机处于通话状态。 Am79R70 的/DET 脚的输出可以指示用户的摘挂机状态，当用户摘机时，Am79R70 的/DET 脚输出低电平，挂机时输出高电平。实验箱中电话间的通信及信号的控制主
8、要由单片机和 FPGA 来共同完成，我们称之为控制处理单元，其工作过程如下： 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 当用户 1 摘机时，与它相连的 Am79R70 的/DET 脚输出低电平，向控制处理单元指示用户 1 已经摘机，同时摘机指示灯亮。此时控制处理单元向用户 1 的 Am79R70 的控制端 C3C2C1 输出 010 使其处于通话连接状态，同时对用户 1 的摘机的信息进行处理。在通话连接状态下，用户的信息经过 Am79R70 的两线接口及信号传输模块可以直接输出到编解码芯片和收发器。控制处理单元向用户 1 送拨号音，用户 1 听到此音后拨号。控制处理单元根据用户 1 的所拨的
9、号码定位到用户 2，并向与用户 2 连接的 Am79R70 的控制端输出 001，以使得用户 2 所连接的 Am79R70 处于振铃状态，同时向用户 1 发送回铃音或忙音。在振铃状态下，Am79R70将铃流电路产生的 RV 通过 RING 脚输入到 Am79R70 内，经内部放大后通过两线接口模块输出到用户线，使得用户 2 的电话机振铃。当用户 2 摘机后，它相连的 Am79R70 的/DET 脚输出低电平，以向控制处理单元指示用户 2 已经摘机。此时控制处理单元向用户 2 的 Am79R70 的控制端 C3C2C1 输出 010 使其处于通话连接状态，同时停止振铃。这样，用户 1 和用户 2
10、 就可以通过 Am79R70 进行通话。 3 、用户接口电路原理图 用户接口电路和电话接续实验将主要完成摘挂机监测、振铃、回铃、忙音、电话传送语音信号测试等功能。此部分实验需要结合电话模拟信号源模块来完成，电话模拟信号源模块主要用产生忙音、回铃、振铃控制等信号来完成电话之间的接续功能。 用户接口电路的原理图如下： 1 2 3 4 5 6ABCD6 5 4 3 2 1DCBATitleNumber Revision SizeBDate: 24-Dec-2022 Sheet of File: D:Documents and SettingsAdministrator桌面PCB12.17PCB1.D
11、DB Drawn By:RTRIP129RTRIP228A(TIP)31HPB27HPA26B(RING)32RYOUT16RYOUT24RYE5VBAT18VBAT22BGND1VCC3VNEG22RD30RSGH17RSGL18VTX23RSN21RDC19RDCR24B2EN7C114C212C311D19D215E110DET13RINGIN25AGND/DGND20U305-5VC312C313C314R317R318R319R325LED32022R314 R313C306R315R316C307C308 C32022C310C311INT0-24V-48VR3411 2U306A
12、3 4U310BC315R340R324R3268 9U306D10 11U306E5 6U306CC305E32022E3111234 5678U311E121B301R350TIPAR349RINGAVCCR346R322R320R321R323R3421VTAT1VRATVTATAVRATARINGE125HZ25HZD302D301 图 图 1-3 用户接口电路原理图 用户接口模块的基本原理：用户接口模块主要由 Am79R70 及相应的一些外接电路组成，用户话机是通过电话接头内的 TI、RI（即图中的 B301）与系统相连，二极管 LED32022 主要用来完成摘挂机的检测功能，当两部
13、电话中的任何一部电话摘机时相应的二极管亮表示处于摘机状态。测试钩 VTATA， VRATA 主要用来测试本方话机的输入和输出模拟信号。在这里，输入的信号可以是以下几种类型的信号： 3.1 电话通信中的话音信号。 3.2 来自电话模拟信号源模块的各种音信号（回铃、振铃、忙音信号）。 拨号音：450Hz 正弦波； 忙音：450Hz 正弦波，通断间隔时间 0.35S； 回铃音：450Hz 的正弦波，每导通 1 秒后间断 4 秒； 25Hz 振铃信：25Hz 的低频周期信号，每导通 1 秒后间断 4 秒； 控制处理模块主要通过对两部电话的状态检测来产生各种控制信号，如回铃信号、忙音信号、振铃信号，以完
14、成两部电话之间的热线接续功能。 其中热线呼叫的流程图如下： 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 图 图 1-4 电话呼叫控制流程图 五、实验步骤 1、用连接线连接中央控制器的 D_IN 和 D_OUT，将中央控制器 K1 拨为主，分别接好两部电话机。 2、将 PCM 编译码模块的开关 K301，K401，K402，K403 和 K404 分别拨向下。 3、将拨码开关 K703(A 机号码)的值拨为0001， 使 A 机号码为 3201；拨码开关 K704(B 机号码)的值拨为0010， 使 B 机号码为 3202。 为 注释：本实验箱要求为每一部电话设置一个电话号码，电话号码为 320
15、1 到 到 3215 ，电话号码前两位固定为 为 32 ，后两位（电话地址）由拨码开关 K703 和 和 K704 人为输入，对应两个拨码开关所拨的二进制数值，例设 如预设 A 机电话号码为 3201 ，则将关 拨码开关 K703(A 机号码) 的值拨为0001 。多台实验箱组网通信 时要求电话号码设置和终端地址设置不能重复。 4、打开交流电源。中央控制器指示灯 NS、FS 亮，表明环路同步。 5、用示波器测量电话 A 模拟信号源测试钩 25HZA 和 BHA(450HZ)的波形，其中 25HZA 为频率 25HZ的方波，BHA(450HZ)为频率 450HZ 的正弦波，450HZ 正弦波的峰-峰值为 1V 左右。 开始 有用户呼叫吗？ YES NO 呼叫 被叫闲吗 向主叫送忙音 YES NO 来话接续 向被叫送振铃，向主叫送回铃 被叫应答吗？ NO YES 停送铃流，停回铃音，接通电路 话端挂机吗 主叫挂机吗？ NO 拆线（释放复原） 开始 应答 挂机 NO YES 报告文档借鉴学习 word 可编辑实用文档 用示波器测量电话 B 模拟信号源测试钩 25HZB 和 BHB(450HZ)的波形，其中 25HZA 为频率 25HZ 的方波，BHA(4
