10．无需耦合变压器 （2）用户线接口电路主要功能 电话接口
// 二/四 输入控制译码 控制信号1 控制信号2 状态指示
摘机检测 馈电与平衡 电 路 话音通道 传输 振铃控制 语音发送支路
语音接收支路 振铃控制
线 接 口 内部电源稳压电路 图7.1.4 PBL 387 10内部电路方框图
1. 向用户话机供电，PBL 387 10可对用户话机提供恒流馈电，馈电电流由VBAT以及VDD供给。当环路电阻为2KΩ时，馈电电流为18 mA。具体如下： A. 供电电源VBAT采用-48V；
B. 在静态情况下（不振铃、不呼叫），-48V电源通过继电器静合接点至话机； C. 在振铃时，-48V电源通过振铃支路经继电器动合接点至话机； D. 用户挂机时，话机叉簧下压，馈电回路断开，回路无电流流过；
E. 用户摘机后，话机叉簧上升，接通馈电回路（在振铃时接通振铃支路）回路。
2. PBL 387 10内部具有过压保护的功能，可以抵抗保护TIP--RING端口间的瞬时高压，如结合外部的热敏与压敏电阻保护电路，则可抵抗保护250V左右高压。
3. 振铃电路可由外部的振铃继电器和用户电路内部的继电器驱动电路以及铃流电源向用户馈送铃流：当继电器控制端 (RC端) 输入高电平，继电器驱动输出端 (RD端) 输出高电平，继电器接通，此时铃流源通过与振铃继电器连接的15端 (RV端) 经TIP--RING端口向被叫用户馈送铃流。当控制端 (RC端) 输入低电平或被叫用户摘机都可截除铃流。用户电路内部提供一振铃继电器感应电压抑制箝位二极管。
4. 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输出低电平，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输出高电平，以向CPU中央集中控制系统表示用户“忙”；
C.用户若拨电话号码为脉冲拨号方式时，该用户状态输出端应能送出拨号数字脉冲。
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回路断开时，送出低电平，回路接通时送出高电平（注：本实验系统不选用脉冲拨号方式，只采用DTMF双音多频拨号方式）；
5. 在TIP--RING端口间传输的语音信号为对地平衡的双向语音信号，在四线VR端与VX端传输的信号为收发分开的不平衡语音信号。PBL 387 10可以进行TIP--RING端口与四线VR端和VX端间语音信号的双向传输和2 / 4线混合转换。 6. PBL 387 10可以提供用户线短路保护：TIP线与RING线间，TIP线与地间，RING线与地间的长时间的短路对器件都不会损坏。
7．PBL 387 10提供的双向语音信号的传输衰耗均为－40dB。该传输衰耗可以通过PBL 387 10用户电路的内部调整，也可通过外部电路调整。
8．PBL 387 10的四线端口可供语音信号编译码器或交换矩阵使用。 （二）正常呼叫接续时传送信号工作流程
图7.1.5为一次正常呼叫传送信号流程图，图7.1.7是一次正常呼叫状态分析图。
用户线 主叫用户 摘机
呼叫信号 拨号音号码信号 回铃音信号 振铃信号 应答信号 话音信号 通信建立 摘机机
用户线 被叫用户
忙音信号 挂机
挂机信号 （用户线信号） 挂机（先挂方）
图7.1.5 一次正常呼叫传送信号的流程图
当主叫用户电话摘机，话机听筒传来拨号音。开始拨号，拨号音断。拨号完毕，若呼叫存在，话机听筒传来回铃音，被叫用户话机振铃，被叫用户摘机，回铃音断；若呼叫号码不存在，话机听筒传来忙音。在等待拨号、拨号、呼叫等每个状态都有计时，若超过规定时间，则呼叫中断，话机听筒传来忙音，催挂机。通话完毕，一方挂机，另一方送忙音。
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输入 输入信息 输入 收号 输入振 铃 状态 通 话 输入信息 收第一位中途挂机 超时 被叫摘机 主叫挂机 超时 停拨号音 挂机处理 送忙音 应答接续 挂机处理 送忙音 主叫先挂处理 转收号状态 转空闲状态 转听忙音状态 转通话状态 转空闲状态 转听忙音状态
输入信息 主叫先挂 主叫空闲状态 锁定状态
被叫先挂 被叫先挂处理 图7.1.6 一次正常呼叫状态分析图
（三）各种可闻信号音的特征
在用户话机与交换机之间的用户线上，要沿两个方向传递语言信息。但是，为了实现一次通话，还必须沿两个方向传送所需的控制信号。比如，当用户想要通话时，必须首先向程控机提供一个信号，能让交换机识别并使之准备好有关设备，此外，还要把指明呼叫的目的地的信号发往交换机。当用户想要结束通话时，也必须向电信局交换机提供一个信号，以释放通话期间所使用的设备。除了用户要向交换机传送信号之外，还需要传送相反方向的信号，如交换机要向用户传送关于交换机设备状况，以及被叫用户状态的信号。
由此可见，一个完整电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信令系统。用户向电信局交换机发送的信号有用户状态信号（一般为直流信号）和号码信号（地址信号）。交换机向用户发送的信号有各种可闻信号和振铃信号（铃流）两种。
在本实验系统中，电话呼叫接续时的各种可闻信号音由CPLD可编程逻辑器件EPM240产生，在记发器的控制下，将相应的信号音送给电话用户。
A．各种可闻信号：一般采用频率为500Hz的交流信号，例如：
拨号音：（Dial tone）连续发送的500Hz信号。
回铃音：（Echo tone）1秒送，4秒断的5秒断续的500Hz信号。
忙音： （busy tone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的500Hz信号。 B．振铃信号（铃流）：一般采用频率为25Hz，幅度为75V±15V的交流电压，以1秒送，4秒断的5秒断续方式发送。
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用户状态信息 各种可闻信号 程控 交换机 图7.1.7 工作原理框图
记发器电路是记发器模块（CPU主处理器）及外围电路，主要由CPU芯片U501 （AT89C51）、CPLD可编程器件EPM240、锁存器74HC573等组成，它们在系统软件的作用下，完成对话机状态的监视、信号音及铃流输出的控制、电话号码的识别、交换命令发送等功能。见图7.1.8，具体叙述如下：
1.用户状态检测电路：接收各个用户线接口电路输出的用户状态检测信号DETX（X是话路的序号），可以是A、B，例如DETA是电话Ａ话路的用户状态检测信号（下面文字说明中标号的X含义与此处相同），信号直接送入CPU的P1口，以识别主、被叫用户摘挂机状态。
2.信号音控制电路：主要由单片机U501及4066的电子开关组成，由CPU经EPM240口输出的拨号音控制信号（SELA1）、忙音控制信号（SELA2）、回铃音控制信号（SELA3）的作用下，分别分时地将上述三种信号通过电子开关送入主叫用户的电话收端(听筒)。 3．铃流控制电路：由上述的单片机U501.EPM240和用户线接口芯片PBL 38710的有关电路等组成。自动交换时，在单片机U501控制作用下，EPM240口输出的振铃音信号（RING），铃流音控制信号(CA)送给PBL38710，RING信号由PBL38710提升功率后，使其有效值达到75V左右，在CA的控制下送往电话机，驱动振铃。
4.DTMF接收控制电路：主要由EPM240可编程器件和CPU的中断端口组成，当MT8870收到电话号码后，便发出使能信号（12EN或34EN）向CPU(U501芯片)申请中断，接收电话号码数据（D1～D4）送给CPU（U501）和EPM240进行处理。然后，CPU（U501）译成交换命令（COMM字节表示）送往交换单元。
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CPLD信号产生单元 EPM240（U105） 拨号音 忙音 回铃音 SELA控制信号 控制信号 语音信号 话音、信号音切换电子开关 各种可闻信号 主处理器 89C51 （记发器U501） 摘机信号DET 用户接振铃音RING 振铃控制CA 交换控制信号 口电路 语音数据 D1 12EN 交换控制单元 D2 DTMF信号 D3 号码检测 D4 MT8870 图7.1.8 记发器工作过程示意框图
DTMF
（四）双音多频（DTMF）检测
DTMF接收器包括DTMF分组滤波器和DTMF译码器。DTMF接收器先经高、低群带通滤器进行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信号音对的4比特二进制码（D1～D4）。
锁高频带通过零 码 存 滤波器 检测器 信与变 号输入缓 输电路 冲 换 入 低频带通过零 滤波器 检测器 图7.1.9 典型DTMF接收器原理框图
本实验系统采用MT8870进行号码检测的，MT8870的译码表见7.1.1所示，图7.1.9为双音多频实验系统的电原理框图。其中，数据输出允许端EN和D1～D4见平台上记发器模块的左边测试过孔。
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