图7.1.7 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。
用户状态信息 各种可闻信号 程控 交换机
图7.1.8 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7.1.9，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。
交换控制信号 12EN CPLD信号产生单元 EPM240（U105） 拨号音 忙音 回铃音 SELA控制信号 话音、信号音切换电子开关 控制信号 语音信号 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 口电路 语音数据 交换控制单元 D1 DTMF D2 DTMF信号 D3 号码检测 D4 MT8870 图7.1.9 记发器工作过程示意框图
（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，其基本原理如图7-1所示。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）。
信号输入 高频带通滤波器 输入电路 低频带通滤波器 过零 检测器 过零 检测器 码 变 换 锁存与缓冲
图7.1.10 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7.1.10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。 表7.1.1 MT8870译码表 fL（Hz） fH(Hz) 697 697 697 770 770 770 852 852 852 941 941 941 697 770 852 941
1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1336 1209 1477 1633 1633 1633 1633 NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 * # A B C D EN H H H H H H H H H H H H H H H H L D04 L L L L L L L H H H H H H H H L Z D03 L L L H H H H L L L L H H H H L Z D02 L H H L L H H L L H H L L H H L Z D01 H L H L H L H L H L H L H L H L Z 三、实验步骤
（一）模拟电话光纤传输（单工）
1．关闭系统电源。按照图7.1.2所示连接好信号连接线（P601与P201相连，模拟信号的输出口P205与P804相连），即构成电话A到电话B的单工语音信号直接光纤传输通道。
2．电话A、B接上电话单机，打开系统电源。
3．K01、K02、K03插上跳线器，K05插入左侧模拟信号输出。 4．电话A摘机（无需拨号呼叫，可直接语音通信）。
5．电话B摘机，此时，如图7.1.2，电话A到电话B通，反之不通。感受一下电话语音的传输效果。
（二）数字电话光纤传输（双工）
1．关闭系统电源，按照图7.1.1、图7.1.3将电话单机、信号连接线（P601—P602，P603-P201，P202-P802，P801-P203，P204-P604，P803-P804）、1310nm光发射端机的TX1310法兰接口、FC-FC单模尾纤、1310nm光接收端机的RX1310法兰接口连接好；1550nm光发射端机与接收端机用FC-FC单模尾纤相连；另外，信号连接线连接P108、P111（否则电话无法拨号呼叫）。注意K01、K02、K03插上跳线器，K05插入右侧数字信号，收集好器件的防尘帽。
2．打开系统电源，在液晶菜单选择“光纤传输实验-PCM数据”的子菜单，确认；电话A、B两路“PCM编译码”正常工作，将语音信号转化为64KHZ的数字信号输出。
3．电话A摘机，此时摘机信号DET通知记发器做好呼叫通话的一切准备，同时，记发器给电话A送上拨号音信号，测试TP601点；
4．电话A拨号（如：49），号码信号（P601）传送到DTMF接收器进行译码，同时在拨第一个号码时就通知记发器停止送拨号音信号；
5．电话A拨号完毕，记发器单元给电话A送回铃音信号（TP601等），同时给被呼叫方送振铃信号；
6．被叫方电话B摘机，摘机信号DET通知记发器。此时，电话A的回铃音和电话B的振铃信号结束。
7．通话正常进行，电话A的语音经PCM1编码，光纤1310nm信道传输后送至PCM2译码，恢复的语音信号从电话B听筒播放出来；电话B的语音经PCM2编码，光纤1550nm信道传输后送至PCM1译码，恢复的语音信号从电话A听筒播放出来。
8．被叫方电话B挂机，通信结束。挂机信号（DET）通知记发器单元拆线，电话B空闲，同时给呼叫方电话A送忙音信号（P601）；
9．电话A挂机，挂机信号（DET）通知记发器单元，电话A现在空闲；一次完整数字电话光纤传输系统过程结束。
10．认真思考整个呼叫的过程，实验验证系统是怎样处理各种突发现象的。 测试实验过程中的各个测试点，叙述信号变化的过程。 11．关闭系统电源，拆除各光器件并套好防尘帽。
注意：一般情况下，一体化数字光端机的输入电平调节电位器，都右旋到底。如果配置了波分复用解复用器及法兰1套，自行设计连接方案，实现两路电话在光纤上的合波及解波的双工通信，画出你的实验方框图。
五、测量点说明
电话用户A测试点：
P601：电话A语音信号发送连接铆孔；
TP601: 电话A接收的语音信号测试点（需拨通电话）； P602：PCM1编码的模拟信号输入铆孔。 P603：PCM1编码数据输出连接铆孔； P604：PCM1译码数据输入连接铆孔；
电话用户B测试点：
TP801、TP802:电话B的模拟用户线上测试点 P801：PCM2编码数据输出连接铆孔 P802：PCM1译码数据输入连接铆孔；
P803：PCM2译码恢复的模拟信号输出连接铆孔； P804：电话B接收的语音信号的连接铆孔；
光信道测试点说明：
TP201：输入1310nm光发射端机的电信号测试点。 P201: 1310nm光发射端机的数字信号输入连接铆孔。 P202：1310nm光接收端机输出的数字信号输出连接铆孔。
TX1550：输入1550nm光发射端机的电信号测试点。 P203: 1550nm光发射端机的数字信号输入连接铆孔。 P204：1550nm光接收端机输出的数字信号输出连接铆孔。
六、实验结果
1310nm光发射机输入信号
1550nm接受端机输出信号