程控交换原理实验指导书
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． 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J1、J2，此
时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
3． 按复位键“S1”进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，液晶显
示电路显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”，即可进行实验。 4． 用户1、用户3接上电话单机。
5． 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：
(1)TPDTMF：开始收号前有拨号音的波形,当有按键后停拨号音,同时按住键有双音多频信号，无键按下时无信号。
(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）。 (3) TP11：开始收号前有拨号音的波形,当有按键后停拨号音,同时按住键有双音多频信号，无键按下时无信号。
注意：按了四个号码后，用户1挂机再次摘机才能使DTMF电路接受新的按键号码。 6． 按不同的键时，其双音多频信号的波形不一样，要仔细观察。
程控交换原理实验指导书
7． 在按键过程中观察发光二极管D32~D35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)
D35~D32对应的是8421码，如按下的键值为5时，对应的码字为0101，发光二极管D34，D32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。
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。
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。
附录
参考文献
1．《程控数字交换原理与应用》朱世华 西安交通大学出版社 1993 2．《单片微型计算机原理与接口技术》陈光东 华中科技大学出版社 1999 3．《通信原理》樊昌信等 国防工业出版社 2001 4．《集成电路速查大全》尹雪飞、陈克安 西安电子科技大学出版社 1997 5．《电话机原理与维修》张德民 西南师范大学出版社 2000 6．《程控交换原理》陈锡生 人民邮电出版社 1991 7．《程控用户交换机原理与设计》陈太一、郭肇德 人民邮电出版社 1993
程控交换原理实验指导书
目 录
目 录 ..................................................................................................................................................... 1 实验一 程控交换原理实验系统及控制单元实验 ............................................................................. 2 实验二 用户线接口电路及二\\四线变换实验 .................................................................................... 7 实验三 程控交换PCM编译码实验 ................................................................................................. 15 实验四 多种信号音及铃流信号发生器实验 ................................................................................... 20 实验五 双音多频DTMF接收实验 .................................................................................................. 26 附录 ...................................................................................................................................................... 32
程控交换原理实验指导书
实验一 程控交换原理实验系统及控制单元实验
一、实验目的
1．熟悉程控交换原理实验系统的电路组成与主要部件的作用。 2．体会程控交换原理实验系统进行电话通信时的工作过程。
二、预习要求
预习《程控数字交换原理与应用》和《单片微型计算机原理与接口技术》中的有关内容。
三、实验仪器
1．程控交换实验箱 一台 2．万用表 一块 3．电话单机 四个
四、实验原理
1．电路组成
用户电路 交换网络
用户电路 CPU中央 处理单元 用户电路 用户电路
图1-1实验系统原理框图
用户线接口电路 用户1 用户线接口电路 用户2 时钟信号电路 多种信号音电路 控制、检测电路 CPU中央处理器
用户3 交换网络用户线接口电路 图1-2实验系统方框图
液晶显示电路 直流电源 用户线接口电路 用户4 二次稳压电路 语音提示电路 程控交换原理实验指导书
图1-1是该实验系统的原理框图，图1-2是该实验系统的方框图。
(1)用户模块电路 主要完成BORSCHT七种功能，它由下列电路组成：
① 用户线接口电路 ② 二\\四线变换器 ③ PCM编译码电路
(2)交换网络系统 主要完成时分交换的功能，它由下列电路组成：
① 时分交换网络系统
(3)多种信号音电路 主要完成各种信号音的产生与发送，它由下列电路组成：
① 450Hz数字拨号音电路 ② 忙音发生电路 ③ 回铃音发生电路 ④ 25Hz振铃信号电路
(4)CPU中央集中控制处理器电路 主要完成对系统电路的各种控制，信号检测，
号码识别，输出显示信息等各种功能：
① 液晶显示电路：显示主叫方电话号码及通话时间。
② 双音多频DTMF接收检测电路：把MT8870输出的DTMF四位二进制信号，接
收存贮后再送给CPU中央集中控制处理系统。
③ 用户状态检测电路：主要识别主、被叫用户的摘挂机状态，送给CPU进行处
理。
④ 信号音控制电路：它完全按照CPU发出的指令进行操作，使各种信号音按照
系统程序进行工作。
⑤ 振铃控制电路：它也是按照CPU发出的指令进行工作。
(5)系统工作电源 主要完成系统所需要的各种电源，本实验系统中有+5V，-5V，
+12V，-12V，-48V，-24V等6组电源，由下列电路组成： ①内置工作电源：-48V,-12V,+5V,+12V ②稳压电源：-24V,-5V
2．工作过程：
以下是CPU中央集中控制处理系统的主要工作过程，要全面实现上述工作过程，则要有软件支持，该软件程序流程图见图1-3。
程控交换原理实验指导书
开始 NO 有用户呼叫吗？ 呼叫 YES 去话接续 向主叫送拨号音 NO 第一位号码来了吗？ 拨号开始 YES 停送拨号音，收存号码 内部处理 被叫闲吗？ YES 来话接续 NO 向被叫送铃音，向主叫送回铃NO 应答 被叫应答吗？ YES 停送铃流，回铃音，接通电路 NO 挂机 话端挂机吗？ 向主叫送忙音 NO 主叫挂机吗？ 拆线（释放复原） 开始 图1-3 程序工作流程示意图
程控交换原理实验指导书
五、实验内容
1．测量实验系统电路板上各测量点的电压值，并记录。 2．从总体上初步熟悉两部电话单机进行通话的过程。 3．初步建立程控交换原理系统及电话通信的概念。 4．观察并记录一个正常呼叫的全过程。 5．观察并记录一个不正常呼叫的状态。
号码：68 号码：1234
号码：2345 号码：69
图1-4呼叫识别电路框图 交换网络系统 号码：3456
号码：4567
六、实验步骤
1．接上交流电源线。 2．先打开“交流开关”，指示发光二极管D23亮后，再分别按下直流输出开关J1、J2。此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
3．按复位键“S1”进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，液晶显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”，即可进行实验。
4．将万用表拔至直流电压档，然后测量电源模块-48V、-12V、-5V、+5V、+12V的电压是否正常。(-48V允许误差±10%，其它为±5%) 5．将四个用户接上电话单机。
6．正常呼叫全过程的观察与记录。(现以用户1为主叫，用户4为被叫进行实验) (1)主叫摘机，听到拨号音； (2)主叫拨首位被叫号码“4”，主叫拨号音停，主叫继续拨完被叫号码“5、6、7”； (3)被叫振铃，主叫听到回铃音，液晶显示主叫电话号码“来电号码 027－1234”； (4)被叫摘机，被叫振铃停，主叫回铃音停，双方通话。液晶显示通话计时“通话时
间 xx分 xx秒”。
(5)挂机，任意一方先挂机（如主叫先挂机），另一方（被叫）听到忙音，计时停止，
液晶显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”。
7．不正常呼叫的自动处理
(1)主叫摘机后在规定的系统时间20s内不拨号，主叫听到忙音。
(2)拨完第一位号码后在规定的系统时间5s内没有拨第二位号码时，主叫听到忙音。
程控交换原理实验指导书
实验五 双音多频DTMF接收实验
一、实验目的
1．了解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
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 两个 3．20MHz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0~9，6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 数 字 频 高 频 1209 1336 1447 1633 低 697 770 852 941 1 4 7 * 2 5 8 0 3 6 9 # A B C D 程控交换原理实验指导书
表中*、# 键作特殊功能用（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)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。
(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。
(3)正弦波产生电路:它由正弦波编码器与D/A变换器构成，通常使用可变速时钟 可变速列时钟产生 列正弦波形成 fH (C1~C4) 1 2 3 A 时 4 5 6 B ∑ 钟 7 8 9 C 产 （输入控制） DTMF 生 信 号 * 0 # D (R1~R4) fL 可变速行时钟产生 行正弦波形成 图5-1 一个典型的DTMF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。 (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。
(5)附加功能单元:包括单音抑制，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。
程控交换原理实验指导书
表5-2键盘控制接口功能真值表 输入 频率 fH（Hz） R1 R2 770 发送 fL（Hz） 697 行 R3 852 R4 941 C1 C2 列 C3 C4 1209 1336 1477 1633
表5-3 BCD码控制接口功能真值表 BCD 码 输 入 D1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 D2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 D3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 D4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 发 送 频 率 fL（Hz） 941 697 697 697 770 770 770 852 852 852 fH（Hz） 1336 1209 1336 1477 1209 1336 1477 1209 1336 1477
2．双音多频接收电路 高频组带 过零 码 锁 通滤波器 检测器 信 存 号 输入 变 与 输 电路 缓 入 换 冲 低频组带 过零 通滤波器 检测器 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。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（D01~D04）。
程控交换原理实验指导书
图5-3 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。 (1)该电路的基本特性
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可外接3.579545MHz晶体，与内含振荡器产生基准频率信号。 ③具有抑制拨号音和模拟信号输入增益可调的能力。 ④二进制码为三态输出。
⑤提供基准电压（VDD／2）输出。 ⑥电源 +5V ⑦功耗 15mw ⑧工艺 CMOS
⑨封装 18引线双列直插 (2)管脚简要说明 引出端符号说明
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。 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D01~D04：数据输出，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
程控交换原理实验指导书
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CI\\GT：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/GT0。（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/GT0电压高于门限值VTst时，产生内部标志，这样，该电路在出现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。
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。数据输出则可以通过发光二极管D32~D35显示出来，它代表的数是8421码。
程控交换原理实验指导书
方式：一种是编程法，即给它内部的控制电路输进一个控制字，令其在某某时隙干什么工作；另一种是直接控制，这时它有两个控制端，我们定义为FSX和FSr，要求FSX和FSr是周期性的，并且它的周期和PCM的周期要相同，都为125μS，这样，每来一个FSX，其中codec就输出一个PCM码，每来一个FSr，其codec就从外部输入一个PCM码。
图3-1（b）是PCM的译码电路方框图，它的工作过程同图3-1（a）的工作过程完全相反，因此这里就不再讨论了。 模 模 低译PCM 放拟 拟 量 编 PCM 取 通 码 大 信 化 码 码 信 样 号 号 D–––A控制 A–––D控制 （a）A→D电路 （b）D→A电路
图3-1 A\\D及D\\A电路框图
2．TP3067的功能
在本实验系统的PCM编译码电路中的器件为美国国家半导体公司的TP3067。 图3-2是它的管脚排列图。
图3-2 TP3067管脚排列图
其引脚符号说明
符号 功能
1脚VP0+：接收功率放大器的非倒相输出
2脚GNDA：模拟地，所有信号均以该引脚为参考点 3脚VP0-：接收功率放大器的倒相输出 4脚VPI：接收功率放大器的倒相输入 5脚VFRO：接收滤波器的模拟输出
程控交换原理实验指导书
6脚VCC ：正电源引脚，VCC=+5V±5%
7脚FSR：接收帧同步脉冲，它启动BCLKR，于是PCM数据移入DR，FSR为8KHz脉冲序列。
8脚DR：接收帧数据输入，PCM数据随着FSR前沿移入DR
9脚BCLKR\\CLKSESL：在FSR的前沿把数据移入DR的位时钟，其频率可从64KHz至2.48MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时钟选择频率1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz，BCLKR用在发送和接收两个方向（见表3-1）。 10脚MCLKR\\PDN：接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.148MHz，它允许与MCLKX异步，但为了获得最佳性能应当与MCLKX同步，当MCLKR连续在低电位时，CLKX被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。
11脚MCLKX：发送主时钟，其频率可以是1.536MHz，1.544MHz或2.048MHz，它允许与MCLKR异步，但同步工作能实现最佳性能。
12脚BCLKX：把PCM数据从DX上移出的位时钟，其频率可将64KHz变至2.048MHz，但必须与MCLKX同步。
13脚DX：由FSX启动的三态PCM数据输出。
14脚FSX：发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKX并使DX上PCM数据移出DX上。 15脚TSX：空。 16脚ANLB：模拟环回路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“0”。当拉到逻辑“1”时，发送滤波器与发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和接收功率放大器的VP0+输出连接。
17脚GSX：发送输入放大器的模拟输出。用来在外部调节增益。 18脚VFXI-：发送输入放大器的倒相输入。 19脚VFXI＋：发送输入放大器的非倒相输入。 20脚VBB：负电源引脚，VBB= -5V±5%。
3．PCM编译码电路的工作时钟
由上述电路分析可知，PCM编译码电路所需的工作时钟频率为2.048MHZ，FSR、FSX帧同步信号为8KHZ窄脉冲。它们的时序关系如图3-3。 TP2048 2.048MHz的时钟
TPTS0~ TPTS7 8KHz窄脉冲 图3-3 PCM编译码电路工作时钟各测量点波形 程控交换原理实验指导书
五、实验内容
PCM编译码（C）的功能实验。
六、实验步骤
1．接上交流电源线。 2．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J1、J2，此时实
验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
3．按复位键“S1”进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，液晶显示
电路显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”，即可进行实验。 4．使用户一与用户三处于通话状态（也可以使用其它用户）。
5．用示波器的两个探头同时观察TP11、TP32(或TP12、TP31)的波形。可以看到两者语音（或按键产生的双音多频信号）波形是相同的，只是幅值不一样而已。这就是一个PCM编译码的过程，用户一的模拟语音信号(或按键产生的双音多频信号)经过TP3067编码后送到交换网络，然后由交换网络把编码后的数据送给用户三，用户三经过译码将编码后数据再转化为模拟语音信号。
6．用示波器观察TPDT的波形,可以看到各个用户语音及各种信号音编码后的数据。
说明：
图3-4是PCM编译码输入输出波形图。有一点需注意，PCM编译码电路中，在没有外加信号输入时，PCM编码电路还是有输出的，此时该芯片对输入随机噪声进行编译码，一旦有信号输入，它会立即对输入信号进行编码。
TP11 TPTS0~ TPTS7
TPDT
125uS TS7 TS6 TS7 TS6 TS5 TS4 TS3 TS2 TS1 时隙1~4分别为四个用户的接收和发送时隙； 时隙6是本实验对外加正弦波信号的编解码时隙；
时隙7~9分别为拨号音，忙音，回铃的发送时隙。
程控交换原理实验指导书
TP32
图3-4 PCM编译码电路输入、输出波形图
七、注意事项
观测各测量点波形时，示波器探头不要乱碰到其它测量点。
八、实验报告
画出各测量点的波形，注明在何种状态下测试到的波形。
程控交换原理实验指导书
实验四 多种信号音及铃流信号发生器实验
一、实验目的
1．了解电话通信中常用的几种信号音和铃流信号的电路组成与产生方法。 2．熟悉这些信号音在传送过程中的技术要求和实现方法。
二、预习要求
预习有关拨号音、忙音、回铃音、铃流等有关内容。
三、实验仪器
1．程控交换实验箱 一台 2．电话单机 两个 3．20MHz示波器 一台
四、实验原理
1．用户信号系统
我们知道，在用户话机与电信局的交换机之间的线路上，要沿两个方向传递语言信息。但是，为了接通一个电话，除了上述情况外，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（被叫）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，一个完整的电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信号系统。普通电话信号是目前各种终端信令中最为简单的一种，话机发出的信令以直流电流的通断表示，交换机产生的则主要是各种音频频率的正弦波。 2．信令定义
摘机：话机发出的请求通信的命令。
挂机：由话机发出，表示话机已结束或放弃通信。
拨号音：由交换机发出，促请话机用户输入被叫话机的号码。
忙音：由交换机发出，通知主叫用户通信网络或被叫话机目前正忙。 拨号：话机发出的被叫话机的号码，供通信网接续话路时使用。 回铃音：由交换机发出，提示主叫用户被叫话机正处于振铃状态。 振铃：由交换机发出，供被叫话机发出铃声，促请用户应答。
程控交换原理实验指导书
3．信令编码
摘机：环线直流电流由开路变为导通。 挂机：环线直流电流由导通变为开路。 拨号音：持续的450Hz的正弦波。
忙音：450Hz的正弦波，每导通0.35秒后间断0.35秒。
拨号：采用双音多频拨号方式，即DTMF=（Dual Tone Multifrequency）。 回铃音：450Hz的正弦波，每导通1秒后间断4秒。 振铃：25Hz的低频周期信号，每导通1秒后间断4秒。
在呼叫建立过程中，交换机应向主叫用户发送各种信号音，以使用户能了解连续进展情况和下一步应采取的操作。下面是本实验系统的传送信号流程，见图4-1所示。
用户线 主叫用户 摘机
呼叫信号 拨号音信号 号码信号 回铃音信号 话音信号 忙音信号 挂机信号 (用户线信号) 图4-1 本实验系统传送信号流程图
4．数字信号音的产生
众所周知，在数字程控交换机中直接进行交换的是PCM数字信息，在这样的情况下如何使用户接收到信号音（如拨号音、回铃音、忙音等）是一个重要的问题。因为模拟电路产生的信号音是不能通过PCM交换系统的，这就要求设计一个数字信号音发生器，使之能向交换网络输出这样一些PCM数字信息，这些数字信息经过非线性译码后能成为一个我们所需的模拟信号音。
(1)传统方式产生数字音信号
由图4-2可知，这是一种常见的PCM编码方式，400Hz~450Hz的正弦信号由硬件电路实现，再经过PCM编码器电路后，就可输出音信号的PCM数字码流了，经过数字交换网络后，再进行D/A变换还原成正弦信号送往用户电路即可。 450HZ正弦 取 量化及非 450HZ正弦 信号发生器 样 线性编码 信号发生器 图4-2 传统方式产生音信号电原理图
用户线 被叫用户 振铃信号 应答信号 通信建立 挂机（先挂方） 摘机 挂机
程控交换原理实验指导书
(2)数字电路产生数字音信号
图4-3是大约450Hz正弦波信号一个周期取样示意图，图4-4是数字电路产生音信号的原理框图。
图4-3 450Hz正弦波信号取样示意图
图4-4 数字信号音产生电路原理图
由此可见，我们只要对正弦信号在以每隔125μs取样一次，并将取样所得的正弦信号幅度按照A律十三折线非线性编码的规律进行计算，变成二进制编码，然后把这些二进制码存贮在EEPROM中，只要每隔125μs对它读出一次即可得到PCM数字信息码流。（注意：TP3067编码输出时，偶数位取反。例如+2.5V的电压编码输入应为 1111 1111，而TP3067输出为 1010 1010。）
5．拨号音及控制电路
主叫用户摘机，CPU检测到该用户有摘机状态后，立即向该用户送出声音信号，表示可以拨号，当CPU中央处理单元收到第一个拨号脉冲后，立即切断该声音信号，该声音信号就叫拨号音。拨号音由上述数字信号音产生，一旦有一用户摘机，交换网络把数字信号音送给该用户，经过TP3067的译码，提供给用户450Hz的正弦波。
程控交换原理实验指导书
6．回铃音及控制电路
回铃音信号由CPU中央处理单元控制送出，通知主叫用户正在对被叫用户振铃，回铃音信号所用频率也同拨号音频率，周期为1秒通，4秒断，与振铃一致。
各国所用的断续周期不同，如日本为1秒断2秒续，重复周期为3秒。美国和加拿大为2秒续，4秒断，重复周期为6秒。我国采用4秒断，1秒续的5秒周期信号。因此在本实验系统中采用大约4秒断，1秒续的重复周期为5秒的方波信号，图4-5是断续电路的原理图。
图4-5 回铃音控制电路原理图
7．忙音及控制电路
忙音表示被叫用户处于忙状态，此时用户应挂机，等一会再重新呼叫。
在本实验系统中采用大约0.35秒断，0.35秒续的400Hz~450Hz的方波信号，图4-6是该电路的原理图。
图4-6 忙音控制电路原理图
8．铃流信号发生电路
铃流信号的作用是交换机向被叫用户发出，作为呼入信号，一般采用低频电流，如频率有16.6Hz、25Hz、33.3Hz等几种。
它的断续周期同回铃音信号相同，也是1秒通、4秒断的断续信号。图4-7是该铃流信号发生电路的原理图。
程控交换原理实验指导书
图4-7 25Hz铃流发生电原理图
上述四种信号在本实验系统中均有具体电路实现，然而在程控交换机中，信号音还不止上述几种，在此作一简单介绍，不作实验要求。
五、实验内容
用示波器测量拨号音，忙音、回铃音及铃流信号的波形。
六、实验步骤
1．接上交流电源线。 2．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J1、J2，此时实验箱上的五组电源已供电，各自发光二极管亮。
3．按复位键“S1”进行一次上电复位，此时，CPU已对系统进行初始化处理，液晶显示电路显示“欢迎使用众友科技程控交换实验系统”，即可进行实验，将示波器打到直流档。
4．用示波器观察TPLL的波形。
f=25Hz，VPP≈2.0V 5．用户1、用户3接上电话单机，用户1呼叫用户3，在呼叫过程中观察TP12的波形。 (1)用示波器观察TP12的波形，用户1摘机后听到拨号音，TP12的波形为连续的450Hz的正弦波信号。
程控交换原理实验指导书
TP12
f=400~450Hz，VPP≈1.4V
(2)用户1拨完被叫电话号码“3456” 后听到回铃音时，用双踪示波器观察TP12的波形。可观察到TP12波形一样为1秒通，4秒断的断续信号。
TP61
4S 1S
(3)用户3振铃时，用双踪示波器观察TP33A的波形，即当用户3振铃时，TP33A为方波；不振铃时，TP33A无波形。
(4)用户3摘机通话后，用户3先挂机，此时用户1听到忙音，用双踪示波器观察TP12的波形，可观察到TP12的波形为0.35秒通，0.35秒断的断续信号。
TP62
0.35S 0.35S
七、注意事项
1．此项实验要由两人合作完成。
2．在测量25Hz的铃流信号发生器输出的波形时，一定要注意示波器的电压量程档。
八、实验报告
1．认真画出实验过程各测量点波形，并进行分析。 2．画出电路组成框图。
3．在实验过程中遇到的其它情况作出记录，并进行分析。