多种信号音及铃流信号发生器实验

实验1 交换系统组成与结构一、交换系统总体介绍图1-1是程控交换实验系统方框图，图1-2是程控交换实验系统结构图。

图1-1 交换系统方框图程控交换系统由14个电路模块组成，各模块的组成及主要作用如下： 1.模块1～4：模块1～4分别是机甲（一）、甲（二）、乙（一）、乙（二）的用户线接口电路和PCM 编译码电路。

具体叙述如下：(1) PBL 38710用来实现二/四线变换，摘挂机检出，铃流驱动和用户话机接口等功能；图1-2 R Z 8623程控交换实验系统结构图(2) TP3067主要实现PCM编译码功能；(3) MT8870（甲方或乙方的两个话机合用一片）用来接收双音多频信号，把检测到的被叫用户，送给记发器CPU以便控制交换网络接通被叫用户话路。

2.模块5：模块5是中央处理器电路，主要由U102（AT89C51）组成，完成键盘扫描和液晶显示、工作状态指示与显示、交换命令的转接和控制接收学生的下载程序。

3.模块6：模块6是CPLD可编程模块（U101），它产生并输出下列信号：(1)500Hz连续方波（即拨号音信号）(2)忙音脉冲，即0.35秒通、0.35秒断的周期方波(3)回铃音脉冲，即1秒通、4秒断的周期方波(4)25Hz周期方波（振铃信号）(5)PCM编译码器的时钟信号电路，它提供四片TP3067所需的2048KHz及8KHz的时钟脉冲。

(6)各接口间的控制信号。

4.模块7：模块7是交换网络，它包括三大部分：(1)人工交换网络部分：主要由S201和M201组成，通过手动设置跳线完成人工交换工作。

(2)空分交换网络部分：主要由MT8816芯片构成，完成空分路由选通。

(3)数字时分程控交换网络：主要由MT8980芯片、74HC573及一些外围电路构成。

5.模块8：模块8是记发器电路：它是CPU中央处理器及控制检测电路，主要由CPU芯片U101 （AT89C51）、CPLD 可编程器件EPM7128、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、的识别、交换命令发送等功能。

信号发生器一、实验目的1、掌握集成运算放大器的使用方法，加深对集成运算放大器工作原理的理解。

2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。

3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。

二、设计任务设计并制作一个波形发生电路，可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。

三、具体要求〔1〕可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号，波形人眼观察无失真。

〔2〕利用一个按钮，可以切换输出波形信号。

〔3〕频率为1－2KHz 连续可调，波形幅度不作要求。

〔4〕可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案〔5〕正弦波发生器要求频率连续可调，方波输出要有限幅环节，积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。

四、设计思路根本功能：首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波，然后通过整形电路(比拟器)将正弦波变换成方波，通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。

五、具体电路设计方案Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器图1图2电路的振荡频率为：RCf π210=将电阻12k ，62k 及电容100n ，22n ，4.4n 分别代入得频率调节范围为：24.7Hz~127.6Hz ，116.7Hz~603.2Hz ，583.7Hz~3015Hz 。

因为低档的最高频率高于高档的最低频率，所以符合实验中频率连续可调的要求。

如左图1所示，正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。

J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调，通过J 1 J 2 切换三组电容，改变频率倍率。

R P1采用双联线性电位器50k ，便于频率细调，可获得所需要的输出频率。

R P2 采用200k 的电位器，调整R P2可改变电路A f 大小，使得电路满足自激振荡条件，另外也可改变正弦波失真度，同时使正弦波趋于稳定。

下列图2为起振波形。

RP2 R4 R13 组成负反应支路，作为稳幅环节。

R13与D1、D2并联，实现振荡幅度的自动稳定。

贵州大学实验报告
学院：电气工程学院专业：电子信息工程班级：电信54
（3）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
图4—3 450HZ正弦波信号一个周期取样示意图
我们对正弦信号再以每隔125us取样一次，并将取样所得的正弦信号幅度按照A规律十三折线非线性编码的规律进行计算，变成二进制编码，然后把折线二进制编码存储在
、回铃音及控制电路
回铃音信号由CPU中央处理单元送出，通知主叫用户正在对被叫用户振铃，回铃音信号所使用的频率也同拨号音频率，周期为一秒同，4秒断，与振铃一致。

我国采用秒断，一秒接续5秒的周期信号，因此本实验采用大于4秒断，1秒继续的重复周期为秒的方波信号，图4—5是断续电路原理图
图4—5断续电路原理图
7、忙音及控制电路
忙音表示被叫用户处于忙状态，此时用户应该挂机，等一会在从新呼叫
图4—6忙音控制电路的原理图。

振流信号发生电路
图4—7铃流信号发生电路的原理图
上述四种信号在本实验系统中均有具体的电路实现，然而在程控交换机中，信号音还不止上述几种，在此做一简单介绍，不作实验要求。

1、数字程控交换原理实验箱
2、电话机
3、20MHz示波器
1、实验箱上电，CPU对系统进行初始化处理，液晶显示“欢迎使用纵有科技程
F=25hz，Vpp=2.0V
（3）用户3振铃时，示波器观测TP33A测试点波形为方波：不振铃时无波形。

（4）用户3摘机通话后，用户3先挂机，此时用户1听到忙音。

示波器观测TP12测试点波形为0.35秒通，0.35秒断的断续信号。

TP61的波形：
TP62的波形：。

学院：专业：班级：图4—1 本实验系统传送信号流程图4、数字信号的产生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家收到信号音（如拨号音、回铃音、忙音等）是一个重要的问题。

因为模拟信号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发生器，使之能与交换网络输出这样一些PCM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。

）传统方式产生数字信号音图4—3 450HZ正弦波信号一个周期取样示意图我们对正弦信号再以每隔125us取样一次，并将取样所得的正弦信号幅度按照A规律十图4—4 数字信号产生电流原理图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，立即向该用户发出声音信号，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产生，一旦一有用户摘机，交换网路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。

图4—5断续电路原理图7、忙音及控制电路忙音表示被叫用户处于忙状态，此时用户应该挂机，等一会在从新呼叫本试验箱大于采用0、35秒断，0、35秒继续的400hz—450hz的方波信号，图4—6是该电路的原理图。

图4—6忙音控制电路的原理图。

图4—7铃流信号发生电路的原理图上述四种信号在本实验系统中均有具体的电路实现，然而在程控交换机中，信号音还不止上述几种，在此做一简单介绍，不作实验要求。

1、数字程控交换原理实验箱2、电话机F=25hz，Vpp=2.0V（3）用户3振铃时，示波器观测TP33A测试点波形为方波：不振铃时无波形。

（4）用户3摘机通话后，用户3先挂机，此时用户1听到忙音。

示波器TP61的波形：TP62的波形：。

信号发生器实验报告一、信号发生器广泛应用于电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域。

采用集成运放和分立元件相结合的方式，利用迟滞比较器电路产生方波信号，以及充分利用差分电路进行电路转换，从而设计出一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易信号发生器。

通过对电路分析，确定了元器件的参数，并利用protuse 软件仿真电路的理想输出结果，克服了设计低频信号发生器电路方面存在的技术难题，使得设计的低频信号发生器结构简单，实现方便。

该设计可产生低于10 Hz 的各波形输出，并已应用于实验操作。

信号发生器一般指能自动产生正弦波、方波、三角波电压波形的电路或者仪器。

电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。

这里，采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于10 Hz 的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。

该电路已经用于实际电路的实验操作。

原理框架图：二、电源硬件电路图的设计（1）单片机的选择根据初步设计方案的分析，设计这样的一个简单的应用系统，可以选择带有EPROM 的单片机，应用程序直接存贮在片内，不用在外部扩展程序存储器，电路可以简化。

ATMEL 公司生产的AT89C 系列单片机，AT89C 系列与C51系列的单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪存存储器，使程序的写入更加方便；第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小。

它以较小的体积、良好的性能价格备受亲密。

在家电产品、工业控制、计算机产品、医疗器械、汽车工业等应用方面成为用户降低成本的首选器件。

因此，我们可选用AT89C2051单片机。

该芯片的功能与MCS-系列单片机完全兼容，并且还具有程序加密等功能，物美价廉，经济实用。

AT89C2051是ATMEL公司生产的带2K字节课编程闪速存储器的8位COMS单计算机，工作电压范围为2.7~6V，全静态工作频率为0~24MHZ。

姓名：好听易唱学号：2010220706363.5 仿真信号产生实验一、实验目的：1．熟悉LabVIEW中仿真信号的多种产生函数及参数设置。

2．掌握常用测试仿真信号的产生。

3．学会产生复杂的函数波形和任意波形。

二、实验内容：1．采用Express VI仿真信号发生器，产生规定的附有噪声的正弦信号，并显示波形。

2. 采用波形发生器VI，产生规定的附有噪声的多波形信号，并显示波形。

3. 产生任意波形信号，并显示和存盘。

4. 采用公式节点，产生规定的复杂函数信号。

三、实验器材：安装有LabVIEW8.5软件的计算机1台四、实验原理：1．虚拟仪器中获得信号数据的3个途径：（1）对被测的模拟信号，使用数据采集卡或其他硬件电路，进行采样和A/D变换，送入计算机。

（2）从文件读入以前存储的波形数据，或由其他仪器采集的波形数据。

（3）在LabVIEW中的波形产生函数得到的仿真信号波形数据。

2．测试信号在LabVIEW中的表示在LabVIEW中测试信号已经是离散化的时域波形数据，表示信号的数据类型有数组、波形数据和动态数据3种。

波形数据是一种特殊的簇结构，它由时间起始值t0、两个采样点的时间间隔值dt以及采样数据一维数组Y组合成的一个簇。

它的物理意义是对一个模拟信号x(t)从时间t0开始进行采样和A/D转换，采样率为fs,对应采样时间间隔dt=1/fs ，数组Y为各个时刻的采样值。

对周期信号，1个周期的采样点数等于采样频率除以信号频率。

3．仿真信号产生函数在LabVIEW中产生一个仿真信号，相当于通过软件实现了一个信号发生器的功能。

LabVIEW提供了丰富的仿真信号，包括正弦、方波、三角波、多频信号、调制信号、随机噪声信号、任意波形等。

针对不同的数据形式(动态数据类型、波形数据和数组)，LabVIEW中有3个不同层次的信号发生器(Express VI仿真信号发生器、波形发生器VI和普通信号发生器VI)。

4．公式节点产生仿真信号用公式节点可以产生能够用公式进行描述的信号，用公式节点可产生经过复杂运算生成的信号。

实验一：数字程控交换系统的组成及数据配置一、实验目的和要求通过对本实验系统的初步使用，对数字程控交换系统的基本构成和工作过程有一个总体而直观的认识。

理解数字程控交换系统的核心——交换网络的工作原理和工作过程，观察从用户摘机到链路拆除整个局内呼叫过程中数字程控交换系统硬件和软件的基本动作。

二、实验原理一个数字程控交换系统通常由交换网络、接口子系统和控制子系统三个部分组成。

其中接口子系统的作用是将来自不同终端（如电话机，计算机等）或其他交换系统的各种传输信号转换成统一的数字程控交换系统内部的工作信号，并按信号的性质分别将信令传送给控制系统，将消息传送给交换网络。

交换网络的任务是实现输入输出线上的信号的传递或接续。

控制系统则负责处理信令，按信令的要求控制交换网络完成接续，通过接口发送必要的信令，协调整个数字程控交换系统的工作以及配合协调整个电信网的运行等等。

各个模块之间的关系如图1-1所示：图1-1 数字程控交换实验系统各模块关系三、仪器设备1．数字程控交换实验系统2．PC机两台3．电话机两台四、操作方法与实验步骤实验步骤：实验者可根据以上的系统配置数据，确定要拨叫的局内分机号码。

然后根据分机号码打电话，具体步骤如下：（1）首先由实验者摘机，此时可以观察到接在用户线两端的发光二极管变亮，表示该话机已从挂机状态转为摘机状态，然后实验者可以听到拨号音，为连续的450Hz的单频声音。

（2）用户开始拨号，此时拨号音停止，用户所拨的号码在数码管上显示出来，如果所拨的号码为系统允许的合法号码，实验者将听到被叫电话发出振铃声，振铃信号为25Hz，通断比为1秒通、4秒断的低频振荡信号，同时系统将向主叫用户送回铃音，回铃音是频率为450Hz，通断比为1秒通、4秒断的单频信号音。

（3）被叫摘机，被叫的振铃声和主叫的回铃音都将停止，同时这两路电话可以开始进行正常通话。

（4）当某一方挂机后，通话完毕，此时系统将拆除这两路的连接，并向未挂机的一方送出忙音。