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二线制模拟电流4-20mA 信号变送电路设计模拟工控网上用的4-20 mA 标准电流信号是工业上最常用的信号传输方法之一。
本文将介绍二线制方式的标准电流输出为4-20mA 的变送电路。
通过对集成电路AM462（电压电流转换变送电路）的应用举例，介绍了如何实现工业上常用的二线制变送接口电路，而它可以为程控机PLC 等直接传输信息。
针对不同的控制设备，介绍了相应的电路元器件的计算方法。
注意：下面的介绍对于AMG 公司生产的所有电压电流转换集成电路（AM400, AM402,AM422, AM442, AM460）原则上都是适用的[1]。
模拟电路接口工业上通常用电压0-5(10)V 或电流0(4)-20mA 作为模拟信号传输的方法，也是被程控机经常采用的一种方法。
那么电压和电流的传输方式有什么不同，什么时候采用什么方法，下面将对此进行简要介绍。
电压信号传输比如0-5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点，那么信号可能很容易失真。
原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗，电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。
由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。
如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的，那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小，这些电阻也就可以忽略不计。
要求不增加信号发送方的费用又要所提及的电阻可忽略，就要求信号接收电路有一个高的输入阻抗。
如果用运算放大器OP 来做接收方的输入放大器，就要考虑到此类放大器的输入阻抗通常是小于<1MΩ。
原则上，高阻抗的电路特别是在放大电路的输入端是很容易受到电磁干扰从而会引起很明显的误差。
所以用电压信号传输就必须在传输误差和电磁干扰的影响之间寻找一个折中的方案。
电压信号传输的结论：如果电磁干扰很小或者传输电缆长度较短，一个合适的接收电路毫无疑问是可以用来传输电压信号0-5(10)V 的。
电流信号传输比如0(4)-20mA在电磁干扰较强的环境和需要传输较远距离的情况下，多年来人们比较喜欢使用标准的电流来传输信号。
电路接线是什么工作原理
电路接线是指将电子设备的不同部件或组件通过导线连接起来的过程，以实现电流和信号的传输。
通过电路接线，可以形成一个完整的电路，使电流可以顺利地从电源流入电子设备，经过不同的元件，再返回电源或其他目标。
电路接线的基本原理是基于电流的闭合与连通性。
根据基尔霍夫定律，电路中的总电流等于各个电路分支的电流之和，而电流沿着低阻抗路径流动。
因此，正确的接线能够确保电流按照设备的设计路线流动，而不会发生误差或意外的路径。
此外，电路接线还要考虑到不同元件之间的连接方式。
例如，有些元件需要并联连接，使得电流可以同时通过它们；而有些元件需要串联连接，使得电流按顺序依次通过它们。
正确的连接方式可以保证电路的正常工作，实现所需的功能。
电路接线还需要注意信号传输的可靠性。
对于高频信号或弱信号传输，需要采取一些特殊的接线方法，如使用屏蔽线或差分信号传输，以减少干扰和信号损耗。
总之，电路接线是建立电子设备工作的基础，它通过合理的电路布局和良好的连接，确保电流和信号能够顺利地在电子设备中传输和处理。
实验四用户接口电路及2/4线变换实验
一、实验目的
1．全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。
2．通过对用户线接口电路芯片MY88622的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。
3．熟悉用户模块电路的电路组成及工作原理。
4．掌握用户线接口电路对用户状态改变的识别原理。
二、实验设备
20M通用示波器一台，万用表一块，电话一部，RC－CK－II型实验箱一台
三、电路工作原理
略
四、实验内容
1．熟悉来电显示的标准。
2．了解来电显示的实现方法。
五、实验步骤
1．将一部电话机接入用户接口模块一。
2．打开系统主电源开关，观察系统上电状态。
3．保持电话机处于挂机状态，用数字万用表波观察MY88622第20脚的电平状态及发光二极管D15的状态。
20脚为低电平发光二极管不亮
4．电话摘机，继续观察第20脚的了信号电平状态及发光二极管的状态。
20脚为高电平发光二极管亮
5．电话挂机，用示波器观察TF15(下)和TF11(上)的波形。
6．电话摘机，用示波器观察TF15(下)和TF11(上)的波形。
7．电话拨号，用示波器观察TF15(下)和TF11(上)的波形。
正反转控制二次线路带指示灯的自锁控制二次线路实训报告自锁控制是二次电气线路中常见的一种控制方式，它能够实现一种电气设备在接通或断开后能够保持其状态，且只有在给定条件下才能切换状态。
本次实训是针对带指示灯的自锁控制二次线路进行实践和研究，以下是本次实训的报告。
1.实训目的：通过本次实训，掌握自锁控制二次线路的基本原理和实施方法，了解带指示灯的自锁控制的工作原理，并进行设计和调试实验。
2.实训设备：本次实训使用一台带指示灯的自锁控制二次线路实验箱，其中包括电源、按钮开关、指示灯以及继电器等基本元件。
3.实训步骤：(1)实验电路的搭建。
根据实验要求，搭建带指示灯的自锁控制电路，包括电源接入、按钮开关接入、指示灯、继电器等元件的连接，确保线路正确、可靠。
(2)自锁控制的工作原理。
首先，需要了解自锁控制的工作原理。
在带指示灯的自锁控制线路中，按钮开关起到一个控制作用，指示灯用于显示电路的状态。
当按钮开关按下时，电路闭合，指示灯亮起，并使继电器吸合，使线路自锁锁定。
当按钮开关再次按下时，电路断开，指示灯熄灭，继电器脱开，线路解锁。
(3)实验调试与测试。
将电源接入，按下按钮开关，观察指示灯的变化，以及继电器的工作状态。
根据实验要求，进行不同的测试情景和条件，验证自锁控制的工作准确性和可靠性。
4.实训结果：通过本次实训，成功搭建了带指示灯的自锁控制二次线路，并进行了各项测试和验证。
实验结果表明，自锁控制线路能够准确可靠地实现设备的状态锁定和解锁，对于控制设备的操作和安全具有重要意义。
5.实训总结：本次实训通过实际动手操作，使我更加深入地理解了自锁控制二次线路的工作原理和实现方式，掌握了搭建和调试自锁控制线路的技巧和方法。
同时，通过实验的测试与验证，也加深了我对电气控制的理解和认识。
希望今后能够运用所学知识，更好地应用于实际生产和工作中。
实训二三相四线制电度表间接接法电路的安装接线
一、实训目的：
1、了解三线四线制电度表的结构和接线方法；
2、了解电流互感器的作用及接线方法；
3、掌握三相四线制电度表间接接法的接线工艺；
二、实训任务：三相四线制电度表间接接法电路的安装接线及故障排除
任务要求：
1、按安装图安装三相四线制电度表、电流互感器和三相闸刀开关；
2、按照电路原理图连接线路。
2、每个电路设置三个故障，在规定时间内排除故障。
三、电路原理图
1、直接接法：
2、间接接法
四、安装图
五、实训过程总结。
利用微波信道传送电话信号摘要为解决广播电视部门在偏远地区机房的通信问题，利用已有的空闲微波信道，传送普通电话信号，在没有架设电话线的地区，通过该设备可以直接拨号，进入市话，还可以连接小程控用户交换机，实现内部通话和多部分机分时共享线路资源。
该设备可用于任何带音频接口的信道，是一种便于推广的优良产品。
关键词双音多频（DTMF）；用户交换机；微波信道1 引言随着社会的进步，广播电视事业得到飞速的发展，为了覆盖更多的地区，全国各地建立了众多的转播站，其中有相当多的转播站建立在偏远地区和高山上，这些地区常常不通电话，在那里工作的值班人员，只能通过公务电话与中心取得联系，与外界通信非常不便。
为此而研制的微波信道电话交换机，彻底解决了转播站的通信问题，大大改善了转播站的工作环境，取得了很好的效果。
2 基本原理从电话交换机出来的一对用户电话线上，传输的是双向模拟信号，话音频率在300～3 400 Hz之间，要完成在微波信道上传输，需要做以下三项工作：（1）2／4转换：把在一对线上传输的双向信号转变成分别在两对线上传输的单向信号--四线入和四线出，即：把从交换机来的语音信号通过四线出，耦合到微波调制的入口处，经过微波下行信道发送到转播站；而从转播站来的语音信号，再经过上行信道发回，进入四线入，变成二线回到交换机，这样就完成了语音的双向传输。
（2）定义信令：把电话的振铃、摘机、挂机等信号，转变成可在话音信道中传输的音频信号，通过预先的定义，让双方彼此识别对方的信令。
该系统框图如图1、图2所示。
图1 系统的转换部分图2 系统的交换控制部分3 电话转发器电话转发器（图1）设在县市微波站，这里应有电话用户线，它的作用是：（1）把电话交换机出来的模拟双向用户线变成模拟单向四线，为进入微波入信道或接收微波出信道做准备。
（2）检测用户线来的振铃信号，用该信号控制一双音多频（DTMF）发生器发出一双音频信号，并把该双音频信号耦合到微波信道中，作为振铃信令发送出去。
数字程控交换实验报告姓名:学号:班级:实验一程控交换原理实验系统及控制单元实验实验步骤:5．将万用表拔至直流电压档，然后测量电源模块-48、-12、-5、+5、+12的电压是否正常：-48为-48V，-12为-12V，-5为-5V，+5为+5V，+12为+12V。
(-48V允许误差±10%，其它为±5%)实验二用户线接口电路及二\四线变换实验六．实验步骤6．用户电话单机的直流供电（B）的观测。
（现以用户1为例）用户1的电话处于挂机状态，用万用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A 为-46V，TP1B为，它们之间电压差为44V。
(此值只是作为参考，以实验为准)测试值:用户1的电话处于摘机状态，用万用表的直流档测量TP1A，TP1B对地的电压，TP1A 为-28V左右，TP1B为-19V左右。
（测得的电压与电话的内阻抗有关，所以每部电话的测量值不一定相同, 此处只是作为参考。
）测试值:7．观察二\四线变换的作用。
用正常的呼叫方式，使用户1、用户3处于通话状态。
当用户1对着电话讲话时（或按电话上的任意键），用示波器观察TP11上的波形，为语音信号（或双音多频信号），不讲话时无信号。
用户1讲话时候波形:用户1按电话上的任意键波形:当用户1听到用户3讲话时（或用户3按电话上任意键），用示波器观察TP12上的波形，为语音信号（或双音多频信号），对方不讲话时无信号。
用示波器观察TP1A 。
不管是用户1讲话还是用户3讲话（或按电话上的任意键）此测试点都有语音波形（或双音多频信号）。
8．摘、挂机状态检测的观测。
当用户1的电话摘机时，用示波器测量TP13为高电平（4V 左右）。
测试值:当用户1的电话挂机时，用示波器测量TP13为低电平（0V 左右）。
测试值:9．被叫话机振铃（R ）的观测。
用户1处于挂机状态，用户3呼叫用户1，即用户3拨打“68”，使用户1振铃。
当用户1的电话振铃时，用示波器观察TP14，振铃时TP14为高电平（4V 左右）；不振铃时TP14为低电平（0V 左右）。
利用微波信道传送电话信号摘要为解决广播电视部门在偏远地区机房的通信问题，利用已有的空闲微波信道，传送普通电话信号，在没有架设电话线的地区，通过该设备可以直接拨号，进入市话，还可以连接小程控用户交换机，实现内部通话和多部分机分时共享线路资源。
该设备可用于任何带音频接口的信道，是一种便于推广的优良产品。
关键词双音多频（DTMF）；用户交换机；微波信道1 引言随着社会的进步，广播电视事业得到飞速的发展，为了覆盖更多的地区，全国各地建立了众多的转播站，其中有相当多的转播站建立在偏远地区和高山上，这些地区常常不通电话，在那里工作的值班人员，只能通过公务电话与中心取得联系，与外界通信非常不便。
为此而研制的微波信道电话交换机，彻底解决了转播站的通信问题，大大改善了转播站的工作环境，取得了很好的效果。
2 基本原理从电话交换机出来的一对用户电话线上，传输的是双向模拟信号，话音频率在300～3 400 Hz之间，要完成在微波信道上传输，需要做以下三项工作：（1）2／4转换：把在一对线上传输的双向信号转变成分别在两对线上传输的单向信号--四线入和四线出，即：把从交换机来的语音信号通过四线出，耦合到微波调制的入口处，经过微波下行信道发送到转播站；而从转播站来的语音信号，再经过上行信道发回，进入四线入，变成二线回到交换机，这样就完成了语音的双向传输。
（2）定义信令：把电话的振铃、摘机、挂机等信号，转变成可在话音信道中传输的音频信号，通过预先的定义，让双方彼此识别对方的信令。
该系统框图如图1、图2所示。
图1 系统的转换部分图2 系统的交换控制部分3 电话转发器电话转发器（图1）设在县市微波站，这里应有电话用户线，它的作用是：（1）把电话交换机出来的模拟双向用户线变成模拟单向四线，为进入微波入信道或接收微波出信道做准备。
（2）检测用户线来的振铃信号，用该信号控制一双音多频（DTMF）发生器发出一双音频信号，并把该双音频信号耦合到微波信道中，作为振铃信令发送出去。
《程控交换》实验二用户线接口电路及二\四线变换实验----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、实验目的1、全面了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。
2、通过对AM79R70电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理解。
3、了解二\四线变换电路的工作原理。
二、实验内容1、参考有关程控交换原理教材中的用户线接口电路等单节，对照该实验系统中的电路，了解其电路的组成与工作过程。
2、通过主叫、被叫的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。
三、实验原理1，用户接口电路的作用在现代电话通信设备与程控交换机中，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）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成。
用户电路也可称为用户线接口电路。
任何交换机都具有用户线接口电路。
2．用户线接口电路在本实验系统中，用户线接口电路选用的是爱立信公司的PBL38710，在“程控交换.exe”软件中点击“芯片数据手册”菜单的“BL38710 用户线接口电路芯片数据手册”打开该芯片的数据手册文档。
PBL38710 的功能包括向用户话机恒流馈电、向被叫用户话机馈送铃流、用户摘机后自行截除铃流、摘挂机的检测、语音信号的二/四线混合转换，用户电路的双向传输衰耗均为-1 dB，供电电源+5 V 和5 V。
其各项性能指标符合邮电部制定的有关标准。
3.用户接口电路的的电路原理图4．工作过程为了简单和经济起见，反映用户状态的信号一般都是直流信号，当用户摘机时，用户环路闭合，在用户线上有直流电流流过。
主叫摘机表示呼叫信号，被叫摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也断开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。
实验二用户线接口电路实验及二/四线变换原理
一、实验目的
1、了解用户线接口电路功能（BORST）的作用及其实现方法。
2、通过对PBL38772电路的学习与实验，进一步加深对BORST功能的理
解。
3、了解二/四线变换电路的原理
二、预习要求
认真预习程控交换原理中有关用户线接口电路等章节。
三、实验仪器仪表
1、程控交换系统一台
2、电话单机二台
3、20MHZ示波器一台
4、万用表一台
四、电路工作过程
在现代电话通信设备与程控交换机中，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）实现的一些用户功能放到“用户电路”来完成。
用户电路也可称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit-SLIC）。
任何交换机都具有用户线接口电路。
根据用户电话机的不同类型，用户线接口电路（SLIC）或用户环路接口电路可分为模拟用户接口电路和数字用户接口电路两种。
由于实验系统使用的电话单机为模拟电话单机，应而选用模拟用户线接口电路，而对数字用户线接口电路不作介绍。
模拟用户线接口电路在实现上的最大压力上是应能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器（或混合线圈）、继电器等分立元件构成，随着微电子技术的发展，近十年来在国际上陆续开发多种模拟SLIC，它们或是采用半导体集成工艺或是采用薄膜、厚膜混合工艺，并已实用化。
在实际中，基于实现和应用上的考虑，通常将BORSHCT功能中过压保护由外接元器件完成，编解码器部分另单成一体，集成为编解码器（CODEC），其余功能由所谓集成模拟SLIC承接。
在程控交换机中，向用户馈电，向用户振铃等功能都是在绳路中实现的，馈电电压一般是—60V，用户的馈电电流一般是20mA~30mA，铃流是25H Z/90V 左右，而在程控交换机中，由于交换网络处理的是数字信息，无法向用户馈电、振铃等，所以向用户馈电、振铃等任务就由用户线接口电路来承担完成，再加上其它一些要求，程控交换机中的用户线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。
模拟用户线接口电路的楞能可以归纳为BORSCHT七种功能，具体含义是：（1）馈电（B—Battery feeling）向用户话机送直流电流，通常要求馈电电压为-48伏或-24伏，环路电流不小于18mA。
（2）过压保护（O—Overvoltage protection）防止过压过流冲击和损坏电路、设备。
（3）振铃控制（R—Ringing Control）向用户话机馈送铃流，通常为25H Z/90Vrms正弦波。
（4）监视（S—Supervision）监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲等信号以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，通常采用PCM编码器（Coder）与解码器(Decoder)
来完成，统称为CODEC。
相应的防混叠与平滑低通滤波器占有话路
（300H Z—3400H Z）带宽，编码速率为64kb/s。
（6）混合（H—Hyhird）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，接收数字四线单向信号之间的连接。
过去这种
功能由混合线圈实现，现在改为集成电路，因此称为“混合电路”。
（7）测试（T-Test）对用户电路进行测试。
模拟用户线接口电路的产品品种很多，在本实验系统中，用户线接口电路选用的是PBL38772。
它包含向用户话机馈电、监视、混合、环路状态检测等功能单元以及双端——单端变换话音网络。
PBL38772的引脚功能图如表2-1所示。
引脚封装见图2-1。
图2-1 PBL38772管脚分配图
●线路功能介绍
PBL38772是用户线接口电路（SLIC），用于提供二线电话线和电话局或PBX 四线一侧之间的接口，功耗低、成本低、性能好。
具有BORSCHT的绝大多数功能，特别是：
1.具有振铃插入，振铃检测功能。
能够取得和控制铃音信号
2.在芯片激活状态下，提机的时候电源功耗小
3.在铃音电压VBAT（-80V）和话音电压VTBAT（-24V）之间可以自动转
换
4.铃声门限可编程
PBL38772不具备语音信号的编码解码功能，必须由外部电路提供。
●芯片工作状态介绍
PBL38772中有四个逻辑接口C3、C2、C1、DET。
其中C3、C2、C1为
数字输入，通过控制系统向这三个引脚中输入高或低电平来使芯片工作
在不同的状态。
DET是状态检测脚。
其状态表如2-2。
应用电路
PBL38772的基本应用电路如图2-2所示。
图2-2 应用电路图
用户线接口电路大体上有以下功能：
（1）向用户话机供电，供电电源采用-24V，回路供电电流大约为11~15mA，用户提机的时候提供馈电，挂机的时候不提供馈电。
（2）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DET输出高电平，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DET输出低电平，以向CPU中央
集中控制系统表示“忙”；
（3）接受用户电路发送的DTMF双音多频信号，以送给CPU中央集中控制系统检测识别被叫用户的号码。
（4）向用户送振铃信号，具体如下：
A、振铃（且用户不摘机时）振铃信号能送到话机上，并能使用户状态
检测输出端送出低电平给CPU中央集中控制系统，以示用户未应答；
B、振铃时用户摘机，则用户状态检测输出端通送出高电平，表示用户已
应答，此时CPU中央集中控制处理系统应立即送出一信号给振铃控
制电路，以便迅速切断铃流信号，以接通主、被叫用户的通路，使
之通信建立；
C、保护内部电路，使之免受外线过压过流的袭击。
本实验系统共有四个用户线接口电路，电路的组成与工作过程的均一样，因此只对其中的一路进行分析，图2-3是一号机用户线接口电路的电路原理图
图2-3 用户1接口电路原理图
在实际应用中，反映用户状态的信号一般都是直流信号，当用户摘机时，用户环路闭合，在用户线上有直流电流流过。
主叫摘机，表示呼叫信号，被叫摘机，则表示应答信号，当用户挂机时，用户环路断开，用户线上的直流电流也断开，因此交换机可以通过检测用户线上直流电流的有无来区分用户状态。
在用户模块1中，在芯片没有被激活的情况下，用户提机时，发光二极管不亮，在芯片激活的情况下，当用户摘机时，发光二极管D104亮表示用户已处于摘机状态，U102的24脚由高电平变成低电平，此状态送到控制系统进行检测该路是否摘机，当检测到该路有摘机时，CPU再进行下一步处理。
在此时用电话机拨号，用示波器可以在AX1孔中检测到信号。
PBL38772集成了振铃的插入和解脱控制，当用户有人呼叫时，需给话机提
供一个振铃信号（25H Z/80V），使电话振铃，当被叫用户摘机后，电路自动切断振铃信号，接通话路信号，由于控制电路中全是低压数字信号，所以该功能也是由用户线接口电路来完。
二\四线变换的作用就是把用户线接口电路中的话音模似信号（TR）通过该电路的转换分成去话（T）与来话（R），对该电路的要求是：
1、将二线电路转换成四线电路；
2、信号由四线收端到四线发端要有尽可能大的衰减，衰减越大越好；
3、信号由二线端到四线发端和由四线收端到二线端的衰减应尽可能小，越
小越好；
4、应保持各传输端的阻抗匹配；
五、实验内容
1、参考有关程控交换原理教材中的用户线接口电路等章节，对照该实验系
统中的电路，了解其电路的组成与工作过程。
2、通过电话机的摘、挂机操作，了解B、R、S等功能的具体作用。
3、了解振铃插入、振铃解脱的工作原理。
4、了解二到四线转换器的工作原理。
六、实验步骤
1、将一电话单机连接到用户接口模块一的电话接口J101。
2、观察和测量
⏹打开系统电源，按实验箱键盘上的“2”键，激活芯片，
分别观察挂机和摘机两种情况下发光二极管是D104发
光还是不发光；
⏹在用户1挂机的情况下，再按键盘的“2”键一次，给用
户1 送振铃音，听振铃音并观察发光二极管D104的发
光情况，提机后在听电话话筒并观察发光二极管D104
的发光情况，若用户1提机或者停送振铃音；
3、按“F”键结束实验返回主菜单。
七、实验注意事项
1、当实验过程中出现不正常现象时，请按一下ARM板上的“复位”键。
2、由于振铃信号的电压为80V，在送振铃音时一定要确保电话1挂机，在拿起电话后要立即听送振铃音。
八、实验报告要求
1、画出本次实验电路方框图，并能说出其工作过程。
2、整理在实验过程中记录的各种数据，并对它们进行分析，根据电路工作原理
写出各种状态出现的原因，并将它们列表。
