一種單片機電話(huà)單機測試儀的設計

隨著(zhù)我國電訊業(yè)的迅速發(fā)展，電話(huà)單機需求量激增，為此研制了一種能快速、準確測試電話(huà)單機主要性能并對其故障定位的測試儀器。測試儀的特點(diǎn)為：信號方式、接口形式符合有關(guān)用戶(hù)交換機的國家標準；操作方法上符合人們的操作習慣；功能較全、測試速度快、定位準確。

單片機電話(huà)測試儀的主要功能為：

·環(huán)阻測量：測量用戶(hù)摘機狀態(tài)環(huán)路接通電阻Ron和掛機狀態(tài)的漏電流Ioff；

·脈沖拔號測量：包括測量脈沖串的個(gè)數、速率、斷續比、間隔等參數；

·雙音拔號測量：測量譯碼準確性、持續時(shí)間、最小間隔等參數；

·5km仿真功能：模擬話(huà)機應用的真實(shí)環(huán)境，測量話(huà)機功能是否正常；

·振鈴測試功能；

·內部通話(huà)功能。

1 硬件框圖及工作原理

硬件框圖如圖1所示。用戶(hù)電路向話(huà)機提供饋電，并在用戶(hù)摘機呼出后，將呼出信號送送片機。單片機控制信號音驅動(dòng)單元向用戶(hù)發(fā)送拔號音，同時(shí)監視用戶(hù)是否拔號。收到拔號信號后，馬上關(guān)閉信號音驅動(dòng)單元，轉入信號掃描程序。

進(jìn)入信號掃描程序后，單片機首先確認是脈沖拔號還是雙音拔號。如果是脈沖拔號，單片機執行脈沖信號掃描程序，對脈沖串計數、測量其速率、斷續比、數字間隔等參數。如果是雙音多頻拔號，則單片機接收譯碼結果、持續時(shí)間、最小間隔等參數。測量完成后，顯示測量結果，并做出判決。在振鈴測試狀態(tài)下，單片機控制鈴流信號發(fā)生器向話(huà)機送出鈴流信號，檢測話(huà)機收鈴單元是否正常。通話(huà)是在兩部話(huà)機之間進(jìn)行。通過(guò)兩部話(huà)機之間的通話(huà)，確定話(huà)機的送話(huà)、受話(huà)的質(zhì)量。另外，單片機接收鍵盤(pán)命令，實(shí)現環(huán)阻測量、控制轉換及5km仿真線(xiàn)的接入等。

2 硬件電路設計及測量原理

硬件電路分話(huà)路電路的和單片機測量與控制電路兩大部分。

2.1 話(huà)路電路

話(huà)路電路包括用戶(hù)電路、振鈴驅動(dòng)電路、信號音驅動(dòng)電路、交換網(wǎng)絡(luò )等。

用戶(hù)電路由三端穩壓器、光電耦合器、與非門(mén)、電阻及二極管組成。三端穩壓器接成恒流源組態(tài)，產(chǎn)生20mA恒定電流。光電耦合器實(shí)現電平轉換。當用戶(hù)摘機呼出后，直流環(huán)路閉合，有20mA電流流過(guò)，光電耦合器輸出低電平，經(jīng)與非門(mén)整形后送單片機輸入端口ST1。單片機對該輸入口循環(huán)檢測，得到脈沖串個(gè)數、速率、斷續比、間隔等數據信息。

根據用戶(hù)摘機時(shí)環(huán)路電平UA，測量環(huán)路電阻：Ron=（UA-UD）/I0，其中UD為二極管的壓降。

設用戶(hù)負載電阻為100kΩ時(shí)環(huán)路電位為Uoff'（該值預先存儲在單片機內存中），用戶(hù)掛機時(shí)環(huán)路電位為Uoff，若Uoff≥Uoff'，說(shuō)明Ioff指標合格；若UoffUoff'，說(shuō)明Ioff指標不合格。

單片機由P3.1輸出25Hz方波信號，控制晶體管的通斷，使其集電極輸出25Hz、幅度為90V的方波信號，經(jīng)π型低通濾波器濾除高次諧波分量后，得到25Hz正弦信號作為鈴流信號。

單片機由P1.0輸出450Hz信號，送三態(tài)門(mén)輸入端，通過(guò)P1.1、P2.2控制三態(tài)門(mén)的使能端，產(chǎn)生撥號音、忙音、回鈴音等信號。由交換網(wǎng)絡(luò )將信號送給選定的話(huà)機。

交換網(wǎng)絡(luò )由J1～J6繼電器構成，在不同的測試要求下，各繼電器動(dòng)作情況如表1所示。其中，NC代表靜合觸點(diǎn)接通；NO代表動(dòng)合觸點(diǎn)接能。