一種單片機電話單機測試儀的設計

隨著我國電訊業的迅速發展，電話單機需求量激增，為此研制了一種能快速、準確測試電話單機主要性能并對其故障定位的測試儀器。測試儀的特點為：信號方式、接口形式符合有關用戶交換機的國家標準；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。

單片機電話測試儀的主要功能為：

·環阻測量：測量用戶摘機狀態環路接通電阻Ron和掛機狀態的漏電流Ioff；

·脈沖拔號測量：包括測量脈沖串的個數、速率、斷續比、間隔等參數；

·雙音拔號測量：測量譯碼準確性、持續時間、最小間隔等參數；

·5km仿真功能：模擬話機應用的真實環境，測量話機功能是否正常；

·振鈴測試功能；

·內部通話功能。

1 硬件框圖及工作原理

硬件框圖如圖1所示。用戶電路向話機提供饋電，并在用戶摘機呼出后，將呼出信號送送片機。單片機控制信號音驅動單元向用戶發送拔號音，同時監視用戶是否拔號。收到拔號信號后，馬上關閉信號音驅動單元，轉入信號掃描程序。

進入信號掃描程序后，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。在振鈴測試狀態下，單片機控制鈴流信號發生器向話機送出鈴流信號，檢測話機收鈴單元是否正常。通話是在兩部話機之間進行。通過兩部話機之間的通話，確定話機的送話、受話的質量。另外，單片機接收鍵盤命令，實現環阻測量、控制轉換及5km仿真線的接入等。

2 硬件電路設計及測量原理

硬件電路分話路電路的和單片機測量與控制電路兩大部分。

2.1 話路電路

話路電路包括用戶電路、振鈴驅動電路、信號音驅動電路、交換網絡等。

用戶電路由三端穩壓器、光電耦合器、與非門、電阻及二極管組成。三端穩壓器接成恒流源組態，產生20mA恒定電流。光電耦合器實現電平轉換。當用戶摘機呼出后，直流環路閉合，有20mA電流流過，光電耦合器輸出低電平，經與非門整形后送單片機輸入端口ST1。單片機對該輸入口循環檢測，得到脈沖串個數、速率、斷續比、間隔等數據信息。

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

設用戶負載電阻為100kΩ時環路電位為Uoff'（該值預先存儲在單片機內存中），用戶掛機時環路電位為Uoff，若Uoff≥Uoff'，說明Ioff指標合格；若UoffUoff'，說明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，送三態門輸入端，通過P1.1、P2.2控制三態門的使能端，產生撥號音、忙音、回鈴音等信號。由交換網絡將信號送給選定的話機。

交換網絡由J1～J6繼電器構成，在不同的測試要求下，各繼電器動作情況如表1所示。其中，NC代表靜合觸點接通；NO代表動合觸點接能。