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文檔簡介

1第一單元無線電基本知識波是是振動在物質(zhì)中傳播能量的一種形式,,我們常見的波有機械波(如聲波、水波)、電磁波(無線電波、宇宙射線、光正弦波是頻率成分最為單一的一種信號,這種信號的波形是數(shù)學上的正弦曲線。對于一個正弦量來說,如果幅值、頻率、初相位確定了,那么這個正弦量就完全確定了。幅值、頻率(與周期是倒數(shù)關(guān)系)、初2聲波或交變電流(或電壓)在單位時間例如;交流市電的頻率為50Hz;聲音信號中波廣播發(fā)射信號的頻率范圍為526.5-1606.5kHz,我國調(diào)頻廣播發(fā)射信號一般信號(例如語音信號和音樂信號等)都是由許多不同頻率、不同幅度的正弦分解為許多不同頻率、不同幅度的的正弦信號。為分析問題簡單起見,通常使用單一頻沿著波的傳播方向,兩個相鄰的同相位質(zhì)點間的距離叫做“波長”。它是指波動媒距離。在質(zhì)點振動的一個周期內(nèi),振動狀態(tài)傳播的距離恰是一個波長。波長反映了波在波長最長的無線電從長波,到中波,短波,直到波長最短的伽瑪射線單位時間內(nèi)波形傳播的距離,稱波速。通常50C時,溫度升高時略有增加)。近似為30萬千米每秒,而在任何介質(zhì)中電磁波波速均小于這一數(shù)值。波速(V)與波長(λ)和頻率(f)的關(guān)V=λ·f電磁波:電磁波是在空間傳播的交變電磁場,即電磁波是由交變電場和交變磁場構(gòu)成從科學的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是能夠釋出能量的物體,都會釋出電都是波長不同的電磁波。由于磁波不需要借助導線,在空間就可以傳播,因此也稱為無6利用電磁波進行通信的設備,都是靠振蕩電路產(chǎn)生電磁波的,振蕩電路是一種可以產(chǎn)生一定頻率的振蕩電流的電路。經(jīng)過相應無線電波段劃分7振蕩電路產(chǎn)生的電磁波是高頻振蕩,節(jié)目信號的頻率(例如音頻信號)比較低,為數(shù)(振幅、頻率或相位),稱為調(diào)制。通過調(diào)制,節(jié)目信號的頻譜就搬遷到高頻的范過安排不同的載波頻率,就將不同的節(jié)目安排在不同的頻道(頻率指配),不會發(fā)生相互干擾,便于接收端通過選擇頻率得到相應常用的調(diào)制方法有調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。8是一種變換器,在發(fā)射端,發(fā)射機產(chǎn)生的高頻信號通過饋線或饋管送往天線,通過天線變換成在無界媒介(通常是自由空間)中傳播的電磁波,或者進行相反的變換,大第二單元廣播9一、調(diào)幅廣播由振蕩電路產(chǎn)生的高頻振蕩信號的頻它是不攜帶信息的;通過相應的方法,控制高頻振蕩的幅度,讓其振蕩的瞬時幅度隨著聲音信號的變化規(guī)律線性變化,那么這樣的高頻振蕩就攜帶有聲音信息,稱為調(diào)幅度,經(jīng)過調(diào)幅的電波叫調(diào)幅波。它保持著高頻載波的頻率特性,但包絡線的形狀則和所傳遞的信號波形相似。接收機通過對調(diào)幅波調(diào)幅原理方框圖調(diào)幅波的解調(diào)通常使用包絡檢波器,包絡檢波器由非線性器件和低通濾波器組成。檢波器的輸入信號為調(diào)幅波,輸出信號就是發(fā)射端的調(diào)制信號,即節(jié)目信號。4、中波廣播載波頻率處于中波波段的廣播。的中頻頻段,各頻道中心頻率數(shù)字為9的中波廣播白天依靠地波傳播,夜間靠地波5、短波廣播短波廣播是載波頻率范圍處于2.3MHz-27MHz(在該范圍中,有若干個頻段作廣播用,有些頻段是安排給通信或其他應用)的短波波段的調(diào)幅廣播。無論白天和夜間,短波電波的傳播是通過電離層的反射傳播的,因此,傳播距離很遠,特別適合用于6、廣播信號傳輸系統(tǒng)(1)廣播節(jié)目制作與播出中心音臺、監(jiān)聽設備中央控制系統(tǒng)等它將聲音信號變?yōu)橐纛l電信廣播節(jié)目可分為語言節(jié)目與文藝節(jié)的文藝節(jié)目,有比較復雜的節(jié)目制作流磁帶激光唱片硬磁盤硬光盤等(2)節(jié)目源的傳輸將廣播節(jié)目從廣播中心送往地處郊對于大型發(fā)射臺來說,有很多發(fā)射機,使用不同的頻率對不同的覆蓋區(qū)域發(fā)射很多套不同的節(jié)目。這樣的發(fā)射臺就通過自己播節(jié)目按照節(jié)目運行時刻表分配到相應的發(fā)射機的信號輸入端。最后,通過發(fā)射機處理,其輸出信號經(jīng)天線交換系統(tǒng)和饋線,送往天線發(fā)射。通過電磁波傳送到聽眾的接收7、發(fā)射機的系統(tǒng)組成中、短波發(fā)射機是調(diào)幅發(fā)射機。實現(xiàn)調(diào)幅可以通過不同的方式。發(fā)射機主要由以下冷卻系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。8、調(diào)幅廣播接收機礦石收音機結(jié)構(gòu)簡單,不需要供電電源,沒有對信號放大的能力,通常只能接收信號比較強的廣播電臺的廣播,用耳機收和一副高阻抗耳機。因不使用放大器,無信號失真因素,礦石收音機的音質(zhì)很好。由于依靠天線接收無線電波的能量,天線越長、工作原理:L1、L2分別是線圈的初級的抽頭和C1選擇電臺(諧振于電臺的載波),由高頻旁路電容C2濾掉高頻成分,耳機中得到的便是音頻電流(含有直流成分)。(2)、超外差式收音機超外差式收音機電路混頻電路工作原理天線接收到的高頻信號經(jīng)調(diào)諧電路進行頻率選擇(設選擇的調(diào)幅波的載波頻率為fS)和放大后送入混頻器,與本地振蕩信號組合頻率成分。經(jīng)帶通濾波器(收音機中通常稱為中周)濾波,選擇出頻率固定的所謂中頻信號(載波頻率為fI并進行放大。選擇收聽不同的電臺,就有不同的fS,相應也有不同的fL,但二者的差fI總是固定的,通常為465kHz,即不論接收什么調(diào)幅電臺的信號,通過混頻處理,都變?yōu)檩d波頻率為465kHz的調(diào)幅波。然后,經(jīng)過包絡檢波器檢波,就獲得廣播節(jié)目信號,經(jīng)低頻放大器放大后,通過揚聲器放音。二、調(diào)頻廣播頻廣播發(fā)射機,并在北京試播。我國黑龍江臺于1979年采用導頻制在我國調(diào)制信號的變化規(guī)律而變化。1941年美國建立起世界上第一個調(diào)頻我國調(diào)頻廣播使用的頻率范圍:調(diào)頻廣播的主要優(yōu)點是:抗干擾能力強,音質(zhì)好(失真小,傳送的音頻信號最高用音頻調(diào)制信號控制電抗元件(通常為變?nèi)荻O管)的參數(shù),便可產(chǎn)生振蕩頻率隨調(diào)制信號變化的調(diào)頻波?,F(xiàn)在應用的電抗元頻率解調(diào)器(頻率檢波器),也稱鑒頻器。實現(xiàn)頻率解調(diào)的方法有三種。值鑒頻器和脈沖記數(shù)式鑒頻器。波形變換鑒頻器原理(調(diào)頻波調(diào)頻4、調(diào)頻廣播發(fā)射臺系統(tǒng)5、調(diào)頻廣播發(fā)射機6、調(diào)頻廣播接收機7、調(diào)頻立體聲廣播人們利用雙耳能夠判斷聲源的方位和空間分布,這就是“雙耳效應”。能使聽者獲得空間分布感覺的系統(tǒng)稱為立體聲系統(tǒng),它由適當布局的話筒、傳輸通道(有線或無線)和揚聲器(喇叭)組成。最簡單的立體聲是容易實現(xiàn)的左右兩個聲道的兩聲道立最早的立體聲廣播是利用中波調(diào)幅廣兩臺不同頻率的發(fā)射機分別傳送立體別接收不同頻率的發(fā)射機的信號,各自的揚頻譜和設備利用不經(jīng)濟;立體聲質(zhì)量的幅度關(guān)系和相位關(guān)系。因此,未能得到實早期的調(diào)頻廣播都是單聲道廣播,也就是說傳送的是節(jié)目信號的左右信息(用L和R表示)的和信號(用M=L+R),收音機揚聲器播放的聲音聽起來就不會有立體感。世界大多數(shù)國家的調(diào)頻立體聲廣播使發(fā)射端原理通過編碼,形成立體聲復合信號。,處于30Hz-15kHz的頻率的副載波進行抑制載波調(diào)幅,上下邊帶占據(jù)23kHz-53kHz進行立體聲廣播時,將立體聲復合信號作為調(diào)制信號,對發(fā)射機射頻載波接收端原理立體聲廣播時,調(diào)頻接收機解調(diào)器(鑒頻器)輸出的便是立體聲復合信號。將其送入立體聲解碼器,通過解碼處理,最終得到由于它沒有立體聲解碼器,只能恢復出主信道信號(和信號),因此聽覺跟單聲道廣播(4)調(diào)頻立體聲廣播接收機一、無線電視廣播(一)無線電視廣播系統(tǒng)(二)無線電視廣播頻段及頻率范圍頻率(MHz)VHFIVHFIIIIVV(三)電視信號及傳送特點同時傳輸圖像(采用殘留邊帶調(diào)幅)和伴音(采用調(diào)頻)。我國規(guī)定每個電視頻道電視圖像信號是現(xiàn)場的或記錄的活動景象通過一定的技術(shù)系統(tǒng)變換出的電信將圖像上不同位置各點的明暗程度,通過電子掃描和光電轉(zhuǎn)換,變?yōu)榘磿r間順序排列、電平大小與圖像亮度成比例變化黑白圖像信號+行和場同步信號+消保證收發(fā)同步掃描;消隱信號是為行回掃和場回掃時不形成掃跡而設置的。帶有圖像色彩信息的電信號。通過技術(shù)設備將色彩圖像分出的三基色(紅-R,綠-G,藍-B)轉(zhuǎn)換成電信號后,線性變換兩個色差信號。其中的亮度信號(Y)將在黑白顯示器上顯示出黑白圖像。Y+V+U+行和場同步信號+色同步與電視畫面內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的聲音信轉(zhuǎn)換(由光信號變?yōu)殡娦盘枺┦前凑找欢ǖ姆绞酵降剡M行相反的轉(zhuǎn)換(由電信號變?yōu)閷D像畫面的掃描是自左而右、自上而下、一行一行逐幅進行的。當掃描速度足夠快時,由于人眼的視覺惰性,觀看接收機屏幕上還原出的圖像就連續(xù)的的活動圖像。攝像機中的攝像管是光電轉(zhuǎn)換器件,掃描是由攝像管產(chǎn)生電子束完成的。采用隔行掃描方式,將一幀分為兩場,每場隔行掃描:每幀圖像分為兩場來掃描,第一場(奇數(shù)場)掃描畫面的奇數(shù)行,第二場(偶數(shù)場)掃描畫面的偶數(shù)行。兩場圖像嵌套在一起構(gòu)成一幅完整圖像。通過彩色圖像攝像機先將彩色圖像分通過三個光電轉(zhuǎn)換器件分別將分解后的紅(3)彩色電視信號編碼三基色電信號并不是各自獨立傳送的。此外,為了與黑白電視機兼容,還要考慮傳送亮度信號(即黑白電視信號中的圖像信亮度信號EY可以由三基色電信號(分YRGB三基色信號減去亮度分量后得到三個R-YRYG-YGYB-YBY在彩色電視系統(tǒng)中,實際傳送的是亮度信號EY和紅色色差信號ER-Y=ER-EY與藍色色差信號EB-Y=EB-EY。上述信號組合過程稱為編碼,通過相(4)亮度信號EY、紅色色差信號ER-Y=ER-EY與藍色色差信號EB-Y=EB-EY量分布是從0Hz開始隨著頻率的升高逐漸衰減的,能量主要集中在低中頻率范圍。色差信號通過低通濾波器后頻帶壓縮在原有0-6MHz的頻率范圍傳輸亮度信號(為與黑白電視兼容)又要傳送色差信號,為不使相互影響和便于以后在接收端分離,將色差信號進行頻譜搬遷,通過正交平衡調(diào)幅,將其搬至頻帶的高端。為減弱亮度信號與色差信號的相互影幅后形成的譜線與亮度信號的譜線是交錯(間置)的,即亮度信號的頻譜出現(xiàn)在行頻的整數(shù)倍處,色差上下邊帶的頻譜處于半行經(jīng)正交平衡調(diào)幅后形成的紅色與藍色的色差上下邊帶信號復合(稱為復合彩色電(5)接收機信號處理接收端經(jīng)對主載波解調(diào),得到復合彩選擇出發(fā)端經(jīng)過頻譜搬遷的兩種色差上下對于黑白電視機來說,只處理亮度信對于彩色電視機來說,由紅色色差信號ER-Y和藍色色差信號EB-Y導出綠色色差信號EG-Y:EB-Y再將三個色差信號與亮度信號相加,R-YYRYYRG-YYGYYGB-YYBYYB上述處理是通過相應的解碼矩陣電路三基色電視信號經(jīng)彩色顯像器件的電光轉(zhuǎn)換、掃描和混色,最終在屏幕上顯示出電視廣播中傳送的與圖像內(nèi)容相關(guān)的聲音信號稱為電視伴音信號,伴音方式有單聲道伴音、立體聲伴音和雙語言伴音,應用的是調(diào)頻廣播的技術(shù)。音射頻(比圖像射頻載波高6.5MHz經(jīng)1、分別放大式(雙通道)電視發(fā)射機2、共同放大式(單通道)電視發(fā)射機彩色電視接收機由公共通道、亮度通道、解碼通道、顯示通道、伴音通道、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等部分組成。顯象管;彩色顯象管;彩色液晶顯示器;彩色等離子顯示器;其他新型顯示器。二、有線電視系統(tǒng)有線電視是利用同軸電纜或光纜組成傳輸與分配網(wǎng)絡,將電視節(jié)目傳送給觀眾的一種電視廣播方式。傳輸?shù)男盘栆彩歉哳l電磁波,與無線電波的傳播不同,信號只限制在電纜或光纜中傳送,沒有多徑傳播和反射傳輸質(zhì)量高視頻與伴音的調(diào)制方式:與無線電視相三、衛(wèi)星電視(含廣播)衛(wèi)星電視是利用人造地球同步衛(wèi)星上覆蓋范圍廣,可傳輸?shù)墓?jié)目套數(shù)高,節(jié)目(MHzMHz)頻段CKuKu(二)系統(tǒng)構(gòu)成1、衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)構(gòu)成2、上行發(fā)送端原理頻信號一起組成基帶信號,然后再對70發(fā)射指配的頻率,功率放大后通過發(fā)射天線3、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器原理MHz放大后再進行上變頻,變到指配的下行頻率,功率放大后向地面發(fā)射。一個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器有寬的帶寬,例如由輸入信號的和組成,每一路信號占據(jù)各自4、衛(wèi)星信號接收原理集體接收時,衛(wèi)星地球接收站接收天線(大尺寸的形狀像拋物面的鍋)對準衛(wèi)星,接收信號經(jīng)饋線送到高頻頭處理,變?yōu)橹蓄l信號,經(jīng)功率分配后,分配到各個接收機。個體接收時,由接收天線(尺寸較小的形狀像拋物面的鍋)對準衛(wèi)星,信號經(jīng)饋線5、衛(wèi)星接收機6、衛(wèi)星節(jié)目傳輸實例第四單元數(shù)字廣播電視1、模擬信號與數(shù)字信號不論是聲音信息還是圖像信息,要想記錄或傳送,都要首先通過話筒或攝像機,將其變成相應的電信號。這種表示信息的電信④時間和幅度都離散的信號。通常,我們把時間和幅度都連續(xù)的信號稱為模擬信號,把時間與幅度都離散的信號稱2生活環(huán)境中的連續(xù)與離散樓梯臺階高度是一個臺階一個臺階的變化,是離散的;而兩側(cè)扶手高度的變化是3、數(shù)字信號的形式采用PCM(脈沖編碼調(diào)制)技術(shù)來實現(xiàn)。PCM是將模擬信號的抽樣量化值變換成代時間間隔進行周期性掃描,把時間連續(xù)和幅度連續(xù)的電信號,變?yōu)闀r間離散和幅度連續(xù)對模擬信號取樣的時間間隔T稱為取樣s取樣頻率的含義是每秒鐘對模擬信號取樣一個頻帶限制在0~fH之間的低通模擬信失真地從取樣值恢復出原始信號。在數(shù)字音頻技術(shù)中,視不同的應用,通常用于數(shù)字衛(wèi)星廣播用于演播室數(shù)字視頻技術(shù)中,亮度信號取樣頻率為原始的模擬信號(為簡單起見,給出一得到信號(圖b)把取樣后得到的樣值幅度分為有限數(shù)量的范圍(稱為量化級數(shù)),在同一個范圍內(nèi)的樣值,不論實際是大是小,看作同樣的大?。ɡ缍家暈樵摲秶闹兄担?。本例中分級數(shù)要根據(jù)實際信號的動態(tài)范圍及要求的質(zhì)量來選擇。量化前后的樣值是有差別的,編碼就是把經(jīng)過量化的離散樣值變換成相應的數(shù)字信號碼組,即每個樣值都用相應M=2n或n=logM22號按照樣值出現(xiàn)的時間順序排列在一起,就字信號信號變?yōu)樵瓉淼哪M信號,稱為數(shù)模樣值(數(shù)字量的輸入和模擬量輸出有相應的關(guān)系再經(jīng)低通濾波器濾波就恢復出原始經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)字信號的數(shù)據(jù)768kb/s視頻信號的數(shù)據(jù)率更高。傳輸高數(shù)據(jù)率的信號需要大的射頻帶寬,存儲高數(shù)據(jù)率的節(jié)目需要大容量的存儲器,交換高數(shù)據(jù)率的節(jié)目在線路上需要占用長的時間。信源編碼的任務主要是解決數(shù)據(jù)存儲、交換、傳輸?shù)挠行詥栴}。即通過對信源數(shù)據(jù)率的壓縮,力求用最少的數(shù)碼傳遞最大的(2)數(shù)據(jù)率降低的機理在編碼時降低信號中的冗余,解碼時重充分利用人耳(眼)的心理聲(光)學(4)信源編碼的質(zhì)量數(shù)據(jù)率下,經(jīng)解碼會表現(xiàn)出不同的質(zhì)量;同一種編碼方法,編碼后的數(shù)據(jù)率越不同的信源編碼方法和不同的數(shù)據(jù)率,可以滿足不同的應用要求。所謂信道編碼(又稱前向糾錯編碼、差錯控制編碼是按照一定的規(guī)則,在信源編碼后的數(shù)據(jù)流中,人為加進冗余,即補充差錯保護,使信源編碼的信號盡可能無干擾地通過傳輸信道送到接收機,也就是說,通過信道編碼,當出現(xiàn)傳輸差錯時,在接收機中可以進行識別和修正,確保傳輸?shù)目煽浚?)編碼付出的代價n代表經(jīng)信道編碼后的總數(shù)據(jù)率,則信道編數(shù)據(jù)傳輸越可靠。但傳輸?shù)挠行宰儾?,加在?shù)字廣播電視系統(tǒng)中,使用了不同碼等。不同的編碼方法有不同的糾錯能力。數(shù)字的比特序列形式,載波仍然使用正弦形的模擬信號(容易產(chǎn)生,可經(jīng)濟地進行傳(2)數(shù)字調(diào)制的基本方法調(diào)制過程是輸入數(shù)據(jù)控制(鍵控)載波的幅度、頻率或相位,固此相應有三種基(1)幅移鍵控(ASK如果同時改變載波的幅度和相位,稱為振幅數(shù)字信號是四進制數(shù)字信號。用四種不同的對高頻載波調(diào)制后,形成相同幅度和四正弦高頻振蕩可用矢量圖表示:矢量的長度代表高頻振蕩的幅度,矢量與橫坐標之間的夾角代表高頻振蕩的相位。如果用處于矢量終點的園點表示矢量圖中矢量,就稱為接收端就是根據(jù)接收到的高頻振蕩的不同相位,來判決發(fā)端傳來的數(shù)字信號是符號,逐符號的傳送數(shù)字序列。每個符號的(4)16QAM既調(diào)幅又調(diào)相的調(diào)制方式。這種調(diào)制方式有1、數(shù)字廣播電視傳輸?shù)膬?yōu)點抗干擾和噪聲的能力強,傳輸質(zhì)量高;傳輸可靠性高;發(fā)射機功率可以降低;節(jié)約頻譜;數(shù)字信號便于處理、存儲、交換,便于和計算機等聯(lián)接,數(shù)字信號容易延時和加擾,數(shù)字信號經(jīng)過適當處理,可以通過計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)互聯(lián)和資源共享。便于實現(xiàn)多媒體;數(shù)字化產(chǎn)品體積小、重量輕、功耗省、2、數(shù)字廣播電視傳輸系統(tǒng)構(gòu)成原理3、數(shù)字音頻廣播(DAB)系統(tǒng)*寬帶系統(tǒng)段的不同,安排有不同數(shù)量的大量載波,每一個載波是窄的子信道,只傳送較低的數(shù)據(jù)率,全部載波傳送的總數(shù)據(jù)率仍然很高*多媒體廣播*寬的工作頻率范圍*多種覆蓋方式地面(T—DAB)*四種工作模式

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