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本章内容本章内容1.1 1.1 通信系统的概念通信系统的概念1.2 1.2 无线电波的传播特性无线电波的传播特性1.3 1.3 无线电波的频段划分无线电波的频段划分1.4 1.4 调制的通信系统调制的通信系统 返回总目录返回总目录本章重点与难点本章重点与难点 （一）本章重点（一）本章重点 通信系统的概念；通信系统的概念；无线电波的传输特性；无线电波的传输特性；调制的通信系统；调制的通信系统；无线电广播调幅发射机和超外差无线电广播调幅发射机和超外差 接收机；接收机；（二）本章难点（二）本章难点 调制的通信系统调制的通信系统n通信的任务就是传递各种信息（包括语通信的任务就是传递各种信息（包括语言、音乐、文本、图像和数据等），言、音乐、文本、图像和数据等），传输信息的系统称为传输信息的系统称为“通信系统通信系统”。n一个完整的通信系统应包括那几部分组一个完整的通信系统应包括那几部分组成呢成呢?现以大家熟知的无线电广播发送系统和现以大家熟知的无线电广播发送系统和超外差式接收机为例进行分析。超外差式接收机为例进行分析。1.1 1.1 通信系统的概念通信系统的概念一、一、无线电广播发送系统无线电广播发送系统高频部分有：高频部分有：主振级主振级由石英晶体振荡器产生频率稳定由石英晶体振荡器产生频率稳定 度高的载波；度高的载波；缓冲级缓冲级实质上是一种吸收功率小，工作实质上是一种吸收功率小，工作 稳定的放大级，其作用是减弱后稳定的放大级，其作用是减弱后 级对主振级的影响；级对主振级的影响；倍频器倍频器将载波频率提高到需要的频率值；将载波频率提高到需要的频率值；高频放大器高频放大器高频放大以提高输出功率；高频放大以提高输出功率；它由高频、低频和电源三大部分组成它由高频、低频和电源三大部分组成 调制器调制器 该系统功能是使高频载波信号该系统功能是使高频载波信号 幅度按低频信号大小变化的幅度调制，幅度按低频信号大小变化的幅度调制，然然后经发射天线以电磁波形式向远方辐射。后经发射天线以电磁波形式向远方辐射。低频部分有：话筒（或录音带等）、低频低频部分有：话筒（或录音带等）、低频电压放大器、低频功率放大器。电压放大器、低频功率放大器。使低频信号通过逐级放大到所需的功率使低频信号通过逐级放大到所需的功率电平，对高频（载波）进行调幅。电平，对高频（载波）进行调幅。二二 、超外差式接收机、超外差式接收机n接收天线收到的微弱高频调幅信号经接收天线收到的微弱高频调幅信号经输入输入回路选频后回路选频后，通过，通过高频放大器放大高频放大器放大，送到，送到混频器与本机振荡器产生的等幅高频信号混频器与本机振荡器产生的等幅高频信号进行进行混频混频，得到的信号波形其包络形状与，得到的信号波形其包络形状与输入高频信号的波形相同输入高频信号的波形相同(仍为调幅波仍为调幅波)，但，但频率由原来高频变成了中频，经频率由原来高频变成了中频，经中频放大中频放大后送到后送到检波器检波器，检出原调制的低频信号，检出原调制的低频信号，然后再经过低频放大，最后从扬声器还原然后再经过低频放大，最后从扬声器还原成原来的声音信息（语言或音乐）。成原来的声音信息（语言或音乐）。一个完整的通信系统应包括信息源、发送设一个完整的通信系统应包括信息源、发送设备、传输信道、接收设备和收信装置五部分。备、传输信道、接收设备和收信装置五部分。n信息源信息源是指要传送的原始信息，如文字、数据、是指要传送的原始信息，如文字、数据、语音、音乐、图像等，一般是非电量。对于非语音、音乐、图像等，一般是非电量。对于非电量信号，经输入变送器变换为电信号（例如电量信号，经输入变送器变换为电信号（例如被传输的是声音信息就需先经声被传输的是声音信息就需先经声电换能器电换能器话筒，变换为相应信号的电信号）。如果输入话筒，变换为相应信号的电信号）。如果输入信息本身就是电信号（如计算机输出的二进制信息本身就是电信号（如计算机输出的二进制信号）时，可以直接送到发送设备。信号）时，可以直接送到发送设备。n发送设备发送设备是将电信号变换为适应于信道传输特是将电信号变换为适应于信道传输特性的信号的一种装置。性的信号的一种装置。n接收设备接收设备的功能和发送设备相反，它是将的功能和发送设备相反，它是将信道传输接收到的信号恢复成与发送设备信道传输接收到的信号恢复成与发送设备输入信号相一致的一种装置。输入信号相一致的一种装置。n收信装置收信装置是将电信号还原成原来的信息。是将电信号还原成原来的信息。例如通过扬声器（喇叭）或耳机还原成原例如通过扬声器（喇叭）或耳机还原成原来的声音信息（语言或音乐）。来的声音信息（语言或音乐）。n信道信道即传输信息的通道，或传输信号的通即传输信息的通道，或传输信号的通道。概括起来有两种，即有线信道和无线道。概括起来有两种，即有线信道和无线信道。有线信道包括架空明线、电缆、光信道。有线信道包括架空明线、电缆、光缆等，无线信道可以是传输无线电波的自缆等，无线信道可以是传输无线电波的自由空间，如地球表面的大气层、水、地下由空间，如地球表面的大气层、水、地下及宇宙空间等。及宇宙空间等。n噪声源噪声源是指信道中的噪声及分散在通信系是指信道中的噪声及分散在通信系统中其他各处噪声的集中表示。统中其他各处噪声的集中表示。传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播特性指的是无线电信号的传播方式、传播距离、传播特点等。传播距离、传播特点等。不同频段的无线电不同频段的无线电信号，其传播特性不同。信号，其传播特性不同。同一信道对不同频同一信道对不同频率的信号传播特性是不同的。率的信号传播特性是不同的。传播方式主要有直射传播、绕射（地波）传播方式主要有直射传播、绕射（地波）传播、折射和反射（天波）传播及散射传播传播、折射和反射（天波）传播及散射传播等。等。决定传播方式和传播特点的关键因素是决定传播方式和传播特点的关键因素是无线电信号的频率。无线电信号的频率。1.2 1.2 无线电波的传播特性无线电波的传播特性n为了有效的传输信号，不同波段的信号所为了有效的传输信号，不同波段的信号所采用的主要传播方式是不同的。采用的主要传播方式是不同的。n长波信号以地波绕射为主。中波和短波信长波信号以地波绕射为主。中波和短波信号可以以地波和天波两种方式传播，号可以以地波和天波两种方式传播，不过，不过，前者以地波传播为主，后者以天波（反射前者以地波传播为主，后者以天波（反射和折射）传播为主。和折射）传播为主。超短波以上频段的信超短波以上频段的信号大多以直射方式传播，也可以采用对流号大多以直射方式传播，也可以采用对流层散射的方式传播。层散射的方式传播。图图1-2 1-2 无线电波传播方式无线电波传播方式n在各种无线电系统中，信息是依靠高频无在各种无线电系统中，信息是依靠高频无线电波来传递的，线电波来传递的，那么应该如何选择高频那么应该如何选择高频载波的频率呢？载波的频率呢？n我们知道，频率从几十千赫至几万兆赫的我们知道，频率从几十千赫至几万兆赫的电磁波都属于无线电波，所以它的频率范电磁波都属于无线电波，所以它的频率范围是很宽的，围是很宽的，为了便于分析和应用，习惯为了便于分析和应用，习惯上将无线电的频率范围划分为若干个区域，上将无线电的频率范围划分为若干个区域，即即对频率或波长进行分段，称为频段或波对频率或波长进行分段，称为频段或波段。段。1.3 1.3 无线电波的频段划分无线电波的频段划分 无线电波在空间传播的速度是无线电波在空间传播的速度是3030万公万公里里/秒。秒。电波在一个桭荡周期电波在一个桭荡周期 T 内的传播距内的传播距离叫做波长，用符号离叫做波长，用符号表示。表示。波长波长，频，频率和电磁波传播速度率和电磁波传播速度C 的关系为的关系为 这是电磁波的基本关系式这是电磁波的基本关系式。因为不同频段信号的产生，放大和接因为不同频段信号的产生，放大和接收的方法不同，传送的方式也不同，因而收的方法不同，传送的方式也不同，因而它们的应用范围也不同。表它们的应用范围也不同。表1-11-1列出了无线列出了无线电波的波（频）段划分。电波的波（频）段划分。1.4 1.4 调制的通信系统调制的通信系统 在传送信号的一方（发送端），用我们所要在传送信号的一方（发送端），用我们所要传送的对象（例如话音信号）去控制载波的幅度传送的对象（例如话音信号）去控制载波的幅度（或频率或相位），使载波的幅度（或频率或相（或频率或相位），使载波的幅度（或频率或相位）随要传送的对象信号而变位）随要传送的对象信号而变.这里对象信号本身称为这里对象信号本身称为“调制信号调制信号”，调制，调制后形成的信号称为后形成的信号称为“已调信号已调信号”。调制使幅度变调制使幅度变化的称化的称“调幅调幅”，使频率变化的称，使频率变化的称“调频调频”，使，使相位变化的称相位变化的称“调相调相”。载波只起一个携带和运载波只起一个携带和运送调制信号的作用，相当于送调制信号的作用，相当于“运载工具运载工具”，而调而调制信号才是真正需要传送的对象。制信号才是真正需要传送的对象。一、一、什么是调制什么是调制n分析：若信号频率为分析：若信号频率为1kHz，其相应波长为其相应波长为300km，若采用若采用1/4 波长的天线，根据波长的天线，根据 就可以算出就可以算出天线长度需要天线长度需要75km，制造这样制造这样的天线是很困难的。的天线是很困难的。n只有天线实际长度与电信号的波长相比拟只有天线实际长度与电信号的波长相比拟时，这时电信号才能以电磁波形式有效地时，这时电信号才能以电磁波形式有效地辐射，为了缩短天线长度辐射，为了缩短天线长度,要求射频电信号要求射频电信号必须有足够高的频率。必须有足够高的频率。二、二、为什么要进行调制？为什么要进行调制？在接收信号的一方（接收端）在接收信号的一方（接收端），从收到的已调信号中把调制信号恢复从收到的已调信号中把调制信号恢复出来的过程。出来的过程。对应发送端三种调制方对应发送端三种调制方式式,相应的有相应的有调幅波的解调调幅波的解调(检波检波)，调，调频波的解调频波的解调(鉴频鉴频)，调相波的解调，调相波的解调(鉴鉴相相)。三、三、什么是解调什么是解调 按照按照信道中传输的信道中传输的是模拟信号还是是模拟信号还是数字信号数字信号可把通信系统相应分成两类，可把通信系统相应分成两类，即模拟通信系统和数字通信系统即模拟通信系统和数字通信系统 。四、模拟通信系统和数字通信系统四、模拟通信系统和数字通信系统模拟通信系统的基本组成方框图模拟通信系统的基本组成方框图n这里这里用调制器代替了发送设备、用解调器代替了用调制器代替了发送设备、用解调器代替了接收设备。接收设备。虽然发送设备和接收设备还包括其他虽然发送设备和接收设备还包括其他电路，但调制器和解调器对信号的变换起着决定电路，但调制器和解调器对信号的变换起着决定性的作用，对通信质量起关键作用。性的作用，对通信质量起关键作用。n在数字通信系统中，传输的是数字信号。当用数在数字通信系统中，传输的是数字信号。当用数字信号进行调制时，通常称为键控。字信号进行调制时，通常称为键控。三种基本的键控方式三种基本的键控方式振幅键控振幅键控（ASK）频率键控频率键控（FSK）相位键控（相位键控（PSK）数字通信系统的基本组成方框图数字通信系统的基本组成方框图 “通信电子电路通信电子电路”课程主要内容有：谐振回路、课程主要内容有：谐振回路、小信号调谐放大器、高频调谐功率放大器、倍频小信号调谐放大器、高频调谐功率放大器、倍频器、正弦波振荡器、变频器、振幅调制及检波电器、正弦波振荡器、变频器、振幅调制及检波电路、角度调制及解调电路、锁相环路等。着重讨路、角度调制及解调电路、锁相环路等。着重讨论论发送设备和接收设备各单元的工作原理和组成，发送设备和接收设备各单元的工作原理和组成，以及构成发送、接收设备的各种单元电路的工作以及构成发送、接收设备的各种单元电路的工作原理、典型电路和分析方法原理、典型电路和分析方法。“通信电子电路通信电子电路”课程主要内容课程主要内容