無線電廣播概述
出處:tyw 發(fā)布于:2008-09-18 14:48:45
1.聲音
聲音是由物體的機械振動產(chǎn)生的,能發(fā)聲的物體稱為聲源。聲源振動的頻率有高、有低,這里所說的頻率指的是聲源每秒振動的次數(shù)。人耳能聽到的聲音頻率范圍為20 Hz~20 kHz,通常把這一范圍的頻率,稱為音頻,有時也稱為聲頻。
在聲波傳播的過程中,由于空氣的阻尼作用,聲音的大小將隨著傳播距離的增大而減小,所以聲音不能直接向很遠的地方傳送。聲音可以通過無線和有線廣播的方式進行傳送。
2.電磁波
通過物理學的電磁現(xiàn)象可以知道,在通入交流變化電流的導體周圍會產(chǎn)生交流變化的磁場,交流變化的磁場在其周圍又會感應出交流變化的電場,交流變化的電場又在其周圍產(chǎn)生交流變化的磁場,這種變化的磁場與變化的電場不斷交替產(chǎn)生,并不斷向周圍空間傳播,就形成了電磁波。
常見的可見光、看不見的紅外線、遠紅外線、紫外線、各種射線及無線電波都是頻率不同的電磁波。
3,無線電波
無線電波只是電磁波中的一小部分,但頻率范圍很寬。不同頻率的無線電波的特性是不同的。無線電波按其頻率(或波長)的不同可劃分為若干個波段,一股把分米波和米波合稱為超短波,把波長小于30 cm的分米波和厘米波合稱為微波。無線電波按波長不同分成長波、中波、短波、超短波等。不同的波段有不同的用途。例如,長波10~100 kHz專門用做超遠程無線電通信和導航,中波段的150~415 kHz(波長2000~723m)和550~1500 kHz(波長545~⒛0 m)規(guī)定專門用做中波廣播,短波范圍在6 MHz到30 MHz專門用做業(yè)余通信,超過60 MHz的超短波專門用做電視廣播。
4.無線電廣播基本原理
無線電廣播所傳遞的信息是語言和音樂。語言和音樂的頻率很低,通常在⒛~20 000 Hz的范圍內(nèi)。實際上,天線能夠有效地將信號輻射出去,要求其長度與信號的波長成一定的關系為L=λ/4,λ/2,λ。低頻無線電波如果直接向外發(fā)射,需要足夠長的天線,而且能量損耗也很大。例如,對于1000 Hz的語音信號,如果用74天線直接輻射,相應的天線尺寸應為75 km。因此,實際上音頻信號是不能直接由天線來發(fā)射的。所以,無線電廣播要借助高頻電磁波才能把低頻信號攜帶到空間中去。無線電廣播利用高頻的無線電波作為“運輸工具”,首先把所需傳送的音頻信號“裝載”到高頻信號上,然后再由發(fā)射天線發(fā)送出去。
為了有效地實現(xiàn)音頻信號的無線傳送,在發(fā)射端需要將信號“裝載”在載波上。在接收端,需要將信號從載波上“卸載”下來。這一過程稱為調(diào)制與解調(diào)。能夠攜帶低頻信號的等幅高頻電磁波稱為載波。載波的頻率稱為載頻。例如,中央人民廣播電臺其中一個頻率是640 kHz,這個頻率指的就是載頻。
日前無線電廣播可分為兩大類,即調(diào)頻廣播(FM)和調(diào)幅廣播(AM)。
調(diào)幅廣播是用高頻載波信號的幅值來裝載音頻信號(調(diào)制信號),即用音頻信號來調(diào)制高頻載波信號的幅值,從而使原為等幅的高頻載波信號的幅度隨著調(diào)制信號的幅度的變化而變化,如圖1(a)所示。幅值被音頻信號調(diào)制過的高頻載波信號稱為己調(diào)幅信號,簡稱為調(diào)幅信號。
調(diào)頻廣播是用高頻載波信號的頻率來裝載音頻信號(調(diào)制信號),即用音頻信號來調(diào)制高頻載波信號的頻率,從而使原為等幅的高頻載波信號的頻率隨著調(diào)制信號的幅度的變化而變化,如圖1(b)所示。頻率被音頻信號調(diào)制過的高頻載波信號稱為已調(diào)頻信號,簡稱調(diào)頻信號。調(diào)幅信號和調(diào)頻信號統(tǒng)稱為己調(diào)制信號,或簡稱為已調(diào)信號。

圖9 已調(diào)信號的波形圖
從調(diào)幅和調(diào)頻廣播的頻率范圍可以看出,調(diào)幅廣播所用的波長較長,其特點是傳播距離遠,覆蓋面積大,接收機的電路也比較簡單,價格便宜。缺點是所能傳輸?shù)囊纛l頻帶較窄,音質(zhì)較差,從而不宜傳輸高質(zhì)量的音樂節(jié)目,并且其抗干擾能力較差。而調(diào)頻廣播所能傳輸?shù)囊纛l頻帶較寬,宜于傳輸高保真的音樂節(jié)目,并且它的抗干擾能力較強。但由于調(diào)頻廣播工作于超短波波段,其缺點是傳播距離短,覆蓋范圍小,且易于被高大建筑物等所阻擋。人們正是利用了這一點,不同地區(qū)或城市可使用同一或相近的頻率,而不致引起相互干擾,提高了頻率利用率。
5.無線電廣播工作過程
在無線電廣播的發(fā)射過程中,聲音信號經(jīng)傳聲器轉(zhuǎn)換為音頻信號,并送入音頻放大器,音頻信號在音頻放大器中得到放大,被放大后的音頻信號作為調(diào)制信號被送入調(diào)制器。高頻振蕩器產(chǎn)生等幅的高頻信號,高頻信號作為載波也被送入調(diào)制器。在調(diào)制器中,調(diào)制信號對載波進行幅度(或頻率)調(diào)制,形成調(diào)幅波(或調(diào)頻波),調(diào)幅波和調(diào)頻波統(tǒng)稱為已調(diào)波。已調(diào)波再被送入高頻功率放大器,經(jīng)高頻功率放大器放大后送入發(fā)射天線,向空間發(fā)射出去。
接收機作為無線電廣播的接收終端,其基本工作過程就是無線電廣播發(fā)射的逆過程。接收機的基本任務是將空間傳來的無線電波接收下來,并把它還原成原來的聲音信號。接收機通過調(diào)諧回路,選擇出所需要的電臺信號,由檢波器從已調(diào)制的高頻信號中還原出低頻信號。還原低頻信號的過程稱為檢波(調(diào)幅)(調(diào)頻為鑒頻),或者稱為解調(diào)。解調(diào)是調(diào)制的反過程。由檢波器或鑒頻器還原出來的低頻信號,經(jīng)過音頻放大器放大,由揚聲器還原出聲音。
無線電廣播的傳輸過程如圖2所示。

圖2 無線電廣播的傳輸過程
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