第4章-无线电广播发送与接收培训讲学课件.ppt

1、第4章-无线电广播发送与接收主要内容主要内容4.1 无线电广播技术基础知识无线电广播技术基础知识4.2 中短波广播发送技术中短波广播发送技术4.3 调频的基本原理调频的基本原理4.4 广播接收技术广播接收技术4.1 4.1 无线电广播技术基础知识无线电广播技术基础知识调幅分类及广播电视中对应业务调幅分类及广播电视中对应业务n含有载波的双边带调幅，简称普通调幅（），含有载波的双边带调幅，简称普通调幅（），主要应用主要应用于中波调幅广播（）。于中波调幅广播（）。n抑制载波的双边带调幅（抑制载波的双边带调幅（DSB-AM,Double Side Band-AM），），又称平衡调幅或抑载调幅，主要应用

2、于调频立体声又称平衡调幅或抑载调幅，主要应用于调频立体声广播（广播（stereo FM）副信道中的差信号（）副信道中的差信号（S=L-R）对）对38z副载波的调制。彩色电视中的色度信号对彩色副载波副载波的调制。彩色电视中的色度信号对彩色副载波(fsc=4.43Mz)的调制。的调制。n单边带调幅（单边带调幅（SSB-AM,Single Side Band-AM），），主要主要用于短波广播中。用于短波广播中。n残留边带调幅（残留边带调幅（VSB-AM,Vestigial Side Band-AM），主要用于电视广播中对图象信号的载波主要用于电视广播中对图象信号的载波fV的调制。的调制。调频调频FM

3、有效带宽有效带宽B:B=2(m f+1)F =2(f+F)调频广播标准规定调频广播标准规定：有效带宽 B=200 kHz；电视广播中伴音标准规定电视广播中伴音标准规定：B=250 kHz。调幅与调频的调幅与调频的主要区别主要区别（1）高频载波振幅高频载波振幅：调幅的振幅是变化的。调频是等幅波：调幅的振幅是变化的。调频是等幅波。（2）高频载波频率高频载波频率：调幅的高频载波频率不变化；调频的：调幅的高频载波频率不变化；调频的频率变化，并与调制信号的幅度成正比。频率变化，并与调制信号的幅度成正比。（3）已调波频带宽度已调波频带宽度：调幅后的信号所占的频带宽度为调：调幅后的信号所占的频带宽度为调制信

4、号最高频率的两倍。调频波所占的频带宽度要比调幅制信号最高频率的两倍。调频波所占的频带宽度要比调幅波宽得多。波宽得多。（4）声音质量声音质量：调幅保真度较差，收听效果不够满意。调：调幅保真度较差，收听效果不够满意。调频声音清晰，保真度较高，抗干扰能力强，噪声小，音质频声音清晰，保真度较高，抗干扰能力强，噪声小，音质优美动听。可进行调频立体声广播，使收听者能获得立体优美动听。可进行调频立体声广播，使收听者能获得立体感、方位感、临场感强的声音。感、方位感、临场感强的声音。（5）传输距离传输距离：调幅的传输距离和覆盖范围比调频大。：调幅的传输距离和覆盖范围比调频大。二、无线电波的基本特性二、无线电波的

5、基本特性 声音广播的传播媒介是电磁波。声音广播的传播媒介是电磁波。携带声音信息的电磁波称为携带声音信息的电磁波称为无线电波无线电波，它可，它可以在空间传播。也可以通过导线（光缆或者以在空间传播。也可以通过导线（光缆或者电缆）传播。电缆）传播。频率和波长频率和波长 频率频率：电磁波在每秒钟变化的次数，单位为赫兹（：电磁波在每秒钟变化的次数，单位为赫兹（Hz）。）。电磁波的传播速度电磁波的传播速度：在空气中的传播速度为光速：在空气中的传播速度为光速3108m/s。周期周期：电磁波每变化一次所用的时间，单位为秒（：电磁波每变化一次所用的时间，单位为秒（s）。波长波长：在一个周期内传播的距离，单位为米

6、（：在一个周期内传播的距离，单位为米（m）。）。电磁波的频率（电磁波的频率（f）、波长（）、波长（）与波速（）与波速（）之间）之间关系：关系：=f1.无线电波频段划分无线电波频段划分序序号号 频频段段名名称称 频频率率范范围围 波波段段名名称称 波波长长范范围围 1 极低频（ELF）10 兆米 2 超低频（SLF）30300 赫 超长波 101 兆米 3 特低频（ULF）3003000 赫 特长波 1000100 千米 4 甚低频（VLF）330 千赫 甚长波 10010 千米 5 低频（LF）30300 千赫 长波 101 千米 6 中频（MF）3003000 千赫 中波 1000100 米

7、 7 高频（HF）330 兆赫 短波 10010 米 8 甚高频（VHF）30300 兆赫 米波 101 米 9 特高频（UHF）3003000 兆赫 分米波 101 分米 10 超高频（SHF）330 吉赫 厘米波 101 厘米 11 极高频（EHF）30300 吉赫 毫米波 101 毫米 12 3003000 吉赫 微波 亚毫米波 10.1 毫米 国际上分为国际上分为12个频段，通个频段，通常的无线电通信只使用其常的无线电通信只使用其中的第中的第4至第至第12个频段。个频段。我国广播电视波段（频段）划分我国广播电视波段（频段）划分中波中波（中频）（中频）526.5kHz（570m）至）至1

8、605.5kHz（187m），），国内声音广播。国内声音广播。短波短波（高频）（高频）2.3MHz（130m）至）至26.1MHz（11.5m），），国外声音广播。国外声音广播。微波微波可分为特高频可分为特高频UHF（分米波）、超高频（分米波）、超高频SHF（厘米波）、极高频（厘米波）、极高频EHF（毫米波）。卫（毫米波）。卫星广播通常使用星广播通常使用C波段（波段（3.96.2GHz）和）和Ku波段波段(11.712.2GHz)。传输节目和卫星广传输节目和卫星广播。播。广播电视波段（频段）划分广播电视波段（频段）划分超短波超短波包括米波（甚高频）和分米波包括米波（甚高频）和分米波（特高频）（

9、特高频）甚高频甚高频VHF（米波）（米波）48.7MHz（6.16m）至）至223MHz（1.35m），又分为），又分为、三个波段。三个波段。特高频特高频UHF（分米波）（分米波）470MHz（0.64m）至）至958MHz（0.31m），主要用于），主要用于地面电视广播，可容纳地面电视广播，可容纳56个频道，它又分为个频道，它又分为、两个波段。两个波段。2、无线电波的传播方式、无线电波的传播方式1、天波传播天波传播经过经过电离层电离层反射后到达接收点反射后到达接收点；2、空间波传播空间波传播经过经过对流层对流层在自由空间传播在自由空间传播；3、地波传播地波传播沿沿地球表面地球表面传播。传播。

10、传播距离比较：传播距离比较：电离层电离层 地面地面 直线直线无线电波的传播方式无线电波的传播方式 电离层电离层电离层电离层：从地球上空从地球上空60公里到大气层外缘几千公里高度的公里到大气层外缘几千公里高度的空间内，大气层中的空气分子受太阳辐射的紫外线空间内，大气层中的空气分子受太阳辐射的紫外线和和X射线照射后，一部分气体分子被电离，形成电射线照射后，一部分气体分子被电离，形成电子、正离子和负离子。子、正离子和负离子。电离层分层：电离层分层：白天有三到四层存在，按其高度排列为白天有三到四层存在，按其高度排列为D、E、F层层或或D、E、F1、F2层，层，在夜间，在夜间，D、F1层消失，只有层消失

11、，只有E、F2层存在。层存在。电离层电离层问题讨论问题讨论:为什么不同波段的无线电波采用不为什么不同波段的无线电波采用不同的传播方式同的传播方式?中、长波中、长波:绕射能力强，地面衰耗小，信号稳定可靠。绕射能力强，地面衰耗小，信号稳定可靠。波长较长，容易产生绕射现象。波长较长，容易产生绕射现象。长波在地面传播时能绕过障碍物长波在地面传播时能绕过障碍物（大山、高大建筑物（大山、高大建筑物）地波传播地波传播长波容易被电离层吸收；长波容易被电离层吸收；短波短波容易被电离层反射；容易被电离层反射；微波容易穿过电离层。微波容易穿过电离层。天波传播天波传播微波微波:频率很高；频率很高；直线传播。直线传播。

12、空间波、视波空间波、视波3.3.各波段电波的传播特点各波段电波的传播特点1、中波：、中波：白天被电离层强烈吸收，主要由白天被电离层强烈吸收，主要由地波地波传播。传播。晚间晚间D层消失，天波由层消失，天波由E电离层电离层反射可传到反射可传到较远距离。较远距离。铁塔高度通常为四分之一波长，即几十米至铁塔高度通常为四分之一波长，即几十米至一百多米，一百多米，所辐射的地波约可传播所辐射的地波约可传播200公里。公里。各波段电波的传播特点各波段电波的传播特点2、短波：、短波：主要由天波传播主要由天波传播。（F2电离层）电离层）衰落现象：衰落现象：由于电离层的电离程度和位置高度变化由于电离层的电离程度和位

13、置高度变化，传播不稳定，收听的信号忽强忽弱。，传播不稳定，收听的信号忽强忽弱。短波广播的发射天线尺寸比中波要短小得多，发射短波广播的发射天线尺寸比中波要短小得多，发射机的功率也可以小得多。机的功率也可以小得多。靠天波传播的距离很远，靠天波传播的距离很远，可达上万公里可达上万公里。各波段电波的传播特点各波段电波的传播特点3 3、超短波、超短波（米波和分米波）（米波和分米波）频率高，地波衰减大，又容易穿出电离层，频率高，地波衰减大，又容易穿出电离层，因此因此只能靠空间波传播。只能靠空间波传播。即在收、发两点间即在收、发两点间直线的方向传播，也称为直线的方向传播，也称为视距传播视距传播。传播距离一般

14、只有传播距离一般只有几十公里几十公里，发射天线架得越高传播效果越好。发射天线架得越高传播效果越好。各波段电波的传播特点各波段电波的传播特点4 4、微波：、微波：视距传播：视距传播：在两个地点之间传送节目。在两个地点之间传送节目。微波中继传输：微波中继传输：由于微波的传播距离只有几十公里由于微波的传播距离只有几十公里，而且会受到传播路径中高大物体的阻挡，因此需，而且会受到传播路径中高大物体的阻挡，因此需要每隔一定距离设一微波站，形成微波链路，将信要每隔一定距离设一微波站，形成微波链路，将信号一站一站接力传向远方的方式。号一站一站接力传向远方的方式。无线电波传输方式无线电波传输方式波波 段段波波

15、长长频频 率率方式方式传播特点传播特点中、中、长波长波200m1500kHz沿地表传沿地表传播播大地表面是导体，一部分电磁大地表面是导体，一部分电磁波会损耗掉，频率越高，损耗波会损耗掉，频率越高，损耗越大越大短波短波10m-200m1.530MHz靠电离层靠电离层反射传播反射传播电磁波一部分被吸收，另一部电磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。频率分被反射或折射到地面。频率越高，被吸收的能量越小，但越高，被吸收的能量越小，但频率越过一定值，电磁波会穿频率越过一定值，电磁波会穿过电离层，不再返回地面过电离层，不再返回地面超短超短波波10m30MHz沿空间直沿空间直线传播线传播地球表面是弯

16、曲的，所以只能地球表面是弯曲的，所以只能限制在视线范围内限制在视线范围内模拟广播的特点模拟广播的特点 当前模拟广播形式：当前模拟广播形式：调幅广播（中波、短波）、调频广播调幅广播（中波、短波）、调频广播 各种广播的特点：各种广播的特点：调制方式，频率范围和带宽，传播方式，优调制方式，频率范围和带宽，传播方式，优缺点缺点中波中波短波短波调频调频调制方式调制方式 全载波双边全载波双边带调幅带调幅全载波双边全载波双边带调幅带调幅调频调频频率范围频率范围 526.5-1606.5 kHz 2.3-27 MHz 87-108MHz 带宽带宽 9kHz 10kHz 有效带宽约有效带宽约200kHz 传播方

17、式传播方式 地波，天波地波，天波 天波天波空间波空间波优缺点优缺点优：覆盖广，传播远，优：覆盖广，传播远，接收简单接收简单缺：易受干扰，质量较缺：易受干扰，质量较差差 优：质量好，优：质量好，干扰小干扰小 缺：多径和移缺：多径和移动接收影响大动接收影响大 4.3 4.3 调频广播发送技术调频广播发送技术一、调频广播一、调频广播工作频段：工作频段：VHF（视距传播）（视距传播）；频率范围：频率范围：87-108MHz；带宽：理论带宽为带宽：理论带宽为，有效带宽为有效带宽为200 KHz左右左右；调频时主载波的调频时主载波的最大频偏为最大频偏为 75KHz。调频广播的优点调频广播的优点1、线性失真

18、小，抗干扰能力强、线性失真小，抗干扰能力强2、没有串信现象、没有串信现象3、信噪比高、信噪比高4、能进行高保真广播、能进行高保真广播5、便于开办立体声、多节目和附加信息广、便于开办立体声、多节目和附加信息广播。播。6、发射机功率利用系数高，整机效率高。、发射机功率利用系数高，整机效率高。调频广播的缺点调频广播的缺点1、覆盖范围有限、覆盖范围有限2、存在、存在“门限门限”效应和寄生调频干扰效应和寄生调频干扰3、多径失真、多径失真二、立体声广播技术二、立体声广播技术立体声广播立体声广播：除传送声音的响度、音调和音色：除传送声音的响度、音调和音色外，传输声源的方位信息，以外，传输声源的方位信息，以“

19、声像声像”的形式重的形式重现声场的声音，使听众获得重放声音的立体感的现声场的声音，使听众获得重放声音的立体感的广播。广播。立体声广播的方式：立体声广播的方式：双声道双声道 、四声道以及多声、四声道以及多声道道 。实用方式：实用方式：采用双声道立体声技术。采用双声道立体声技术。双声道立体声广播的制式双声道立体声广播的制式1、双声道立体声双声道立体声：将声源信息检成：将声源信息检成L、R两个声道进行两个声道进行重放达到立体声效果。重放达到立体声效果。2、双声道调频立体声广播双声道调频立体声广播（FM stereophonic broadcast）：使用）：使用一个载波一个载波完成完成L、R两个信号

20、传输的两个信号传输的多路传输技术。多路传输技术。3、优选原则优选原则：（1）具有兼容性，即单声道和双声道互为兼容；）具有兼容性，即单声道和双声道互为兼容；（2）接收机构造简单；）接收机构造简单；（3）保证有良好的分离度，副信道信号质量要高。）保证有良好的分离度，副信道信号质量要高。双声道立体声广播的制式双声道立体声广播的制式4、主要制式主要制式 （1）频率分割制（两次调制方法）：）频率分割制（两次调制方法）：FM-FM制制 AM-FM制（导频制）制（导频制）（2）时间分割制）时间分割制 （3）方向分割制）方向分割制5、频率分割制的基本原则频率分割制的基本原则和差方式和差方式主信道主信道（M=L

21、R），具有声频频段全部频率分量），具有声频频段全部频率分量 副信道副信道（S=LR），用），用S信号对副载波调制信号对副载波调制双声道立体声广播的制式双声道立体声广播的制式6、重放原理重放原理：L声道声道 M+S=（L+R）+（L-R）=2L R声道声道 M-S=（L+R）-（L-R）=2R双声道立体声广播是二重调制系统双声道立体声广播是二重调制系统基带信号：基带信号：调制主载波的信号。调制主载波的信号。频分法：频分法：用频率搬移的方法将各路信息安插在相互用频率搬移的方法将各路信息安插在相互不重叠的频带内形成基带信号，再用基带信号去调不重叠的频带内形成基带信号，再用基带信号去调制主载波。制主载

22、波。二重调制系统：二重调制系统：第一次调制第一次调制：形成基带，可采用调幅（：形成基带，可采用调幅（AM）、调频（）、调频（FM）、脉冲调制（）、脉冲调制（PM）等；）等；第二次调制第二次调制：对主载波调制，采用是：对主载波调制，采用是FM。依第一次调制采用的调制形式的不同，可构成不同依第一次调制采用的调制形式的不同，可构成不同的调制系统。如的调制系统。如AM-FM系统、系统、FM-FM系统。系统。我国调频立体声广播制式我国调频立体声广播制式-导频制导频制导频制立体声广播：导频制立体声广播：采用采用“和差传送和差传送”方式和二方式和二重调制（重调制（AM-FM）方法以实现兼容性的立体声）方法以

23、实现兼容性的立体声广播制式。广播制式。采用采用AM-FM二重调制方式：二重调制方式：用音频的差信号（用音频的差信号（S信号）对副载频（选用信号）对副载频（选用38kHz频率）进行抑制频率）进行抑制载波方式的双边带调幅（平衡调幅，载波方式的双边带调幅（平衡调幅，DSB-AM），再与和信号（），再与和信号（M信号）以及频率为副载频频信号）以及频率为副载频频率二分之一的导频信号（率二分之一的导频信号（19kHz）合成后，再）合成后，再去对主载频进行调频，实现立体声广播。去对主载频进行调频，实现立体声广播。导频制立体声复合信号导频制立体声复合信号：由和信号：由和信号M、经调制后、经调制后的差信号的差信

24、号S及导频信号组成的调制主载波的基带及导频信号组成的调制主载波的基带信号。信号。导频制立体声广播复合信号频谱图导频制立体声广播复合信号频谱图（P111P111）67KHz67KHz7.5KHz导频制立体声广播导频制立体声广播既便于传送立体声信号，又有利于单声道调频既便于传送立体声信号，又有利于单声道调频接收机接收立体声广播电台发出的信号。接收机接收立体声广播电台发出的信号。和信号和信号M=L+R 所包含的信息和所占有的频率所包含的信息和所占有的频率范围与单声道调频广播是一样的，所以单声道范围与单声道调频广播是一样的，所以单声道调频接收机能解调出这一频率范围的立体声左调频接收机能解调出这一频率范

25、围的立体声左右信号。右信号。调频立体声广播发射机框图调频立体声广播发射机框图预加重预加重L预加重R矩阵电路合成M=L+R主信道平衡调平衡调幅幅副信道S=L-R基带复合信号38kHz晶振晶振1/2分频导频信号导频信号频率调制器APCAFC分频分频基准晶振功放立体声编码器编码器工作原理编码器工作原理（1）由）由L和和R信号形成主信道信号和副信道信号信号形成主信道信号和副信道信号主信道信号：主信道信号：LR，频谱范围：，频谱范围：0Hz15kHz副信道信号：副信道信号：LR，频谱范围：，频谱范围：0Hz15kHz（2）用差信号对）用差信号对38kHz的副载的副载波信号进行波信号进行平衡平衡调幅调幅，

26、调制后的信号的频谱范围：，调制后的信号的频谱范围：23kHz53kHz。（3）采用平衡调幅方式抑制副载波，降低发射功）采用平衡调幅方式抑制副载波，降低发射功率（副载波中不携带要传送的信息）。率（副载波中不携带要传送的信息）。（4）将主信道信号和调制后的副信道信号相加，）将主信道信号和调制后的副信道信号相加，另外再加上另外再加上导频信号导频信号P（19kHz），），就得到了基带就得到了基带复合信号：复合信号：U=（LR）+（LR）M P预加重预加重为为改善接收机在高音频段的信噪比改善接收机在高音频段的信噪比，在调频广，在调频广播中采用了加权技术，即在发射端通过高音频播中采用了加权技术，即在发射端

27、通过高音频提升网络提升高音频段的电平，称为提升网络提升高音频段的电平，称为预加重预加重，接收端按相应的规律通过高音频衰减网络降低接收端按相应的规律通过高音频衰减网络降低高音频段的电平，称为高音频段的电平，称为去加重去加重。在去加重过程中，同时也减小了噪声的高频分在去加重过程中，同时也减小了噪声的高频分量，但是预加重对噪声并没有影响，因此有效量，但是预加重对噪声并没有影响，因此有效地提高了输出信噪比。地提高了输出信噪比。预加重预加重 如果如果“预加重预加重”量与量与“去重去重”量相当，就能既完量相当，就能既完好保持节目的本来面貌（各种频率成分的振幅固好保持节目的本来面貌（各种频率成分的振幅固有关

28、系），不会发生频率失真，又抑制了高音频有关系），不会发生频率失真，又抑制了高音频成分的噪声。成分的噪声。由于节目信号的高能量信号主要集中在低音频和由于节目信号的高能量信号主要集中在低音频和中音频段，大幅度的高音频成分很少，因此，由中音频段，大幅度的高音频成分很少，因此，由于预加重而产生过调制的概率很小。于预加重而产生过调制的概率很小。预加重通常用时间常数预加重通常用时间常数表示，我国规定为表示，我国规定为50s4.4 4.4 广播接收技术广播接收技术广播接收技术广播接收技术广播接收机：收听无线电广播的设备。广播接收机：收听无线电广播的设备。分类分类：（1）直放式）直放式收音机收音机 （2）超外

29、差式收音机）超外差式收音机超外差接收原理：将天线接收到的高频信号在超外差接收原理：将天线接收到的高频信号在接收机中变换为某一固定的中间频率，然后再接收机中变换为某一固定的中间频率，然后再进行放大、解调。进行放大、解调。特点：灵敏度高，选择性好，工作稳定。特点：灵敏度高，选择性好，工作稳定。1、调幅广播收音机、调幅广播收音机超外差式调幅收音机的工作过程超外差式调幅收音机的工作过程经变频后由调谐选频负载选择出中频信号，再经经变频后由调谐选频负载选择出中频信号，再经中频放大后送入检波器检波，还原出音频信号；中频放大后送入检波器检波，还原出音频信号；最后通过低频电压放大器和低频功率放大器去推最后通过低

30、频电压放大器和低频功率放大器去推动扬声器。动扬声器。调幅广播接收机调幅广播接收机2、调频广播接收机、调频广播接收机采用超外差式采用超外差式与调幅不同的是：工作带宽较宽；解调器为鉴与调幅不同的是：工作带宽较宽；解调器为鉴频器。频器。导频制立体声接收机原理框图导频制立体声接收机原理框图高放混频中放限幅鉴频本振15kHz低通电平补偿M矩阵电路M去加重L低放功放去加重R低放功放2353kHz带通AM解调SsinstS19kHz选通副载波恢复Psin(s/2)t sinst高放混频中放中放限幅限幅鉴频鉴频本振15kHz低通15kHz低通电平补偿电平补偿M矩阵电路M去加重去加重L低放低放功放功放去加重去加

31、重R低放低放功放功放2353kHz带通2353kHz带通AM解调AM解调SsinstS19kHz选通19kHz选通副载波恢复副载波恢复Psin(s/2)t sinst立体声解码器工作原理立体声解码器工作原理（1）利用）利用低通滤波器低通滤波器得到复合信号中的主信道得到复合信号中的主信道信号信号L+R（2）利用）利用带通滤波器带通滤波器得到已调的副信道信号（得到已调的副信道信号（L-R）M（3）利用）利用选频电路选频电路得到导频信号得到导频信号P（4）对（）对（L-R）M进行进行平衡解调平衡解调，得到副信道信，得到副信道信号号L-R（5）将主信道信号和副信道信号）将主信道信号和副信道信号相加、相减相加、相减，得到立体声的左声道信号得到立体声的左声道信号L和右声道信号和右声道信号R此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢