1、三 现代通信技术及发展前景 体验体验 电磁波的应用电磁波的应用活动活动:思考在与其他人交往时利用的通讯手段。思考在与其他人交往时利用的通讯手段。(1)(1)古时候古时候:主要利用主要利用等手段等手段;(2)20(2)20世纪前后世纪前后,电话未普及前电话未普及前:主要是利用主要是利用等手段等手段;(3)(3)在现在在现在,可以利用可以利用等方式。等方式。提示提示:(1)(1)烽火、箭、信鸽烽火、箭、信鸽(2)(2)写信、发电报写信、发电报(3)(3)打电话、发短信、发打电话、发短信、发E-mailE-mail、发微博、发微博1.1.什么是音频、视频、射频信号、调制、调幅、调频什么是音频、视频、
2、射频信号、调制、调幅、调频?2.2.无线电广播的发射和接收过程是怎样的无线电广播的发射和接收过程是怎样的?天线的作用是什么天线的作用是什么?3.3.电视信号的发射和接收过程是怎样的电视信号的发射和接收过程是怎样的?4.4.无线传播和有线传播有何相同点和不同点无线传播和有线传播有何相同点和不同点?5.5.现代通信方式主要有哪些现代通信方式主要有哪些?各种通信方式的特点是什么各种通信方式的特点是什么?探究探究1 1 无线电广播、电视的发射和接收无线电广播、电视的发射和接收1.1.分析甲图分析甲图,无线电广播是怎样将已经录制好的节目或直播节无线电广播是怎样将已经录制好的节目或直播节目发射出去的目发射
3、出去的?分析乙图分析乙图,收音机又是如何将电磁波转化成声音收音机又是如何将电磁波转化成声音的的?提示提示:录音设备把事先录制的节目转换成音频电流。如果是直录音设备把事先录制的节目转换成音频电流。如果是直播播,则由话筒把声音转换成音频电流。载波发生器产生射频电则由话筒把声音转换成音频电流。载波发生器产生射频电流。将以上信号送入调制器流。将以上信号送入调制器,得到的调幅电流再送入发射机进得到的调幅电流再送入发射机进行功率放大行功率放大,最后由天线将最后由天线将“搭载搭载”着声音信息的电磁波发射着声音信息的电磁波发射出去。收音机的天线接收到许多电台的电磁波出去。收音机的天线接收到许多电台的电磁波,首
4、先将这些信首先将这些信号电流送入调谐电路。旋转收音机的调谐旋钮号电流送入调谐电路。旋转收音机的调谐旋钮,就能从中选出就能从中选出某一个电台特定频率的信号某一个电台特定频率的信号,然后这个调幅电流经过调谐器的然后这个调幅电流经过调谐器的处理处理,取出当初的音频信号。这个音频电流经过放大后送到扬取出当初的音频信号。这个音频电流经过放大后送到扬声器。扬声器把电信号转换成声波声器。扬声器把电信号转换成声波,就能听到广播节目了。就能听到广播节目了。参考答案参考答案:声音声音-音频电流音频电流-在调制器搭载射频电流在调制器搭载射频电流-天线发射天线发射天线接收电磁波天线接收电磁波-调谐电路调谐电路(调幅电
5、流调幅电流)-)-扬声器扬声器2.2.分析甲图分析甲图,电视台是怎样将已经录制好的节目或直播节目发电视台是怎样将已经录制好的节目或直播节目发射出去的射出去的?分析乙图分析乙图,电视机又是如何接收信号的电视机又是如何接收信号的?提示提示:摄像机的光学镜头把景物的实像摄像机的光学镜头把景物的实像(图像图像)成在摄像管内的成在摄像管内的感光器件上感光器件上,感光器件将图像的光信号转换成电信号感光器件将图像的光信号转换成电信号,输出视频输出视频电流。用视频电流和音频电流去调制射频电流电流。用视频电流和音频电流去调制射频电流,再经过发射机再经过发射机的功率放大的功率放大,由天线将由天线将“搭载搭载”着图
6、像和声音信息的电磁波发着图像和声音信息的电磁波发射出去。电视机的天线接收到许多电视台的电磁波射出去。电视机的天线接收到许多电视台的电磁波,由调谐电由调谐电路选择其中某一个电视台的信号路选择其中某一个电视台的信号,经过解调器取出视频信号和经过解调器取出视频信号和音频信号音频信号,分别放大后分别放大后,由显像管还原成图像由显像管还原成图像,由扬声器放出声由扬声器放出声音。音。参考答案参考答案:图像图像-感光器件将光信号转换成电信号感光器件将光信号转换成电信号-输出视频电输出视频电流流-调制载波发生器调制载波发生器-发射机发射机-天线天线接收电磁波天线天线接收电磁波-调谐电调谐电路路-解调器解调器-
7、显像管、扬声器显像管、扬声器-图像、声音图像、声音探究探究2 2 四种通信方式四种通信方式1.1.两部移动电话离得很近两部移动电话离得很近,在通话时还需要交换机吗在通话时还需要交换机吗?提示提示:任何两部电话在通话时任何两部电话在通话时,都要经过最近的基地台将信息送都要经过最近的基地台将信息送到交换中心到交换中心,然后再通过交换中心发至接收方最近的基地台然后再通过交换中心发至接收方最近的基地台,基基地台再把信息传送给接收方。地台再把信息传送给接收方。参考答案参考答案:需要需要2.2.拿一束光纤拿一束光纤,将光源将光源(小灯泡小灯泡)放在光纤的一端放在光纤的一端,在光纤的另一在光纤的另一端用肉眼
8、端用肉眼看到光看到光(选填选填“能能”或或“不能不能”)。提示提示:光纤传导光的能力非常强光纤传导光的能力非常强,光在光纤内发生全反射光在光纤内发生全反射,能在能在光纤内由一端传播到光纤的另一端光纤内由一端传播到光纤的另一端,所以在光纤的另一端用肉所以在光纤的另一端用肉眼能看到光。眼能看到光。参考答案参考答案:能能3.3.人类为什么利用同步卫星做卫星中继通信的中继站人类为什么利用同步卫星做卫星中继通信的中继站?一般需一般需要在地球周围均匀配置要在地球周围均匀配置颗同步卫星颗同步卫星,就能使通信范围就能使通信范围几乎覆盖地球上的各个角落。几乎覆盖地球上的各个角落。提示提示:同步卫星相对于地球是静
9、止的同步卫星相对于地球是静止的,与地球自转的周期相同与地球自转的周期相同,且转动方向与地球自转的方向相同。只要在地球周围均匀配置且转动方向与地球自转的方向相同。只要在地球周围均匀配置三颗同步卫星三颗同步卫星,就能使通信范围几乎覆盖地球上的各个角落就能使通信范围几乎覆盖地球上的各个角落,可可以实现全球通信。以实现全球通信。参考答案参考答案:同步卫星相对于地面是静止的三同步卫星相对于地面是静止的三一、广播和电视一、广播和电视1.1.音频、视频和射频信号调制音频、视频和射频信号调制:(1)(1)三种信号三种信号:射频信号射频信号:能产生能产生_电磁波的高频率振荡电流。电磁波的高频率振荡电流。视频信号
10、视频信号:由由_转换成的电流信号。转换成的电流信号。音频信号音频信号:由由_转换成的电流信号。转换成的电流信号。高频率高频率图像图像声音声音区分三种信号示意图。区分三种信号示意图。音频音频视频视频射频射频(2)(2)调制调制:音频信号和视频信号搭载到音频信号和视频信号搭载到_信号的过程信号的过程,分为分为_和和_两种。两种。射频射频调幅调幅调频调频2.2.无线电广播和电视的发射与接收无线电广播和电视的发射与接收:(1)(1)天线天线:用于发射和接收用于发射和接收_。(2)(2)发射端和接收端有两个互逆的相对应器件发射端和接收端有两个互逆的相对应器件,即发射端的即发射端的_和接收端的和接收端的_
11、。电磁波电磁波调制器调制器解调器解调器3.3.声音和图像的发射声音和图像的发射:(1)(1)音频信号音频信号:_:_转换成的电流信号。转换成的电流信号。(2)(2)视频信号视频信号:_:_转换成的电流信号。转换成的电流信号。(3)(3)发射发射:将音频信号和视频信号加载到将音频信号和视频信号加载到_上上,才能发才能发射到天空中。射到天空中。(4)(4)转换装置转换装置:高频电磁波被接收后高频电磁波被接收后,话筒和摄像机是分别把声话筒和摄像机是分别把声音和图像转换成音和图像转换成_的装置。的装置。声音声音图像图像高频电磁波高频电磁波电流信号电流信号二、现代通信技术及发展前景二、现代通信技术及发展
12、前景1.1.现代通信技术现代通信技术:(1)(1)移动通信移动通信:手机手机既是既是_机又是机又是_机机,需要一组大功率的固定电台需要一组大功率的固定电台(基地台基地台)和交换中心来转接。和交换中心来转接。(2)(2)网络通信网络通信:利用一定的利用一定的_和和_,_,将分布于世界各地的将分布于世界各地的_连接起来连接起来,用来传递信息。用来传递信息。发射发射接收接收硬件硬件软件软件计算机计算机(3)(3)光纤通信光纤通信:从理论上讲电磁波的波长从理论上讲电磁波的波长_,_,能携带的信息越多。能携带的信息越多。光纤中传输的是被调制的光纤中传输的是被调制的_。(4)(4)卫星中继通信卫星中继通信
13、要建立覆盖全球的通信网至少需要要建立覆盖全球的通信网至少需要_同步卫星。同步卫星。卫星通信中使用的电磁波是卫星通信中使用的电磁波是_。越短越短激光激光三颗三颗微波微波2.2.发展前景发展前景:_:_技术将在通信领域得到更加广泛和深入的技术将在通信领域得到更加广泛和深入的应用。应用。计算机计算机考点考点 四种现代信息技术通信的特点四种现代信息技术通信的特点【典例】【典例】下列有关电磁波及信息传输的说法中错误的是下列有关电磁波及信息传输的说法中错误的是()A.A.现代生活中手机通话主要是利用电磁波传递信息现代生活中手机通话主要是利用电磁波传递信息B.B.光纤是网络中传输媒介最理想的一种光纤是网络中
14、传输媒介最理想的一种,它的特点是传输容量它的特点是传输容量大、质量好、损耗小大、质量好、损耗小C.C.移动电话、广播和电视都是利用电磁波传递信息的移动电话、广播和电视都是利用电磁波传递信息的D.D.微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信都是利用无线电波传递信息的波传递信息的【思路导引】【思路导引】分析本题的关键是分清各种通信方式的特点。分析本题的关键是分清各种通信方式的特点。【精讲精析】【精讲精析】选选D D。手机是人们常用的通讯工具。手机是人们常用的通讯工具,它传递信息依它传递信息依靠的是电磁波靠的是电磁波,A,A说法正确说法正确;光纤已经
15、成为现代通信的主要传输光纤已经成为现代通信的主要传输工具工具,它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点潮、能量损耗少等优点,B,B说法正确说法正确;移动电话、广播和电视是移动电话、广播和电视是利用电磁波传递信息的利用电磁波传递信息的,C,C说法正确说法正确;微波通信、卫星通信、光微波通信、卫星通信、光纤通信是利用无线电波传递信息的纤通信是利用无线电波传递信息的,网络通信是利用数据通信网络通信是利用数据通信传递信息的传递信息的,D,D说法错误。说法错误。【方法归纳】【方法归纳】根据使用特点判断不同的通信方式根据使用特点判
16、断不同的通信方式1.1.如图所示是各类电流的波形示意图如图所示是各类电流的波形示意图,由图可知频率最高的是由图可知频率最高的是 ()A.A.音频电流音频电流 B.B.照明电流照明电流C.C.视频电流视频电流 D.D.射频电流射频电流【解析】【解析】选选D D。本题考查音频、视频、射频的概念和对图像的。本题考查音频、视频、射频的概念和对图像的分析能力。频率指电流在分析能力。频率指电流在1 s1 s内振动的次数内振动的次数,从图像上可以看从图像上可以看出出,射频电流单位时间内振动的次数较多射频电流单位时间内振动的次数较多,因此它的频率最高。因此它的频率最高。故选故选D D。2.2.无线电广播传输信
17、号利用的是无线电广播传输信号利用的是()A.A.振荡电流振荡电流 B.B.电流电流C.C.直接利用音频电流直接利用音频电流 D.D.电磁波电磁波【解析】【解析】选选D D。本题考查了无线电广播信号的传输。无线电广。本题考查了无线电广播信号的传输。无线电广播信号由广播电台发射电磁波播信号由广播电台发射电磁波,收音机接收电磁波的收音机接收电磁波的,信号在空信号在空中是以电磁波的形式传输的中是以电磁波的形式传输的,故选故选D D。3.3.电视机换台时电视机换台时,实际上是在改变实际上是在改变()A.A.电视台发射电磁波的频率电视台发射电磁波的频率B.B.电视台发射电磁波的波速电视台发射电磁波的波速C
18、.C.电视机接收电磁波的频率电视机接收电磁波的频率D.D.电视机接收电磁波的波速电视机接收电磁波的波速【解析】【解析】选选C C。本题考查了调制器、调谐器的作用。电视台发。本题考查了调制器、调谐器的作用。电视台发射电磁波的频率是由电视台控制的射电磁波的频率是由电视台控制的,与电视机的换台无关与电视机的换台无关;电磁电磁波的速度是一定的波的速度是一定的,不会因电视台的发射和接收而改变不会因电视台的发射和接收而改变;电视机电视机不同频道接收电磁波的频率不同不同频道接收电磁波的频率不同,换台就是改变接收电磁波的换台就是改变接收电磁波的频率频率,C,C正确正确,故选故选C C。4.4.关于电磁波及其应
19、用关于电磁波及其应用,下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是()A.A.电磁波在真空中传播的速度与光速相同电磁波在真空中传播的速度与光速相同B.B.移动电话只能接收电磁波移动电话只能接收电磁波,不能发射电磁波不能发射电磁波C.C.用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信用三颗地球同步卫星就可以实现全球通信D.D.无线电波中无线电波中,长波的频率小于短波的频率长波的频率小于短波的频率【解析】【解析】选选B B。本题考查了电磁波和同步通信卫星的知识。光。本题考查了电磁波和同步通信卫星的知识。光也是一种电磁波也是一种电磁波,所以电磁波和光的速度一样所以电磁波和光的速度一样,故故A A正确正确;移动电移
20、动电话是由电磁波传递信息的话是由电磁波传递信息的,它既是发射机又是接收机它既是发射机又是接收机,故故B B错错;在在同步轨道上均匀的分布三颗同步卫星同步轨道上均匀的分布三颗同步卫星,就能使通信几乎覆盖地就能使通信几乎覆盖地球的各个角落球的各个角落,故故C C正确正确;根据波速、波长和频率之间的关系可根据波速、波长和频率之间的关系可以知道在波速一定的情况下以知道在波速一定的情况下,波长越长波长越长,频率越小频率越小,所以所以D D正确。正确。5.5.小赵正在用手机通话小赵正在用手机通话,此时他的手机既是发射机又是此时他的手机既是发射机又是机机,当他讲话时当他讲话时,手机以电磁波的形式把信息发射到
21、手机以电磁波的形式把信息发射到,由基由基地台接收并传到交换中心地台接收并传到交换中心,同时它又能从空中捕捉同时它又能从空中捕捉,得得到对方讲话的信息。初期的移动电话使用模拟信号到对方讲话的信息。初期的移动电话使用模拟信号,现在已经现在已经完全被完全被代替代替,不仅可以通话不仅可以通话,还可以发送、接收文字短还可以发送、接收文字短信息和其他服务性信息信息和其他服务性信息,还能无线上网。还能无线上网。【解析】【解析】本题考查了移动通信的特点。手机既是发射机又是接本题考查了移动通信的特点。手机既是发射机又是接收机收机,当小赵讲话时当小赵讲话时,手机以电磁波的形式把信息发射到空中手机以电磁波的形式把信
22、息发射到空中,由基地台接收并传到交换中心由基地台接收并传到交换中心,同时它又能从空中捕捉电磁波同时它又能从空中捕捉电磁波,得到对方讲话的信息。初期的移动电话使用模拟信号得到对方讲话的信息。初期的移动电话使用模拟信号,现在已现在已经完全被数字信号代替经完全被数字信号代替,不仅可以通话不仅可以通话,还可以发送、接收文字还可以发送、接收文字短信息和其他服务性信息短信息和其他服务性信息,还能无线上网。还能无线上网。答案答案:接收空中电磁波数字信号接收空中电磁波数字信号6.6.光导纤维简称光纤光导纤维简称光纤,如图所示。从图中可如图所示。从图中可看出看出,光可从任意弯曲的光纤一端传向另一端光可从任意弯曲
23、的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能似乎光在其中能随意随意“转弯转弯”,其实这是光在光纤内不断其实这是光在光纤内不断而实现的而实现的,利用光纤来传递电磁波信号利用光纤来传递电磁波信号,使人类迈上信息高速公路使人类迈上信息高速公路,是华裔是华裔科学家高锟的重大贡献。人们能将光和电磁波联系起来科学家高锟的重大贡献。人们能将光和电磁波联系起来,是因是因为光也是为光也是。【解析】【解析】本题考查了光纤通信的原理。光纤通信利用的就是全本题考查了光纤通信的原理。光纤通信利用的就是全反射的道理反射的道理,光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中光从中心传播时遇到光纤弯
24、曲处心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象会发生全反射现象,而保证光线不会而保证光线不会泄漏到光纤外泄漏到光纤外;华裔科学家高锟的重大贡献就是将光和电磁波华裔科学家高锟的重大贡献就是将光和电磁波联系起来联系起来,是因为光也是电磁波。是因为光也是电磁波。答案答案:反射电磁波反射电磁波 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里?目前目前,多数小车上都安装了卫星导航系统多数小车上都安装了卫星导航系统,导航系统是通过导航系统是通过接收到卫星信号的接收到卫星信号的;电话是传递信息的重要工具电话是传递信息的重要工具,家庭家庭用的有线电话是通过用的有线电话是通过传递信息的。传递信息的。【学生自答学生自答】GPSGPS电磁波电磁波 【教师点评教师点评】传播信号理解错误传播信号理解错误:GPS:GPS不是传播信号不是传播信号,卫星向卫星向GPSGPS接收器传接收器传送信息依靠的是电磁波送信息依靠的是电磁波;有线电话传递方式错误有线电话传递方式错误:有线电话有线电话所传递的声音信息是由导线中的信号电流来实现的。所传递的声音信息是由导线中的信号电流来实现的。【正确答案】【正确答案】电磁波导线中的电流电磁波导线中的电流
