1、广播电声基本知识1.1什么是广播电视系统什么是广播电视系统听声音和看图像是人们接受外界信息两种最重要的手段，但是听声音和看图像是人们接受外界信息两种最重要的手段，但是声音和图像都有一个共同的特点：很容易受到空间的限制，无声音和图像都有一个共同的特点：很容易受到空间的限制，无法传递得很远，也无法克服时间的约束，呈现法传递得很远，也无法克服时间的约束，呈现“稍纵即逝、不稍纵即逝、不可逆转可逆转”的特点我们不可能听到很远的声音，看清很远处的的特点我们不可能听到很远的声音，看清很远处的图像：更不可能听到、看到已经逝去的声音和图像。而听到远图像：更不可能听到、看到已经逝去的声音和图像。而听到远处的、过去
2、的声音；看到远处的、过去的图像恰恰是大众传播处的、过去的声音；看到远处的、过去的图像恰恰是大众传播的任务。因此，需要研究一种方法，使声音和图像的传递能够的任务。因此，需要研究一种方法，使声音和图像的传递能够克服时空局限。克服时空局限。1839年年8月月15日，照片的出现使人们第一次能够实现影像的日，照片的出现使人们第一次能够实现影像的记录和保存，使之克服了时间的限制。进入二十世纪以后，伴记录和保存，使之克服了时间的限制。进入二十世纪以后，伴随着电子技术的进步，人们发现，把声音和图像转化为电信号，随着电子技术的进步，人们发现，把声音和图像转化为电信号，很容易进行各种处理。例如：人们至今没有找到一
3、种有效的直很容易进行各种处理。例如：人们至今没有找到一种有效的直接扩大声音的方法，而把声音转化成电信号后，要进行电信号接扩大声音的方法，而把声音转化成电信号后，要进行电信号的放大却是有很多方法，而且非常简单。的放大却是有很多方法，而且非常简单。广播电视系统是建立在原始声广播电视系统是建立在原始声(像像)场和重放声场和重放声(像像)场之间的许多广播电视器材的总称，它们之间互场之间的许多广播电视器材的总称，它们之间互相配合，目的在于良好地传递广播电视信息。相配合，目的在于良好地传递广播电视信息。因此，一大批存储和传输声音、图像的器材相继被因此，一大批存储和传输声音、图像的器材相继被发明。如：传声器
4、、录音机、摄像机、录像机、广发明。如：传声器、录音机、摄像机、录像机、广播电视发射机、收音机、电视机等，最终出现了播电视发射机、收音机、电视机等，最终出现了对现代生活有重大影响的广播和电视系统。对现代生活有重大影响的广播和电视系统。1.1 广广 播播 系系 统统 现在，通过三个例子，来看着声音信息是如何克服了现在，通过三个例子，来看着声音信息是如何克服了空间、时间的局限，良好地传递给听众。空间、时间的局限，良好地传递给听众。1.1.1、空间局限的克服、空间局限的克服 在一个万人大会的现场，无论发言人的声音多么洪亮，在一个万人大会的现场，无论发言人的声音多么洪亮，远处的听众是没法听清他的讲话，这
5、反映出声音受到了远处的听众是没法听清他的讲话，这反映出声音受到了空间的局限，这时一个扩音系统是必不可少的。下面用空间的局限，这时一个扩音系统是必不可少的。下面用方框图的形式，介绍扩音系统的构成：方框图的形式，介绍扩音系统的构成：图图1 扩音系统的构成扩音系统的构成在这一过程中，声信号首先被传声器转化成电在这一过程中，声信号首先被传声器转化成电信号，经扩音机将电信号放大后，再由扬声器信号，经扩音机将电信号放大后，再由扬声器把放大后的电信号转化成声信号，此时，重放把放大后的电信号转化成声信号，此时，重放声场的声音比原声场的声音大得多。声场的声音比原声场的声音大得多。1.1.2、时间局限的克服、时间
6、局限的克服 一场精采的音乐演奏会，错过了演奏的时一场精采的音乐演奏会，错过了演奏的时间，完全没有办法听到；如果事后再想听一间，完全没有办法听到；如果事后再想听一次，这同样是不可能的。这反映出声音受到次，这同样是不可能的。这反映出声音受到时间的绝对限制。这时就要用到录音系统。时间的绝对限制。这时就要用到录音系统。图图2 录音系统录音系统由于电信号也受时间的局限，因此在这个录音系统中，由于电信号也受时间的局限，因此在这个录音系统中，电信号还要把信息转化成胶片上的银粒密度、磁带中电信号还要把信息转化成胶片上的银粒密度、磁带中的磁性强度和机械形状的信息，因为这些载体能够长的磁性强度和机械形状的信息，因
7、为这些载体能够长时间保持性质基本不变，使信息得以超越时间的局限时间保持性质基本不变，使信息得以超越时间的局限保存下来。但由于电信号在处理上的简便，声音信号保存下来。但由于电信号在处理上的简便，声音信号还是首先被转化成电信号还是首先被转化成电信号 磁性存储物是人们最熟悉的，如：磁带还有现代磁性存储物是人们最熟悉的，如：磁带还有现代广泛运用的磁盘、磁光盘等；光学存储主要是电影胶广泛运用的磁盘、磁光盘等；光学存储主要是电影胶片的录音；机械存储常见的有：片的录音；机械存储常见的有：LP唱片、唱片、CD唱片等。唱片等。由上面的两个例子可以看出，声音信息在一些广播器由上面的两个例子可以看出，声音信息在一些
8、广播器材的帮助下，实现了从原声场到重放声场的传输。在材的帮助下，实现了从原声场到重放声场的传输。在这种传输过程中，声音信息被不断转化到其它的载体这种传输过程中，声音信息被不断转化到其它的载体中，利用其它载体装载信息特点，最终克服了时空的中，利用其它载体装载信息特点，最终克服了时空的局限。局限。1.1.3 广播系统节目的传输广播系统节目的传输在广播系统中，长距离传输广播节目的方法有两种：在广播系统中，长距离传输广播节目的方法有两种：有线传输和无线传输。有线传输和无线传输。在广播系统中声音通常先被转化成电信号。电信号在广播系统中声音通常先被转化成电信号。电信号要向很远的地方传输，可以使用很长的电缆
9、线，就象要向很远的地方传输，可以使用很长的电缆线，就象长途电话系统一样，这就是有线广播系统。长途电话系统一样，这就是有线广播系统。其优点：信号保密性好、传输质量较高、抗干扰。其优点：信号保密性好、传输质量较高、抗干扰。其缺点：每一个用户都必须有一条专线到达他的家其缺点：每一个用户都必须有一条专线到达他的家中，用户在接收信号时也不能随意移动。大量布线不中，用户在接收信号时也不能随意移动。大量布线不仅耗资大，而且使用起来总是不自由。在复杂地理条仅耗资大，而且使用起来总是不自由。在复杂地理条件下，布线也是一个困难。件下，布线也是一个困难。(1)有线传输有线传输(2)无线传输无线传输该种方法是把电信号
10、转化成无线电波信号，利用无线该种方法是把电信号转化成无线电波信号，利用无线电波可以在空间自由传输的特点，向广大空间的任意电波可以在空间自由传输的特点，向广大空间的任意位置传播。只要接收地点的电波强度足够，就能收到位置传播。只要接收地点的电波强度足够，就能收到信号。这是一种最有效的长距离传输方法。信号。这是一种最有效的长距离传输方法。1.1.4 无线广播系统无线广播系统无线广播系统是利用无线电波的特性，实现超长距无线广播系统是利用无线电波的特性，实现超长距离的声音传输。离的声音传输。图图3 无线广播系统无线广播系统在这一过程中，声音信号先由传声器转化在这一过程中，声音信号先由传声器转化成电信号，
11、再由广播发射机天线转化成无成电信号，再由广播发射机天线转化成无线电波，到用户端时，收音机的天线又把线电波，到用户端时，收音机的天线又把无线电波变成电信号，最后由扬声器变成无线电波变成电信号，最后由扬声器变成声音。声音。在广播系统中，主要的器材有以下几类：在广播系统中，主要的器材有以下几类：1、声电信号转化器材：传声器；、声电信号转化器材：传声器；2、记录、存储、重放器材：磁带、记录、存储、重放器材：磁带(盘盘)录音机、模拟唱机、录音机、模拟唱机、数字唱机数字唱机(CD)等；等；3、处理、放大器材：扩音机、调音台、音频编辑器及各种、处理、放大器材：扩音机、调音台、音频编辑器及各种音效处理器等；音
12、效处理器等；4、电声转化器材：扬声器及音箱、电声转化器材：扬声器及音箱5、信号发送、传输器材：无线电发射机、发射天线、接收、信号发送、传输器材：无线电发射机、发射天线、接收机、接收天线等。机、接收天线等。1.2 无线电波的发射与接收无线电波的发射与接收1.2.1 什么是无线电波什么是无线电波电磁波是由电场部分和磁场部分组成，当它在空间中电磁波是由电场部分和磁场部分组成，当它在空间中传播时，会有传播路径上形成电场的波动和磁场的波传播时，会有传播路径上形成电场的波动和磁场的波动，二者互相垂直，能量互相转化。动，二者互相垂直，能量互相转化。它在任何条件下都能传播，即使是在真空中。它的传它在任何条件下
13、都能传播，即使是在真空中。它的传播速度是自然中最快的，每秒播速度是自然中最快的，每秒30万公里：万公里：它的频率范围是从它的频率范围是从0HzHz，而无线电波就是其中，而无线电波就是其中的一个频率段。的一个频率段。无线电波是电磁波的一种无线电波是电磁波的一种.图图20 电磁波的家族电磁波的家族从图中可以看出，无线电波是电磁波中的从图中可以看出，无线电波是电磁波中的3K300GHz这一段这一段.(1K1000Hz；1M1000K；1G1000M).它与可见光、红外线之类的波同属于电磁波的它与可见光、红外线之类的波同属于电磁波的一种，只不过频率高低不同。一种，只不过频率高低不同。1.2.2 波的基
14、础知识波的基础知识波是一种运动的形式，它表现为质点在其平衡位置做周波是一种运动的形式，它表现为质点在其平衡位置做周期性往复运动。波是自然界中一种最本质的运动形式，期性往复运动。波是自然界中一种最本质的运动形式，广播电视系统中涉及到的每一个物理量：如声波、光波、广播电视系统中涉及到的每一个物理量：如声波、光波、无线电波、电磁波都是一种具体的波，在种种器材中所无线电波、电磁波都是一种具体的波，在种种器材中所处理的电信号，也是呈现波的运动形态，可以说：波这处理的电信号，也是呈现波的运动形态，可以说：波这种运动形式是贯穿于广播电视系统的全过程。因此了解种运动形式是贯穿于广播电视系统的全过程。因此了解它
15、们的共性它们的共性波的品质，是很重要的内容。波的品质，是很重要的内容。(1)波的五个要素波的五个要素 懂得如何描述波的特性是认识波的关键。下面以一懂得如何描述波的特性是认识波的关键。下面以一个正弦波为例，看看它有哪些重要的要素。个正弦波为例，看看它有哪些重要的要素。这是波的振动图像，从图中可这是波的振动图像，从图中可以容易看到波的振幅和波长以容易看到波的振幅和波长这是波的波动图像，从图中可这是波的波动图像，从图中可以容易看出波的频率以容易看出波的频率 图图5 波的五个要素波的五个要素波的描述可以用五个量来表达：波的描述可以用五个量来表达：1、频率、频率(F)：它表示这列波在它表示这列波在1秒内
16、，在其平衡位置上振动几次。单位秒内，在其平衡位置上振动几次。单位为为Hz；从上面；从上面 波的波的 波动图像中可以看出，这一列波的波动图像中可以看出，这一列波的频率为频率为1Hz；2、波长、波长()：它是波在一个运动周期内走过的路程，例子中这一列波的它是波在一个运动周期内走过的路程，例子中这一列波的波长是波长是1 米；米；3、波速、波速(V)：波速等于波长频率波速等于波长频率,例子中这一列波的波速是例子中这一列波的波速是1米米/秒；秒；4、振幅、振幅(A)：振幅是质点能够偏离它的平衡位置的最大距离。例振幅是质点能够偏离它的平衡位置的最大距离。例子中这一列波的振幅是子中这一列波的振幅是1米；米；
17、5、相位、相位()：相位是用来表达波的每个时刻的振动状态，一个周相位是用来表达波的每个时刻的振动状态，一个周期的相位为期的相位为360度。度。(两列波的频率、振幅、波长均两列波的频率、振幅、波长均一样时，仍有可能是不同性质的波，这是因为它们一样时，仍有可能是不同性质的波，这是因为它们的相位可能不同，可以从比较两列波在同一时刻的的相位可能不同，可以从比较两列波在同一时刻的点的相位看出来点的相位看出来)。例如：上图中是一列与图例如：上图中是一列与图5中频率、：振幅、波长完全相同的中频率、：振幅、波长完全相同的波，但它的起始点相位是波，但它的起始点相位是180度，因此它是不同的一列波。度，因此它是不
18、同的一列波。两列波相位差两列波相位差180度，它们就是反相波。若它们的相位差为度，它们就是反相波。若它们的相位差为0度，即相位相同，我们称它们为同相波。度，即相位相同，我们称它们为同相波。二、波的传播特点二、波的传播特点当两列波相遇时，两者会发生叠加，变成一列波，此当两列波相遇时，两者会发生叠加，变成一列波，此时两列波会逐点进行相加，若两个点的振幅方向不同，时两列波会逐点进行相加，若两个点的振幅方向不同，相加的结果是振幅减小。相加的结果是振幅减小。例如图例如图5的波与另外一列与之完全相同的波相遇时，会的波与另外一列与之完全相同的波相遇时，会变成一个振幅为变成一个振幅为2米的波，这是波的加强；但
19、图米的波，这是波的加强；但图5的波的波与图与图6的波相遇时，会变成一列振幅为的波相遇时，会变成一列振幅为0的波，这时两的波，这时两列波发生反相抵消，若图列波发生反相抵消，若图5波振幅大于图波振幅大于图6波的振幅，波的振幅，会出现一列振幅较小的波，相位和图会出现一列振幅较小的波，相位和图5(振幅大的波振幅大的波)相相同。同。若两列频率不同的波相遇时，二者也会逐点叠加起来，若两列频率不同的波相遇时，二者也会逐点叠加起来，只不过变成较为复杂的波只不过变成较为复杂的波。有一个重要的特性是：叠加后的波在适当的条件下有一个重要的特性是：叠加后的波在适当的条件下(遇到分频器遇到分频器)，还可以重新还原成原来
20、的两列波。这，还可以重新还原成原来的两列波。这种性质对于在同一条电缆线上传输多路信号有很大的种性质对于在同一条电缆线上传输多路信号有很大的意义。也使得频率变成一种资源。意义。也使得频率变成一种资源。波在遇到障碍物时，会发生反射。反射的性质和人们波在遇到障碍物时，会发生反射。反射的性质和人们熟悉的光的反射道理一样。熟悉的光的反射道理一样。波在遇到障碍物时，还会发生衍射现象，即它可能绕波在遇到障碍物时，还会发生衍射现象，即它可能绕过障碍物。绕过的程度与下面一个因素有关：波长与过障碍物。绕过的程度与下面一个因素有关：波长与障碍物尺寸的比较。障碍物尺寸的比较。当障碍物的尺寸与波的波长相近或小于波长时，
21、波可当障碍物的尺寸与波的波长相近或小于波长时，波可以绕过它，就象没有障碍物一样，随着障碍物尺寸增以绕过它，就象没有障碍物一样，随着障碍物尺寸增大，波越来越难通过，当障碍物尺寸远大于波长时大，波越来越难通过，当障碍物尺寸远大于波长时(一一般为般为10倍波长倍波长)，可以认为波不能通过，在障碍物的背，可以认为波不能通过，在障碍物的背后将出现后将出现“阴影区阴影区”。这种性质对于波在空间中的传。这种性质对于波在空间中的传输同样有重要的意义。输同样有重要的意义。当波在传播中遇到一个小孔时，只要波长远大于小孔的当波在传播中遇到一个小孔时，只要波长远大于小孔的直径，此时的小孔相当于一个点声源，波能向前传播
22、。直径，此时的小孔相当于一个点声源，波能向前传播。1.2.3 无线电波的波段划分无线电波的波段划分频段名称频段名称频率范围频率范围波段名称波段名称波长范围波长范围极低频（ELF）10兆米超低频（SLF）30300赫超长波101兆米特低频（ULF）3003000赫特长波1000100千米甚低频（VLF）330千赫甚长波10010千米低频（LF）30300千赫长波101千米中频（MF）3003000千赫中波1000100米高频（HF）330兆赫短波10010米甚高频（VHF）30300兆赫米波101米特高频（UHF）3003000兆赫 微波分米波101分米超高频（SHF）330吉赫厘米波101厘米
23、极高频（EHF）30300吉赫毫米波101毫米 3003000吉赫亚毫米波10.1毫米在这些频段中，有一部分是专用于广播电视的。在这些频段中，有一部分是专用于广播电视的。我国我国的广播电视波段（频段）划分如下：的广播电视波段（频段）划分如下：广播广播电视电视中波中波短波短波调频调频VHF-I段段VHF-III段段UHF频率频率(Hz)526.5K1605.5K2.3M26.1M87M108M48.7M92M167M223M470M958M波长波长(M)57018713011.53.52.786.163.261.81.350.640.31备注备注:VHF-I段和段和VHF-III段也称段也称VH
24、F-L段和段和VHF-H段。段。打开收音机或是电视机，远在万里之打开收音机或是电视机，远在万里之外的节目就来到用户的家中，这靠的外的节目就来到用户的家中，这靠的是无线电波的传递，那么这个过程是是无线电波的传递，那么这个过程是如何进行的呢如何进行的呢?要更好地接收各种波要更好地接收各种波段的节目，必须掌握无线电波的传输段的节目，必须掌握无线电波的传输方式。方式。1.2.3.1 无线电波的传输特性无线电波的传输特性无线电波在空间中传播有许多种方法，最常见无线电波在空间中传播有许多种方法，最常见的是三种：地波、天波和空间直线波。的是三种：地波、天波和空间直线波。地波是无线电波沿着地球表面进行的一种传
25、播方式。地波是无线电波沿着地球表面进行的一种传播方式。（1）地波）地波地波在传播中有两个特点：地波在传播中有两个特点：A、受地形影响大。地面上有起伏的山峰、树林、楼房，这受地形影响大。地面上有起伏的山峰、树林、楼房，这些都是地波在传播中的障碍物；些都是地波在传播中的障碍物；B、随着传播距离的增大，地波会被地球吸收，强度会逐渐随着传播距离的增大，地波会被地球吸收，强度会逐渐减弱，就象水不断渗入地下一样。地球的吸收能力与电波的频减弱，就象水不断渗入地下一样。地球的吸收能力与电波的频率有关，频率越高，吸收越强。率有关，频率越高，吸收越强。根据上面两个特点，可以看根据上面两个特点，可以看出地波是适合于
26、中、长波的传播。中、长波的波长长，很容易出地波是适合于中、长波的传播。中、长波的波长长，很容易绕过地面上的障碍物，而且地球的吸收作用较小；而短波和微绕过地面上的障碍物，而且地球的吸收作用较小；而短波和微波，波长很短，不易绕过地面上的障碍物，这样就影响了传播波，波长很短，不易绕过地面上的障碍物，这样就影响了传播的范围，加上地球的吸收作用强，因此，这些高频率的无线电的范围，加上地球的吸收作用强，因此，这些高频率的无线电波只能在电台附近收到地波。波只能在电台附近收到地波。（2）天波）天波天波是无线电波经过电离层反射后到达接收点的一种天波是无线电波经过电离层反射后到达接收点的一种传播方式传播方式 地球
27、的大气层由低到高分成对流层、平流层和电离层。地球的大气层由低到高分成对流层、平流层和电离层。其中电离层处在最高一层其中电离层处在最高一层.这个电离层对无线电波的反这个电离层对无线电波的反射上，有一些独特的性质。射上，有一些独特的性质。电离层：从地球上空电离层：从地球上空60公里以上开始，一直延伸到大公里以上开始，一直延伸到大气层外缘几千公里高度的空间内，大气层中的空气分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和子受太阳辐射的紫外线和X射线照射后，一部分气体射线照射后，一部分气体分子被电离，形成电子、正离子和负离子。这部分空分子被电离，形成电子、正离子和负离子。这部分空
28、间称为电离层。根据电离的程度，电离层又可分为几间称为电离层。根据电离的程度，电离层又可分为几层。白天有三到四层存在，按其高度排列为层。白天有三到四层存在，按其高度排列为D、E、F层或层或D、E、F1、F2层，在夜间，层，在夜间，D、F1层消失，只有层消失，只有E、F2层存在。层存在。电离层的特点电离层的特点:1、它的反射程度与的无线电波的频率有关，对于短波、它的反射程度与的无线电波的频率有关，对于短波段，它有最好的反射作用。比短波频率高的无线电越段，它有最好的反射作用。比短波频率高的无线电越来越容易透射，相反比短波频率低的无线电波会越来来越容易透射，相反比短波频率低的无线电波会越来越容易吸收；
29、越容易吸收；2、电离层的高度和厚度经常会随着阳光的变化而变化，、电离层的高度和厚度经常会随着阳光的变化而变化，这会造成反射能力的改变；这会造成反射能力的改变；3、电波的入射角度要有一定的大小，太垂直的电波也、电波的入射角度要有一定的大小，太垂直的电波也会透射。会透射。根据以上的性质，在广播的接收上会有如下几个特点：根据以上的性质，在广播的接收上会有如下几个特点：A、短波可以传递很远的距离短波可以传递很远的距离 电离层的高度很高，所以短波一上一下可以走很远的距离，电离层的高度很高，所以短波一上一下可以走很远的距离，而且短波还可以在电离层和地面之间发生多次反射，这样就有而且短波还可以在电离层和地面
30、之间发生多次反射，这样就有可能跨越大半个地球。例如：南极圣乔治岛的科考人员，就曾可能跨越大半个地球。例如：南极圣乔治岛的科考人员，就曾用短波和万里之遥的北京实现通信。用短波和万里之遥的北京实现通信。B、短波的收音容易忽大忽小短波的收音容易忽大忽小 由于电离层总是处在不稳定的状态，它的高度、密度、厚度由于电离层总是处在不稳定的状态，它的高度、密度、厚度会波动，这会影响短波接收时的信号强弱，反映到收音时就是会波动，这会影响短波接收时的信号强弱，反映到收音时就是声音忽大忽小。声音忽大忽小。C、夜晚中波电台增多、夜晚中波电台增多 由于中波主要是靠地波进行传播，但它又不如长波的传输由于中波主要是靠地波进
31、行传播，但它又不如长波的传输能力强，一般只能传播几百公里左右。所以中波电台总是从附能力强，一般只能传播几百公里左右。所以中波电台总是从附近的地区传来的。但有一个现象是，每到夜晚，中波电台会明近的地区传来的。但有一个现象是，每到夜晚，中波电台会明显增多，一些遥远地区的中波电台也能被接收到。这是因为，显增多，一些遥远地区的中波电台也能被接收到。这是因为，此时的中波电台是靠天波传来的。到了夜晚，电离层由于没有此时的中波电台是靠天波传来的。到了夜晚，电离层由于没有了阳光的照射，高度升高，密度下降。此时对于中波的吸收作了阳光的照射，高度升高，密度下降。此时对于中波的吸收作用减弱，反射能力增强。遥远地区的
32、中波电台，此时便得以大用减弱，反射能力增强。遥远地区的中波电台，此时便得以大范围传播。范围传播。D寂静区寂静区天波和地波都能进行无线电波天波和地波都能进行无线电波的传输，但是天波的反射要大的传输，但是天波的反射要大于一个最小的角度才能进行，于一个最小的角度才能进行，这样当电离层把电波反射下来这样当电离层把电波反射下来时，只有时，只有B点以外的地区才能点以外的地区才能收到。比收到。比B点近的区域，天波点近的区域，天波是不能完成传播的。此时可以是不能完成传播的。此时可以用地波进行传播，但对于短波用地波进行传播，但对于短波而言，地波的传播范围是很有而言，地波的传播范围是很有限的，也许只能传到限的，也
33、许只能传到A点，这点，这样，在样，在A、B之间不远不近的地之间不远不近的地区就不能听到这个电台的广播，区就不能听到这个电台的广播，这个区域称为这个区域称为“寂静区寂静区”。（3）空间直线波）空间直线波空间直线波是任何无线电波都能进行的一种传播方式，即传播空间直线波是任何无线电波都能进行的一种传播方式，即传播路径上没有障碍物，波沿着直线到达接收地点。这种传播也称路径上没有障碍物，波沿着直线到达接收地点。这种传播也称是是“视距传播视距传播”，即看的见就传得到，即看的见就传得到.对于比短波波长还要短的无线电波对于比短波波长还要短的无线电波(如微波等如微波等)而言，天波和地而言，天波和地波都不适合它的
34、传播，此时它只能用最简单的一种传播方式：波都不适合它的传播，此时它只能用最简单的一种传播方式：即空间直线波。即空间直线波。由于地球是个球体，地面实际上是弯曲的，以直线的方式当然由于地球是个球体，地面实际上是弯曲的，以直线的方式当然不能传递很远，所以这种传播方式的最大传播距离一般在不能传递很远，所以这种传播方式的最大传播距离一般在50公公里以内。到底能传多远，一是看传播路径上有无障碍物；二是里以内。到底能传多远，一是看传播路径上有无障碍物；二是看发射台有多高，越高的发射台，就越能使直线波传递越远的看发射台有多高，越高的发射台，就越能使直线波传递越远的距离。因此，平原城市中的电视发射塔都尽可能建得
35、很高，山距离。因此，平原城市中的电视发射塔都尽可能建得很高，山区的电视发射台区的电视发射台(差转台差转台)喜欢建在山上。喜欢建在山上。电视和调频广播都是用空间直线波进行传播的，因此电视和调频广播都是用空间直线波进行传播的，因此它们的传播距离很短。而且只要接收地点处在高大建它们的传播距离很短。而且只要接收地点处在高大建筑物的后面，就可能收不好节目。筑物的后面，就可能收不好节目。我们现在之所以能收到几千公里、几万公里外的电视我们现在之所以能收到几千公里、几万公里外的电视节目，那是因为有微波中继站的缘故。节目，那是因为有微波中继站的缘故。微波中继站是用接力的方法，在地面上每微波中继站是用接力的方法，
36、在地面上每50公里设立公里设立一个中继站，它的任务是接收上一站以直线方式传来一个中继站，它的任务是接收上一站以直线方式传来的微波，经放大处理后，再向下一站传递，最终到达的微波，经放大处理后，再向下一站传递，最终到达很远的地方。很远的地方。另一种更有效的微波中继站是卫星。卫星的位置很另一种更有效的微波中继站是卫星。卫星的位置很高，比如同步地球卫星，它的高度是高，比如同步地球卫星，它的高度是36000公里，公里，它的最大覆盖面积大约有它的最大覆盖面积大约有13个地球，而且在发射个地球，而且在发射和接收的路径上，往往没有什么障碍物。这样的和接收的路径上，往往没有什么障碍物。这样的“中继站中继站”就可
37、以实现越洋的传播，因为在海面上就可以实现越洋的传播，因为在海面上是无法建造大量的微波中继站的。采用卫星转发，是无法建造大量的微波中继站的。采用卫星转发，地面上建有上行站地面上建有上行站(发射发射)和下行站和下行站(接收接收)。1.2.4 无线电信号的发射与接收无线电信号的发射与接收一一 无线电信号的发射无线电信号的发射(1)信息、信号与载波信息、信号与载波信号是信息的载体信号是信息的载体比如人的声音信号，它蕴含着讲话内容、歌声等需要比如人的声音信号，它蕴含着讲话内容、歌声等需要表达的信息。声音的频率范围是表达的信息。声音的频率范围是2020KHz，按一般，按一般的信号处理方法，这种声信号被传声
38、器转化成电信号的信号处理方法，这种声信号被传声器转化成电信号后，电信号的频率也是后，电信号的频率也是2020KHz，而且变化规律与，而且变化规律与声波完全相同；当这种电信号转化成无线电波后，电声波完全相同；当这种电信号转化成无线电波后，电波信号的频率也是波信号的频率也是2020KHz，变化规律仍然与声波，变化规律仍然与声波完全相同，这样就保证的信息的准确性。完全相同，这样就保证的信息的准确性。载波是信号的载体载波是信号的载体但是但是2020KHz的无线电波是一种频率很低的波，这的无线电波是一种频率很低的波，这种波一般能量较小，不适合远距离传输。高频率的无种波一般能量较小，不适合远距离传输。高频
39、率的无线电波能量大，适合远距离传输，因此，必须使低频线电波能量大，适合远距离传输，因此，必须使低频率的信号附载在高频率的无线电波中，这样的传输是率的信号附载在高频率的无线电波中，这样的传输是最有效的。最有效的。因此因此,信息像是货物的使用价值，信号很像是要运输信息像是货物的使用价值，信号很像是要运输的货物，而载波像是快捷的运输工具。的货物，而载波像是快捷的运输工具。(2)调制的基本概念调制的基本概念 调制与解调是广播电视技术中最重要的技术之一。在传输广播调制与解调是广播电视技术中最重要的技术之一。在传输广播电视信号时，通常要在发送端对信号进行调制，在接收端再进电视信号时，通常要在发送端对信号进
40、行调制，在接收端再进行解调。行解调。调制的定义调制的定义 将音频信号加载到载波上的过程即为调制。将音频信号加载到载波上的过程即为调制。载波：高频交变振荡信号载波：高频交变振荡信号调制信号：低频交变振荡信号调制信号：低频交变振荡信号(如如:音频信号等音频信号等)已调波：附载了音频信号的载波已调波：附载了音频信号的载波调制的原因调制的原因(a)只有将低频信号只有将低频信号“附加附加”在高频载波上才能用尺寸在高频载波上才能用尺寸适当的天线进行有效的电磁辐射。适当的天线进行有效的电磁辐射。根据天线理论，只有当发射天线的尺寸是被辐射信根据天线理论，只有当发射天线的尺寸是被辐射信号波长的十分之一以上时，信
41、号才能实现有效的辐号波长的十分之一以上时，信号才能实现有效的辐射。一般情况下，要传送的信息频率较低，如音频射。一般情况下，要传送的信息频率较低，如音频信号的频率范围为信号的频率范围为20Hz20kHz。如果不经调制就。如果不经调制就用天线发射，所需天线的长度将很长。在实际中很用天线发射，所需天线的长度将很长。在实际中很难实现。所以要将低频信号难实现。所以要将低频信号“附加附加”在高频信号上，在高频信号上，这时被辐射信号的频率即为高频载波信号的频率，这时被辐射信号的频率即为高频载波信号的频率，因此就可用尺寸适中的天线进行发射。因此就可用尺寸适中的天线进行发射。(b)通过调制可将各路节目信号在频谱
42、上区分开来。通过调制可将各路节目信号在频谱上区分开来。若不经调制，直接以信号频率进行发射，则各个频若不经调制，直接以信号频率进行发射，则各个频道的信号频率范围相同，如音频信号均为道的信号频率范围相同，如音频信号均为20Hz20kHz。这样一来，接收端将无法区分各个频道的。这样一来，接收端将无法区分各个频道的节目。若对各个频道的节目采用不同的载波进行调节目。若对各个频道的节目采用不同的载波进行调制，就可在频谱上将它们区分开来。制，就可在频谱上将它们区分开来。解调的定义解调的定义 从已调波上将它运载的信息检取出来的过程称为从已调波上将它运载的信息检取出来的过程称为解调。解调。解调是调制的逆过程。解
43、调是调制的逆过程。1.3 调幅、调频、调相广播调幅、调频、调相广播 调制方式可分为两大类，即模拟调制和数字调制。调制方式可分为两大类，即模拟调制和数字调制。1.3.1 模拟调制方式模拟调制方式 调制信号为模拟信号。主要有调幅、调频和调相三调制信号为模拟信号。主要有调幅、调频和调相三种方式。调制后的信号分别称为调幅波、调频波和种方式。调制后的信号分别称为调幅波、调频波和调相波。在模拟方式的广播电视系统中用得比较多调相波。在模拟方式的广播电视系统中用得比较多的是调幅和调频方式，如中短波广播采用了调幅方的是调幅和调频方式，如中短波广播采用了调幅方式，立体声广播采用了调频方式，电视的图像信号式，立体声
44、广播采用了调频方式，电视的图像信号采用了调幅方式，而伴音信号则采用了调频方式。采用了调幅方式，而伴音信号则采用了调频方式。(1)(1)调幅：使载波的幅度按调制信号的规律变化调幅：使载波的幅度按调制信号的规律变化 （低频信号）（低频信号）（高频载波）（高频载波）（调幅波）（调幅波）调幅波的表达式调幅波的表达式:载波载波:0()sin()CcmCttUU调制信号调制信号:()sinttVV调幅波调幅波:0()(1)sin()aacmCttUUUK从上图中可以看出，调幅波的振幅是随调制信号的变化而变从上图中可以看出，调幅波的振幅是随调制信号的变化而变化的。对应于调制信号的最高点，调幅波的振幅最大；对
45、应化的。对应于调制信号的最高点，调幅波的振幅最大；对应于调制信号的最低点，调幅波的振幅最小。于调制信号的最低点，调幅波的振幅最小。需要说明的一点是，调幅波形不是载波信号波形与调制信号波需要说明的一点是，调幅波形不是载波信号波形与调制信号波形相叠加的结果，而是两种信号经过非线性电路后重新组合的形相叠加的结果，而是两种信号经过非线性电路后重新组合的结果。所以调制是一个频率变换过程，即调制信号和载波信号结果。所以调制是一个频率变换过程，即调制信号和载波信号通过非线性电路产生新的频率分量的过程。通过非线性电路产生新的频率分量的过程。由于调幅波的包络变化反映了调制信号的变化，因此在解调时由于调幅波的包络
46、变化反映了调制信号的变化，因此在解调时只需将包络检取出来即可得到原始的调制信号。对调幅波的解只需将包络检取出来即可得到原始的调制信号。对调幅波的解调也称为包络检波。调也称为包络检波。调幅波的频谱调幅波的频谱:当用单一频率的调制信号去调制一个高频载波，所得到的调幅当用单一频率的调制信号去调制一个高频载波，所得到的调幅波电压由三个分量组成，第一个是载波分量、第二个是下边频波电压由三个分量组成，第一个是载波分量、第二个是下边频分量，第三个是上边频分量分量，第三个是上边频分量,其频谱如下图其频谱如下图(a)所示所示:若调制信号不是单一频率，而是语言或音乐节目，即音频信若调制信号不是单一频率，而是语言或
47、音乐节目，即音频信号。由于音频信号中通常包含有许多频率不同、幅度不同的信号。由于音频信号中通常包含有许多频率不同、幅度不同的信号，也就是说，从频域上看，音频信号是由不同频率成份组成号，也就是说，从频域上看，音频信号是由不同频率成份组成的频谱，所以调幅时，会在载波频率的上下各形成一个由音频的频谱，所以调幅时，会在载波频率的上下各形成一个由音频信号频谱组成的上下边带，通常称为上边带和下边带，若信号频谱组成的上下边带，通常称为上边带和下边带，若用用 和和 分别表示调制信号的最高频率和最低频率，那分别表示调制信号的最高频率和最低频率，那么这个实际调幅波信号的频谱如下图么这个实际调幅波信号的频谱如下图(
48、b)所示所示:由上图可见，调幅后的信号所占的频带宽度为调制信号最高由上图可见，调幅后的信号所占的频带宽度为调制信号最高频率的两倍。比如设所传声音信号频谱的最高频率为频率的两倍。比如设所传声音信号频谱的最高频率为10kHz，则经调幅后，需占有两倍带宽，即则经调幅后，需占有两倍带宽，即20kHz。由于调幅广播所用无线电波的波段是中、短波波段，波段的带由于调幅广播所用无线电波的波段是中、短波波段，波段的带宽不宽，为了节省无线电波的频率资源，以便能容纳更多的电宽不宽，为了节省无线电波的频率资源，以便能容纳更多的电台，我国规定，一个调幅广播电台所占用的频道宽度只能有台，我国规定，一个调幅广播电台所占用的
49、频道宽度只能有910 kHz，即调幅广播的声音信号带宽将不超过，即调幅广播的声音信号带宽将不超过5kHz。由于。由于人耳可听声音的最高频率为人耳可听声音的最高频率为20kHz，而调幅广播只能传送约，而调幅广播只能传送约5kHz的最高频率，因而所传声音的保真度较差，再加上中、短的最高频率，因而所传声音的保真度较差，再加上中、短波广播的抗干扰能力也较差，所以收听效果不够满意。波广播的抗干扰能力也较差，所以收听效果不够满意。(2)调频：使载波的频率按调制信号的规律变化调频：使载波的频率按调制信号的规律变化 （低频信号）（低频信号）（高频载波）（高频载波）（调频波）（调频波）调频波的表达式调频波的表达
50、式:载波载波:00()sin()tffcmCtttUUVK调制信号调制信号:()sinttVV则调频波为则调频波为:0()sin()CcmCttUU00()sin()tffcmCtttUUVK0()sin(cos)ffcmCtttVKUU 0()sin(cos)fcmCftttUUm 式中，式中，称为调频系数，它表示调频波的最称为调频系数，它表示调频波的最大相位偏移。调频系数与调制信号的振幅成正比，而与调制大相位偏移。调频系数与调制信号的振幅成正比，而与调制信号的角频率成反比。信号的角频率成反比。由上图可见，调频波的幅度保持不变，仍为等幅波。但调频波由上图可见，调频波的幅度保持不变，仍为等幅波
