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初二物理下学期广播、电视和移动通信

发布时间:2013-10-25 13:38:27  

第三节:广播、电视和移动通信

制作人:席亚彬

导言
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我们的生活中已经离不开广播、电视和移动电 话,它们是现代无线电通信技术应用于生产技 术和社会生活中的两个重要方面,也是前面电 磁波知识的扩展 我们几乎每天都要听广播、看电视,那些图像 和声音是怎样传过来的? 无线电信号是如何发射的?又是如何接收的? 电视的工作过程是什么?移动电话是怎样工作 的?

无线电广播信号的发射和接收
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无线电广播信号的发射由广播电台完成。 话筒把播音员的声音信号转换成电信号, 然后用调制器把音频电信号加载到高频 电磁波(载波)上,再通过天线发射到 空中。
发射电磁波是为了利用它作为传递信号的载体,正如 放飞信鸽是为了用信鸽来传送信件一样。振荡器产生 高频振荡电流(类似于可以远飞的信鸽);通过话筒 把要传递的音信号转变为音频电信号(类似于要送出 的信件),但这个音频电信号不能直接用来发射电磁 波,通常用调制器把音频电信号叠加在高频振荡电流 上,从而获得“调制信号”——高频调幅电磁波(类 似于把信件绑在信鸽的身上);最后,由发射天线发 射电磁波(类似于信鸽的放飞)。

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无线电广播信号的发射和接收

1)话筒的作用是把声音信号转换成音频电信号, 但音频电信号不能用来直接发射电磁波。 2)载波发生器可以产生高频电磁波,通过调制 器把音频电信号加载到高频电磁波上。 3)通过天线把载有音频电信号的电磁波发射出 去。

无线电广播信号的发射和接收
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信号的接收由收音机完成。收音机都有天线。老式收 音机的天线很长,而且要架在室外很高的地方,以获 得更强的电信号。现代收音机有很好的放大能力,天 线可以隐藏在机壳里。 利用放在电磁波传播空间中的导体——天线,可以接 收到电磁波。

1)利用放在电磁波传播空间中的天线,可以接 收电磁波。 2)由于天线可以接收很多频率的电磁波,如果 把它们都转变成声音,那只是一片嘈杂声,什 么也听不清楚。利用收音机调谐器可以选出我 们所需的某一频率的电磁波。 3)如果把调谐器选出来的频率很高的电信号直 接送到耳机,不能使耳机发出声音。需要从高 频电信号中取出音频信号,放大后,送到扬声 器里。 4)扬声器把音频电信号转换成声音。

无线电广播信号的发射和接收
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收音机的天线可以收到各种各样的电磁波。转 动收音机调谐器的旋钮,可以从中选出特定频 率的信号。收音机内的电子电路在把音频信号 从中取出来,进行放大,送到扬声器里。扬声 气把音频电信号转换成声音,我们就

听到广播 电台的节目了。
由于天线对所有传过来的电磁波都能接收,如果把它们全部转 变成声音,那只是一片嘈杂声,什么也听不清楚。 为了从众多的电磁波中选取我们所需要的某一频率的电磁波, 在无线电技术中是用“调谐装置”来完成的。 如果把调谐选择 出来的频率很高的电信号,直接送入耳机,不能使耳机发出声音。 要听到声音,还需要从高频电信号中“检”出声音信号来,使耳 机的膜片依声音信号而振动,这个过程叫做“检波”。 从检波器出来的电流进入耳机,就还原成声音了。 可见,无线电波接收的全过程包括:接收无线电波→调谐选 择所需的电磁波→检波所得音频电信号→耳机膜片振动发声。

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电视的发射和接收
电视用电磁波传递图像信号和声音信号。声音 信信号的产生,传播和接收跟无线电广播的工 作过程相似。图像信号的工作过程是:摄像机 把图像变成电信号,发射机把电信号加载到频 率很高的电磁波上,通过发射天线发射到空中 电视机的接收天线把这样的高频信号接收下来, 通过电视机把图像信号取出并放大,由显像管 把它还原成图像。

移动电话
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在商店里、大街上,你一定看到过有人用手 持移动电话跟别人通话。移动电话不需要电话 线,比固定电话更方便。移动电话与固定电话 的工作原理基本一样,只是声音信息不是由导 线中的电流来传递,而是由空间的电磁来传递。 移动电话机既是无线电发射台又是无线电接收 台:在你讲话的时候,它用电磁波把信息发射 到空中;同时它又能在空中捕获电磁波,得到 对方讲话的信息。移动电话可以使你很方便地 跟朋友通话,无论你的朋友就在附近,还是远 在别的国家。

移动电话
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现在,移动电话的使用已经十分普遍,随身携带一个手机,就 可以在城市的任何一个角落进行通话。 公用移动电话系统是城市电话网的一部分.每一个移动电话都是 一个无线电台,它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中; 同时它又相当于一个收音机,捕捉空中的电磁波,使用户接收到 通话对方送来的信息。 移动电话的体积很小,发射功率不大;它的天线也很简单, 灵敏度不高。因此,它和其他用户的通话要靠较大的固定无线电 台转接,这种固定的电台叫做基地台。
1.工作原理:移动电话相当于是无线电台,它将用户的声音转变为高 频电信号发射到空中,同时它又捕捉空中的电磁波,使用户接收到通话 对方送来的信息。 2.设立基地台的原因:手持移动电话的体积很小,发射功率不大;它 的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它跟其

他用户的通话要靠较大的 固定基地台转接。

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移动电话
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手持移动电话的体积很小,发射功率不大;它的天线 也很简单,灵敏度不高。因此,它跟其它用户的通话 要较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基 地台,跟电话交换机相连。城市中高大建筑物上常常 可以看到移动通信基地台的天线。 还有一种可移动的电话,叫无绳电话。无绳电话很像 普通的电话机,只是坐机和手机之间没有电话线相连。 无绳电话的坐机和手机上各有一个天线,它们通过无 线电波来沟通。座机间在市话网上,相当于一个小型 基地台。手机不能离座机太远,工作区由于大约在几 十米到几百米的范围内。

音频,视频和射频
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由声音变成的电信号,它的频率根声音的频率 相同,在几十赫到几千赫之间,叫音频(audio frequency)信号 由图象变成的电信号,它的频率在几赫到几兆 赫之间,叫做视频(video frequency)信号 音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力 都很差,需要把它们加载到具有更好的发射能 力的电流上,才能发射到天空中,这种电流的 频率更高,这种更高频率的电流叫做射频电流 (radio-frequency)

音频,视频和射频
音频

视频

射频

音频,视频和射频
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观看VCD时不需要把信号发射到天空,可以直 接把音频信号和视频信输给电视机,这时就要 分别把VCD机送来的音频,视频信号接到电视 机上标着A,V字母的插口上。 不同电视台使用不同的射频范围进行广播,以 免互相干扰;这一个个不同的频率范围就叫做 频道

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小结
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1)无线电广播信号的发射和接收过程

2)电视信号的发射和接收过程 3)移动电话 ? 工作原理:移动电话相当于是无线电台,它将用 户的声音转变为高频电信号发射到空中,同时它又捕 捉空中的电磁波,使用户接收到通话对方送来的信息。 ? 设立基地台的原因:手持移动电话的体积很小, 发射功率不大;它的天线也很简单,灵敏度不高。因 此,它跟其他用户的通话要靠较大的固定基地台转接。
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