三、電磁波的發(fā)射和接收 (2)

1、第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解無線電廣播發(fā)射和接收技術(shù)中，調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)的含義。2. 了解電視攝像管的基本結(jié)構(gòu)以及電視廣播發(fā)射和接收過程。3. 了解移動通信的基本過程。了解基站的作用。4. 了解通信技術(shù)的發(fā)展對人類文明的促進(jìn)作用。一、通信發(fā)展史第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收約3000年前利用火和煙通信烽火臺100多前，利用人或動物進(jìn)行通信100多年來，通信技術(shù)得到飛速發(fā)展，電報(bào)、電話、廣播、電視等通信技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。使人類實(shí)現(xiàn)“順風(fēng)耳”、“千里眼”的夢想。進(jìn)入到了現(xiàn)代通信時(shí)代?，F(xiàn)代通信是利用無線電波（電磁波）進(jìn)行通信。問題：如何實(shí)現(xiàn)無線電通信呢？比如，如何實(shí)現(xiàn)發(fā)送和接

2、收信息？實(shí)現(xiàn)無線電通信，天線就是一種能夠?qū)崿F(xiàn)無線電波發(fā)射和接收的設(shè)備。第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收二、現(xiàn)代通信生活中常見的天線：第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收1、無線電波的發(fā)射進(jìn)行無線電通信，首先要發(fā)射無線電波。第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收無線電發(fā)射機(jī)（其中重要部件：振蕩器）產(chǎn)生高頻電流流經(jīng)天線在空間產(chǎn)生高頻電磁場電磁場做周期性變化產(chǎn)生新的高頻電磁場以此類推產(chǎn)生發(fā)射出電磁波無線電波的發(fā)射示意圖：第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收運(yùn)用無線電波傳遞所需要的信息，發(fā)射時(shí)需要解決兩個(gè)問題：（1）如何向外有效地發(fā)射無線電波（即傳得足夠遠(yuǎn)）？條件：要有開放電路與高頻電磁波。第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收如何運(yùn)用無線電波傳遞所

3、需要的信息，發(fā)射時(shí)需要解決兩個(gè)問題：（2）如何有效地傳遞所需要的信息？條件：需要通過調(diào)制來解決。第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收幾個(gè)專業(yè)技術(shù)名詞：（1）載波：振蕩器產(chǎn)生的高頻交變電流，是用來攜帶聲音、圖象等信息的，叫做載波。（把要傳遞的信息加到載波上并發(fā)射出去，信息就可以傳到遠(yuǎn)方）（2）調(diào)制：把低頻電信號加載到高頻振蕩電流（載波）上的過程叫做調(diào)制（即把信息加到載波上，使載波隨信號而改變的技術(shù)）。常見的兩種調(diào)制方式：調(diào)幅和調(diào)頻第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收（1）調(diào)幅：高頻載波的振幅隨信號而改變叫調(diào)幅，用AM表示。（2）調(diào)頻：高頻載波的頻率隨信號而改變叫調(diào)頻，用FM表示。應(yīng)用：中波和短波波段的無線電廣播、微

4、波波段的電視廣播的圖像信號都是使用調(diào)幅方式。優(yōu)點(diǎn)：振幅不變，抗干擾能力比較強(qiáng)，傳遞過 程中的失真比較小。缺點(diǎn)：接收機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，服務(wù)半徑比較小。第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收調(diào)頻波的優(yōu)缺點(diǎn)：2.無線電波的接收第3節(jié) 電磁波的發(fā)射和接收無線電波的接收需要解決的問題：(1)如何接收? (2)如何從叢多的無線電波信號中選取需要的信號？方法：用接收電路接收空中的無線電波；用解調(diào)技術(shù)從被調(diào)制的調(diào)頻電流取出所需要的調(diào)制信號?？勺冸娙?1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟要接收的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)（這種現(xiàn)象叫做電諧振） (2)調(diào)節(jié)接收電路的固有頻率使它與要接收的電磁波的頻率相同的過程叫做調(diào)

5、諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。收音機(jī)內(nèi)的接收裝置就是一個(gè)簡單的調(diào)諧電路(3)檢波：從接收到的高頻信號電流中“檢”出所攜帶的信號，叫做檢波，它是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)。解調(diào)示意圖無線電波發(fā)射和接受流程圖1、要有效地發(fā)送低頻電信號，必須把低頻電信號附加在高頻載波上，這個(gè)過程在電磁波的發(fā)射過程中叫做（）A、調(diào)諧B、解調(diào) C、調(diào)制D、檢波例與練調(diào)制2、轉(zhuǎn)換電視頻道時(shí)，選擇自己喜歡的電視節(jié)目，稱為（）A、調(diào)制B、調(diào)諧 C、解調(diào) D、調(diào)幅調(diào)諧無線電波發(fā)射和接收的應(yīng)用實(shí)例：電視、移動通信3. 電視人類第一次用電來傳遞活動圖像的經(jīng)歷：1927年英國發(fā)明家貝爾德在倫敦公開表演從遠(yuǎn)處傳來的一些活動圖像（

6、當(dāng)時(shí)圖像小而暗淡，且搖晃不穩(wěn)定）。電視成像原理：簡單地說：電視信號是電視臺先由攝像機(jī)把影像的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢园l(fā)射的電信號(電視發(fā)射系統(tǒng))(調(diào)制)，發(fā)射出去后被接收的電信號通過顯像管(電視接收機(jī))(解調(diào))被還原為光的圖象重現(xiàn)熒光屏。攝像管的工作原理簡介：攝像管感光屏上涂有一層光敏物質(zhì)，由于攝像鏡頭進(jìn)來的光照不同，其電阻也不同，當(dāng)電子槍發(fā)射的電子束到達(dá)屏幕進(jìn)行掃描時(shí)，電子束把一幅圖像按照各點(diǎn)的明暗情況，逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號電流，就產(chǎn)生強(qiáng)度不斷變化的電流，這電流叫視頻電流，包含一幀圖像所有的信息。再通過天線把帶有圖像信號的電磁波發(fā)射出去。即光信號是通過攝像管轉(zhuǎn)換成電信號，光電轉(zhuǎn)換的裝置是由攝像管的

7、內(nèi)部結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。電視接收端：顯像管顯像管是把天線接收到電信號轉(zhuǎn)換成光信號的設(shè)備。顯像管要與攝像管一樣實(shí)現(xiàn)“同步掃描”，才會在顯像管中出現(xiàn)與攝像管中相同的圖像。攝像管掃描一幀圖像需要0.04s，每幀掃描2次，所以1s內(nèi)能完成50場的掃描，每場用時(shí)0.02s。攝像機(jī)在1s內(nèi)能傳送25幀圖像，故電視機(jī)也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些圖像；由于人眼視覺有暫留作用，加上畫面更換迅速，所以感覺到是連續(xù)活動的圖像。電視廣播的發(fā)射和接收過程示意圖：4、移動通信在19世紀(jì)末，移動通信誕生，最早用于船舶通信。到1921年美國出現(xiàn)汽車電話，專供警車使用。20世紀(jì)中葉后，移動電話快速發(fā)展普及。發(fā)展吏：移動電話是一個(gè)

8、怎樣的儀器？每個(gè)移動電話機(jī)既是一個(gè)電磁波發(fā)射器，也是一個(gè)電磁波的接收器。什么是“基站”？為什么要建設(shè)“基站”？固定的無線電臺叫做基站。由于手持移動電話發(fā)射功率小，靈敏度不高，當(dāng)手持電話與其他用度通話時(shí)需靠基站轉(zhuǎn)接。 3. 電視機(jī)換臺時(shí)，實(shí)際上是在改變()A電視臺的發(fā)射頻率 B電視機(jī)的接收頻率C電視臺發(fā)射的電磁波的波速D電視機(jī)接收的電磁波的波速解析：電視臺能發(fā)射出多種頻率的信號，而電視機(jī)接收到的信號頻率，是通過電視來控制的，通過換臺來改變接收頻率故選B.答案：B4下列說法中正確的是()A攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置B電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕难b置C攝像機(jī)在1 s內(nèi)要

9、送出25張畫面D電視機(jī)接收的畫面是連續(xù)的解析：攝像機(jī)通過攝像鏡頭拍攝到景物的光信號，再通過特殊裝置(掃描)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，? s內(nèi)要傳送25張畫面；電視機(jī)通過顯像管將接收到的電信號再轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，最后還原成圖象和景物，每秒要接收到25張畫面，由于畫面更換迅速和視覺暫留，我們感覺到的便是活動的圖象所以A、B、C選項(xiàng)正確答案：ABC7關(guān)于電視接收過程，其工作過程順序正確的是（ ）A.解調(diào)放大調(diào)諧顯示B.調(diào)諧放大解調(diào)顯示C.調(diào)諧解調(diào)放大顯示D.放大調(diào)諧解調(diào)顯示 解析：電視接收機(jī)首先利用電諧振通過調(diào)諧把空間高頻電流選出來，然后解調(diào)，取下信號，最后經(jīng)放大后再傳給顯像管顯像，所以正確的順序是C. 答案：C1正確區(qū)分幾個(gè)概念 調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使高頻電磁波隨傳遞信號(聲音、圖象等低頻信號)而變化. 調(diào)幅：使高頻振蕩電流的振幅隨傳遞信號(聲音、圖象等低頻信號)而改變. 調(diào)頻：使高頻振蕩電流的頻率隨傳遞信號而改變. 調(diào)諧：使接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同的過程，叫做調(diào)諧解調(diào)：在電磁波接收電路中，從高頻振蕩電流中“檢”出所攜帶的信號，解調(diào)是調(diào)制的逆過程，解調(diào)又稱檢波. 2有效發(fā)射電磁波的兩個(gè)條件 (1)電磁波頻率要足夠高； (2)必須采用開放電路：經(jīng)過調(diào)制過程就可得到頻率足夠高的攜帶信號的電磁波，就可通過發(fā)