第4章-無線電廣播發(fā)送與接收總結(jié)

第四章

無線電廣播發(fā)送與接收2023/11/101調(diào)幅廣播和調(diào)頻廣播的優(yōu)缺點(diǎn)。我國廣播電視頻段是如何劃分的？UHF和VHF的頻段范圍。無線電波傳播主要有哪幾種方式？中波、短波、超短波、微波的傳輸特點(diǎn)？調(diào)頻廣播的頻率范圍，帶寬，優(yōu)缺點(diǎn)。什么是導(dǎo)頻制立體聲廣播？我國調(diào)頻廣播立體聲基帶復(fù)合信號的頻譜圖。導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號包括哪些信號？為什么要進(jìn)行預(yù)加重？調(diào)幅調(diào)頻廣播接收機(jī)一般采用什么方式？2023/11/102主要內(nèi)容4.1無線電廣播技術(shù)基礎(chǔ)知識4.2中短波廣播發(fā)送技術(shù)4.3調(diào)頻的基本原理4.4廣播接收技術(shù)2023/11/1034.1無線電廣播技術(shù)基礎(chǔ)知識2023/11/104調(diào)幅分類及廣播電視中對應(yīng)業(yè)務(wù)含有載波的雙邊帶調(diào)幅，簡稱普通調(diào)幅（ＡＭ），主要應(yīng)用于中波調(diào)幅廣播（ＭＷ）。抑制載波的雙邊帶調(diào)幅（DSB-AM,DoubleSideBand-AM），又稱平衡調(diào)幅或抑載調(diào)幅，主要應(yīng)用于調(diào)頻立體聲廣播（stereoFM）副信道中的差信號（S=L-R）對38ｋＨz副載波的調(diào)制。彩色電視中的色度信號對彩色副載波(fsc=4.43MＨz)的調(diào)制。單邊帶調(diào)幅（SSB-AM,SingleSideBand-AM），主要用于短波廣播中。殘留邊帶調(diào)幅（VSB-AM,VestigialSideBand-AM），主要用于電視廣播中對圖象信號的載波fV的調(diào)制。2023/11/105調(diào)頻FM有效帶寬B:

B=2(mf+1)F=2(△f+F)調(diào)頻廣播標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：有效帶寬B=200kHz；電視廣播中伴音標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：

B=250kHz。2023/11/106調(diào)幅與調(diào)頻的主要區(qū)別（1）高頻載波振幅：調(diào)幅的振幅是變化的。調(diào)頻是等幅波。（2）高頻載波頻率：調(diào)幅的高頻載波頻率不變化；調(diào)頻的頻率變化，并與調(diào)制信號的幅度成正比。（3）已調(diào)波頻帶寬度：調(diào)幅后的信號所占的頻帶寬度為調(diào)制信號最高頻率的兩倍。調(diào)頻波所占的頻帶寬度要比調(diào)幅波寬得多。（4）聲音質(zhì)量：調(diào)幅保真度較差，收聽效果不夠滿意。調(diào)頻聲音清晰，保真度較高，抗干擾能力強(qiáng)，噪聲小，音質(zhì)優(yōu)美動聽?？蛇M(jìn)行調(diào)頻立體聲廣播，使收聽者能獲得立體感、方位感、臨場感強(qiáng)的聲音。（5）傳輸距離：調(diào)幅的傳輸距離和覆蓋范圍比調(diào)頻大。

2023/11/107二、無線電波的基本特性聲音廣播的傳播媒介是電磁波。攜帶聲音信息的電磁波稱為無線電波，它可以在空間傳播。也可以通過導(dǎo)線（光纜或者電纜）傳播。2023/11/108頻率和波長

頻率：電磁波在每秒鐘變化的次數(shù)，單位為赫茲（Hz）。電磁波的傳播速度：在空氣中的傳播速度為光速3×108m/s。周期：電磁波每變化一次所用的時(shí)間，單位為秒（s）。波長：在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，單位為米（m）。電磁波的頻率（f）、波長（λ）與波速（ν）之間關(guān)系：ν=λ×f2023/11/1091.無線電波頻段劃分國際上分為12個(gè)頻段，通常的無線電通信只使用其中的第4至第12個(gè)頻段。2023/11/1010我國廣播電視波段（頻段）劃分中波（中頻）—526.5kHz（570m）至1605.5kHz（187m），國內(nèi)聲音廣播。短波（高頻）—2.3MHz（130m）至26.1MHz（11.5m），國外聲音廣播。微波—可分為特高頻UHF（分米波）、超高頻SHF（厘米波）、極高頻EHF（毫米波）。衛(wèi)星廣播通常使用C波段（3.9～6.2GHz）和Ku波段(11.7～12.2GHz)。傳輸節(jié)目和衛(wèi)星廣播。2023/11/1011廣播電視波段（頻段）劃分超短波——包括米波（甚高頻）和分米波（特高頻）甚高頻VHF（米波）——48.7MHz（6.16m）至223MHz（1.35m），又分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)波段。特高頻UHF（分米波）——470MHz（0.64m）至958MHz（0.31m），主要用于地面電視廣播，可容納56個(gè)頻道，它又分為Ⅳ、Ⅴ兩個(gè)波段。2023/11/10122、無線電波的傳播方式1、天波傳播—經(jīng)過電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)；2、空間波傳播—經(jīng)過對流層在自由空間傳播；3、地波傳播—沿地球表面?zhèn)鞑?。傳播距離比較：電離層＞地面＞直線2023/11/1013無線電波的傳播方式2023/11/1014電離層電離層：從地球上空60公里到大氣層外緣幾千公里高度的空間內(nèi)，大氣層中的空氣分子受太陽輻射的紫外線和X射線照射后，一部分氣體分子被電離，形成電子、正離子和負(fù)離子。電離層分層：白天有三到四層存在，按其高度排列為D、E、F層或D、E、F1、F2層，在夜間，D、F1層消失，只有E、F2層存在。

2023/11/1015電離層2023/11/1016問題討論:為什么不同波段的無線電波采用不同的傳播方式?2023/11/1017中、長波:繞射能力強(qiáng)，地面衰耗小，信號穩(wěn)定可靠。

波長較長，容易產(chǎn)生繞射現(xiàn)象。

長波在地面?zhèn)鞑r(shí)能繞過障礙物

（大山、高大建筑物……）地波傳播2023/11/1018長波容易被電離層吸收；

短波容易被電離層反射；

微波容易穿過電離層。天波傳播2023/11/1019微波:頻率很高；

直線傳播。空間波、視波2023/11/10203.各波段電波的傳播特點(diǎn)1、中波：白天被電離層強(qiáng)烈吸收，主要由地波傳播。晚間D層消失，天波由E電離層反射可傳到較遠(yuǎn)距離。鐵塔高度通常為四分之一波長，即幾十米至一百多米，所輻射的地波約可傳播200公里。2023/11/1021各波段電波的傳播特點(diǎn)2、短波：主要由天波傳播。（F2電離層）衰落現(xiàn)象：由于電離層的電離程度和位置高度變化，傳播不穩(wěn)定，收聽的信號忽強(qiáng)忽弱。短波廣播的發(fā)射天線尺寸比中波要短小得多，發(fā)射機(jī)的功率也可以小得多?？刻觳▊鞑サ木嚯x很遠(yuǎn)，可達(dá)上萬公里。2023/11/1022各波段電波的傳播特點(diǎn)3、超短波（米波和分米波）頻率高，地波衰減大，又容易穿出電離層，因此只能靠空間波傳播。即在收、發(fā)兩點(diǎn)間直線的方向傳播，也稱為視距傳播。傳播距離一般只有幾十公里，發(fā)射天線架得越高傳播效果越好。2023/11/1023各波段電波的傳播特點(diǎn)4、微波：視距傳播：在兩個(gè)地點(diǎn)之間傳送節(jié)目。微波中繼傳輸：由于微波的傳播距離只有幾十公里，而且會受到傳播路徑中高大物體的阻擋，因此需要每隔一定距離設(shè)一微波站，形成微波鏈路，將信號一站一站接力傳向遠(yuǎn)方的方式。2023/11/1024無線電波傳輸方式波段波長頻率方式傳播特點(diǎn)中、長波＞200m＜1500kHz沿地表傳播大地表面是導(dǎo)體，一部分電磁波會損耗掉，頻率越高，損耗越大短波10m-200m1.5～30MHz靠電離層反射傳播電磁波一部分被吸收，另一部分被反射或折射到地面。頻率越高，被吸收的能量越小，但頻率越過一定值，電磁波會穿過電離層，不再返回地面超短波＜10m＞30MHz沿空間直線傳播地球表面是彎曲的，所以只能限制在視線范圍內(nèi)2023/11/1025模擬廣播的特點(diǎn)

當(dāng)前模擬廣播形式： 調(diào)幅廣播（中波、短波）、調(diào)頻廣播各種廣播的特點(diǎn)： 調(diào)制方式，頻率范圍和帶寬，傳播方式，優(yōu)缺點(diǎn)中波短波調(diào)頻調(diào)制方式全載波雙邊帶調(diào)幅全載波雙邊帶調(diào)幅調(diào)頻頻率范圍526.5-1606.5kHz2.3-27MHz87-108MHz帶寬9kHz10kHz有效帶寬約200kHz傳播方式地波，天波天波空間波優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)：覆蓋廣，傳播遠(yuǎn)，接收簡單缺：易受干擾，質(zhì)量較差優(yōu)：質(zhì)量好，干擾小缺：多徑和移動接收影響大4.3調(diào)頻廣播發(fā)送技術(shù)2023/11/1028一、調(diào)頻廣播工作頻段：VHF（視距傳播）；頻率范圍：87-108MHz；帶寬：理論帶寬為

，有效帶寬為200KHz左右；

調(diào)頻時(shí)主載波的最大頻偏為

75KHz。

2023/11/1029調(diào)頻廣播的優(yōu)點(diǎn)1、線性失真小，抗干擾能力強(qiáng)2、沒有串信現(xiàn)象3、信噪比高4、能進(jìn)行高保真廣播5、便于開辦立體聲、多節(jié)目和附加信息廣播。6、發(fā)射機(jī)功率利用系數(shù)高，整機(jī)效率高。2023/11/1030調(diào)頻廣播的缺點(diǎn)1、覆蓋范圍有限2、存在“門限”效應(yīng)和寄生調(diào)頻干擾3、多徑失真2023/11/1031二、立體聲廣播技術(shù)立體聲廣播：除傳送聲音的響度、音調(diào)和音色外，傳輸聲源的方位信息，以“聲像”的形式重現(xiàn)聲場的聲音，使聽眾獲得重放聲音的立體感的廣播。立體聲廣播的方式：雙聲道、四聲道以及多聲道。實(shí)用方式：采用雙聲道立體聲技術(shù)。2023/11/1032雙聲道立體聲廣播的制式1、雙聲道立體聲：將聲源信息檢成L、R兩個(gè)聲道進(jìn)行重放達(dá)到立體聲效果。

2、雙聲道調(diào)頻立體聲廣播（FMstereophonicbroadcast）：使用一個(gè)載波完成L、R兩個(gè)信號傳輸?shù)亩嗦穫鬏敿夹g(shù)。

3、優(yōu)選原則：（1）具有兼容性，即單聲道和雙聲道互為兼容；

（2）接收機(jī)構(gòu)造簡單；

（3）保證有良好的分離度，副信道信號質(zhì)量要高。2023/11/1033雙聲道立體聲廣播的制式4、主要制式（1）頻率分割制（兩次調(diào)制方法）：

FM-FM制

AM-FM制（導(dǎo)頻制）（2）時(shí)間分割制（3）方向分割制5、頻率分割制的基本原則——和差方式主信道（M=L＋R），具有聲頻頻段全部頻率分量副信道（S=L－R），用S信號對副載波調(diào)制2023/11/1034雙聲道立體聲廣播的制式6、重放原理：

L聲道M+S=（L+R）+（L-R）=2L

R聲道M-S=（L+R）-（L-R）=2R2023/11/1035雙聲道立體聲廣播是二重調(diào)制系統(tǒng)基帶信號：調(diào)制主載波的信號。頻分法：用頻率搬移的方法將各路信息安插在相互不重疊的頻帶內(nèi)形成基帶信號，再用基帶信號去調(diào)制主載波。二重調(diào)制系統(tǒng)：第一次調(diào)制：形成基帶，可采用調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）、脈沖調(diào)制（PM）等；第二次調(diào)制：對主載波調(diào)制，采用是FM。依第一次調(diào)制采用的調(diào)制形式的不同，可構(gòu)成不同的調(diào)制系統(tǒng)。如AM-FM系統(tǒng)、FM-FM系統(tǒng)。2023/11/1036我國調(diào)頻立體聲廣播制式--導(dǎo)頻制導(dǎo)頻制立體聲廣播：采用“和差傳送”方式和二重調(diào)制（AM-FM）方法以實(shí)現(xiàn)兼容性的立體聲廣播制式。采用AM-FM二重調(diào)制方式：用音頻的差信號（S信號）對副載頻（選用38kHz頻率）進(jìn)行抑制載波方式的雙邊帶調(diào)幅（平衡調(diào)幅，DSB-AM），再與和信號（M信號）以及頻率為副載頻頻率二分之一的導(dǎo)頻信號（19kHz）合成后，再去對主載頻進(jìn)行調(diào)頻，實(shí)現(xiàn)立體聲廣播。導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號：由和信號M、經(jīng)調(diào)制后的差信號S及導(dǎo)頻信號組成的調(diào)制主載波的基帶信號。2023/11/1037導(dǎo)頻制立體聲廣播復(fù)合信號頻譜圖（P111）±67KHz±67KHz±7.5KHz2023/11/1038導(dǎo)頻制立體聲廣播既便于傳送立體聲信號，又有利于單聲道調(diào)頻接收機(jī)接收立體聲廣播電臺發(fā)出的信號。和信號M=L+R所包含的信息和所占有的頻率范圍與單聲道調(diào)頻廣播是一樣的，所以單聲道調(diào)頻接收機(jī)能解調(diào)出這一頻率范圍的立體聲左右信號。2023/11/1039調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)框圖預(yù)加重L預(yù)加重R矩陣電路合成M=L+R主信道平衡調(diào)幅副信道S=L-R基帶復(fù)合信號38kHz晶振1/2分頻導(dǎo)頻信號頻率調(diào)制器APCAFC分頻分頻基準(zhǔn)晶振功放立體聲編碼器2023/11/1040編碼器工作原理（1）由L和R信號形成主信道信號和副信道信號主信道信號：L＋R，頻譜范圍：0Hz～15kHz副信道信號：L－R，頻譜范圍：0Hz～15kHz（2）用差信號對38kHz的副載波信號進(jìn)行平衡調(diào)幅，調(diào)制后的信號的頻譜范圍：23kHz～53kHz。（3）采用平衡調(diào)幅方式抑制副載波，降低發(fā)射功率（副載波中不攜帶要傳送的信息）。（4）將主信道信號和調(diào)制后的副信道信號相加，另外再加上導(dǎo)頻信號P（19kHz），就得到了基帶復(fù)合信號：U=（L＋R）+（L－R）M

＋P2023/11/1041預(yù)加重為改善接收機(jī)在高音頻段的信噪比，在調(diào)頻廣播中采用了加權(quán)技術(shù)，即在發(fā)射端通過高音頻提升網(wǎng)絡(luò)提升高音頻段的電平，稱為預(yù)加重，接收端按相應(yīng)的規(guī)律通過高音頻衰減網(wǎng)絡(luò)降低高音頻段的電平，稱為去加重。在去加重過程中，同時(shí)也減小了噪聲的高頻分量，但是預(yù)加重對噪聲并沒有影響，因此有效地提高了輸出信噪比。2023/11/1042預(yù)加重

如果“預(yù)加重”量與“去重”量相當(dāng)，就能既完好保持節(jié)目的本來面貌（各種頻率成分的振幅固有關(guān)系），不會發(fā)生頻率失真，又抑制了高音頻成分的噪聲。由于節(jié)目信號的高能量信號