人类进行通信的历史已很悠久。千百年来,人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息。古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。比如大家耳熟能详的《烽火戏诸侯》。 人类通信史上革命性变化是从把电作为信息载体后发生的...... 第二十一章 信息的传递 第一节 现代顺风耳——电话 1、电话——1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话 (1)基本结构:主要由话筒和听筒组成。 (2)工作原理:话筒把声信号变成变化的电流,电流沿着导线把信息传到远方,在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音。(话筒把声信号转化为电信号;听筒把电信号转化为声信号) 2、电话交换机 为了提高线路的利用率,人们发明了电话交换机。(三好网“学习节”活动,点击文末“阅读原文”注册报名,免费观看300节公开课+下载名校真题+领取2017状元笔记=圆你名校梦!) 3、模拟通信和数字通信 模拟信号:声音转换成信号电流时,信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”,这种电流传递的信号叫做模拟信号,使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。 数字信号:用不同符号的不同组合表示的信号叫做数学信号,使用数学信号的通信方式叫做数字通信。 模拟信号容易失真;数字信号抗干扰能力强,便于加工处理,可以加密。 在电话与交换机之间一般传递模拟信号,在交换机之间传递数字信号。 第二节 电磁波的海洋 电磁波的产生——导线中电流的迅速变化会在周围空间激起电磁波。 电磁波可以在真空中传播,不需要任何介质。 电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样, c=3×108m/s =3×105km/s 电磁波波速、波长λ和频率f的关系: (1)波长:电流每振荡一次电磁波向前传播的距离叫做波长,用λ表示,单位是m。波长表示相邻两个波峰之间的距离,或相邻两个波谷之间的距离。 (2)频率:一秒内电流振荡的次数交频率,用f表示,单位是赫兹(Hz),比赫兹(Hz)大的还有千赫(kHz)、兆赫(MHz)。1 MHz=103kHz 1 kHz=103Hz 1 MHz=106Hz (3)波速:一秒内电磁波传播的距离,用c表示,单位是m/s。 (4)波长、频率和波速的关系 (5)电磁波的波长λ与频率f成反比。 电磁波中用于广播、电视和移动电话的是频率为数百千赫至数百兆赫的那一部分,叫做无线电波(无线电技术中使用的电磁波)。 无线电波特点:无线电波的波长从几毫米道几千米,通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段,包括:长波、中波、短波、微波等,各个波段的无线电波有各自的传播方式和用途,如下表所示。
第三节 广播、电视和移动通信 电磁波是传递信息的载体。 无线电通信系统由发射装置和接收装置两大部分组成。 1、无线电广播信号的发射和接受: 无线电广播信号的发射由广播电台完成,信号的接受由收音机完成。 2、电视信号的发射与接收: 电视用电磁波传送图像信号和声音信号。电视信号的发射由电视台完成,接收由电视机完成。 3、移动电话: 移动电话由空间的电磁波来传递信息。 移动电话机既是无线发射台又是无线电接收台。 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移,这种固定的电台叫基地台。 4、音频、视频、射频和频道: 由声音变成的电信号,它的频率跟声音相同,在几十赫到几千赫之间,叫做音频信号。 由图像变成的电信号,它的频率在几赫到几兆赫之间,叫做视频信号。 音频电流和视频电流在空间激发电磁波的能力很差,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教做射频电流。 不同的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。 第四节 越来越宽的信息之路 信息理论表明,作为载体的无线电波,频率越高,在相同时间内传输的信息就越多。 1、微波通信 微波的波长在10m~1mm之间,频率在30 MHz~ 3×105MHz之间。 微波的性质更接近光波,大致沿直线传播,不能沿地球绕射,因此,必须每隔50km左右就建设一个微波中继站。 2、卫星通信 通信卫星相当于微波通信的中继站。 通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星,在地球的周围均匀地配置3颗同步通信卫星,就覆盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。 3、光纤通信 光纤通信是光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。 光导纤维是很细很细的玻璃丝,由内芯和外套两部分组成。 光纤通信传送的不是普通的光,而是一种频率单一、方向高度集中的激光,激光最早是在1960年由美国科学家梅曼发现的。 光纤通信的保密性强,不受外界条件的干扰,传播距离远,容量大。 4、网络通信 目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。 计算机之间的联结,除了使用金属线外,还使用光缆、通信卫星等各种通信手段。 宽带网是指频率较高,能传输更多信息的网络。 |
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