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1、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。 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
2、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=3108m/s =3105km/s 电磁波波速、波长 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 表示，单位是 m。波 长表示相邻两个波峰
3、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=103 kHz 1 kHz=103 Hz 1 MHz=106 Hz （3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用 c 表示，单位是 m/s。 c c （4）波长、频率和波速的关系 c=f = f = 。 f （5）电磁波的波长 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
4、长或频率把无线电波分成 1 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。 波段 波长 频率 传播方式 主要用途 长波 30000m3000m 10 kHz100 kHz 地波 超远程无线电 通信和导航 中波 3000m200m 100 kHz1500 kHz 地波和天 调幅（AM）、无 中短波 200m50m 1500 kHz6000 kHz 波 线电广播、电 短波 50m10m 6 MHz30 MHz 天波 报 微 米波（VHF）10m1m 30 MHz300 MHz 近似直线 调频（FM）、无 波 传播 线电广播、电 视、导航 分 米
5、波 10dm1dm 300 MHz3000 MHz 直线传播 移动通信、电 （UHF） 视、雷达、导 厘米波 10cm1cm 3000 MHz30000 MHz 航 毫米波 10mm1mm 30000 MHz300000 MHz 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
6、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 2 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
7、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 10m1mm 之间，频率在 30 MHz 3105MHz 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
8、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。 例如： 服务器名，其中“cn”是 China 的缩 写，表示这个服务器是在中国注册的。 用户名 电子邮件地址 xiaolin 世界上最大的计算机网络，叫做因特网。 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。 3