无线电基础知识(20240904乌鲁木齐 ).docx

第一单元无线电基本学问什么是波？波是是振动在物质中传播能量的一种形式，我们常见的波有机械波（如声波、水波）、电磁波（无线电波、宇宙射线、光波）等。正弦波：正弦波是频率成分最为单一的一种信号，这种信号的波形是数学上的正弦曲线。对于一个正弦量来说，假如幅值、频率、初相位确定了，那么这个正弦量就完全确定To幅值、频率（与周期是倒数关系）、初相位称为正弦量的三要素。正弦波可表达为：Asin（t+）,其中：A为振幅；3为角频率（3=2nf,f为频率）；由为初相位（描述波前状态的量）。初相位zV周期二1/频率正弦波波形频率：声波或交变电流(或电压)在单位时间内完成周期性变更的次数，称为频率，单位:赫芝(Hz)o例如；沟通市电的频率为50Hz；声音信号的频率范围为20Hz-20000Hz；我国所处地区中波广播放射信号的频率范围为526.5-1606.5kHz,我国调频广播放射信号的频率范围为87-108MHz。困难信号的频率成分：一般信号（例如语音信号和音乐信号等）都是由很多不同频率、不同幅度的正弦信号组成的。反过来说，一个困难信号可以分解为很多不同频率、不同幅度的的正弦信号。为分析问题简洁起见，通常运用单一频率的正弦信号。复杂信号波形复杂信号频率组成波长:沿着波的传播方向，两个相邻的同相位质点间的距离叫做“波长”。它是指波动媒质中，随意两个相位差为2Ii的质点之间的距离。在质点振动的一个周期内，振动状态传播的距离恰是一个波长。波长反映了波在空间上的周期性。波长最长的无线电从长波，到中波，短波，微波，然后是红外，可见光，紫外，X光，直到波长最短的伽玛射线波速：单位时间内波形传播的距离，称波速。通常以V表示，单位是米/秒。声波在空气中传播的速度为340ms（温度为15。C时，温度上升时略有增加）。真空下的电磁波波速为299792458ms,近似为30万千米每秒，而在任何介质中电磁波波速均小于这一数值。波速（V）与波长（）和频率（f）的关系：V=f电磁波：电磁波是在空间传播的交变电磁场，即电磁波是由交变电场和交变磁场构成的。从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波。无线电波和光线、X射线、Y射线等都是波长不同的电磁波。由于磁波不须要借助导线，在空间就可以传播，因此也称为无线电波。电磁波的波长从最长的无线电长波，到中波，短波，微波，然后是红外，可见光，紫外线，X光，直到波长最短的伽玛射线。1电磁波传播过程示意图怎样产生电磁波波？利用电磁波进行通信的设备，都是靠振荡电路产生电磁波的，振荡电路是一种可以产生肯定频率的振荡电流的电路。经过相应的处理，最终利用天线来放射电磁波。无线电波段划分无线电波频段划分序号频段名称频率范围波段名称波K范圉1极低频(E1.F)<30Hz极长波>IOMm2超低超(S1.F)30300HZ超长波10-IMm3特低频(U1.F)30030Hz特长波1000100km4从:低频(V1.F)330kHz林长波100IOkm5低频(1.F)30300kHz长波10-Ikm6中频(MF)330kHz中波IO-1m7高频(HF)33OMHz短波lIOm8技高频(VHF)3O3OOMHz米波10Im9特高频(UHF)33OOOMHz微波分米波10Idm10超高频(SHF)330GHz厘米波10Icm11极高频(EHF)3O3OOCHz毫米波101mm123003000GHZ亚奉米波1-0.Imm什么是调制？振荡电路产生的电磁波是高频振荡，节目信号的频率(例如音频信号)比较低，为了传输节目，用节目信号限制高频振荡的参数(振幅、频率或相位)，称为调制。通过调制，节目信号的频谱就搬迁到高频的范围。一方面可以实现有效传输，另一方面通过支配不同的载波频率，就将不同的节目支配在不同的频道(频率指配)，不会发生相互干扰，便于接收端通过选择频率得到相应的节目。常用的调制方法有调幅、调频和调相。节目信号通过调制实现频谱搬迁示意图什么是天线？是一种变换器，在放射端，放射机产生的高频信号通过馈线或馈管送往天线，通过天线变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换，大大增大了电磁波的传播效率。其次单元广播一、调幅广播1、什么是调幅广播？由振荡电路产生的高频振荡信号的频率和幅度是固定的，这种信号称为“载波”,它是不携带信息的；通过相应的方法，限制高频振荡的幅度，让其振荡的瞬时幅度随着声音信号的变更规律线性变更，那么这样的高频振荡就携带有声音信息，称为调幅度，简称调幅。经过调幅的电波叫调幅波。它保持着高频载波的频率特性，但包络线的形态则和所传递的信号波形相像。接收机通过对调幅波包络检波（解调），就能复原出声音信号。2、调幅原理调幅原理方框图单音调制时调幅波的波形3、调幅波的解调调幅波的解调通常运用包络检波器，包络检波器由非线性器件和低通滤波器组成。检波器的输入信号为调幅波，输出信号就是放射端的调制信号，即节目信号。iUo段线性器件A低通泄波器A包络检波器组成方块图4、中波广播中波广播属于调幅广播(AM广播)，是载波频率处于中波波段的广播。依据国际电信联盟(ITU)的规范，在台湾、港澳、中国大陆所属的第三区(Region3)中，中波广播运用526.5kHz-1606.5kHz的中频频段，各频道中心频率数字为9的倍数，自531kHz-1602kHz,频道间隔为9kHzo美洲所在的其次区(Region3),则运用520kHz-1,61OkHZ,频道间隔10kHzo中波广播白天依靠地波传播，夜间靠地波和天波传播。5、短波广播短波广播是载波频率范围处于2.3MHz-27MHz（在该范围中，有若干个频段作广播用，有些频段是支配给通信或其他应用）的短波波段的调幅广播。无论白天和夜间，短波电波的传播是通过电离层的反射传播的，因此，传播距离很远，特殊适合用于国际广播。6、广播信号传输系统（1）广播节目制作与播出中心主要设备和系统；话筒、录音机、调音台、监听设备中心限制系统等话筒（麦克风，传声器）：声电转换器件,它将声音信号变为音频电信号。广播节目可分为语言节目与文艺节目两大类，经话筒得到的音频电信号可以干脆通过广播信号传输系统传送（称为直播），多数状况下是通过录制载体记录，在须要播出时重放。特殊是质量要求很高的文艺节目，有比较困难的节目制作流程。有了录制载体，也便于节目交换和随时调用。录制载体：盘式磁带盒式磁带循环磁带激光唱片硬磁盘硬光盘等播出形式：直播、录播和转播。（2）节目源的传输将广播节目从广播中心送往地处郊区的放射台，70年头以前主要是通过音频电缆（数百公里以外的放射台，依靠运用定向天线的短波传送)。后来采纳微波和卫星技术以及光缆。史播室节目控制室广播电台播事系统(3)放射台对于大型放射台来说，有很多放射机，运用不同的频率对不同的覆盖区域放射很多套不同的节目。这样的放射台就通过自己的节目调度中心，将通过上述手段得到的广播节目依据节目运行时刻表安排到相应的放射机的信号输入端。最终，通过放射机处理，其输出信号经天线交换系统和馈线，送往天线放射。通过电磁波传送到听众的接收机。发射台发射台系统7、放射机的系统组成中、短波放射机是调幅放射机。实现调幅可以通过不同的方式。放射机主要由以下系统组成：射频系统、音频系统、限制系统、冷却系统、监测系统和电源系统。乙类阳极调幅发射机力框图8、调幅广播接收机（1）、早期最简洁的收音机一一矿石收音机矿石收音机结构简洁，不须要供电电源，没有对信号放大的实力，通常只能接收信号比较强的广播电台的广播，用耳机收听。矿石收音机须要的元器件少，一般仅须要一副线圈，一个可变电容，一个检波器（矿石-氧化亚铜，具有单向导电性，相当于一个晶体二极管），一个固定电容（可以省略）和一副高阻抗耳机。因不运用放大器，无信号失真因素，矿石收音机的音质很好。由于依靠天线接收无线电波的能量，天线越长、越高越好。工作原理：1.1、1.2分别是线圈的初级和次级，Cl是可变电容器，变更初级线圈的抽头和Cl选择电台（谐振于电台的载波频率），经Dl（矿石-氧化亚铜）检波后，由高频旁路电容C2滤掉高频成分，耳机中得到的便是音频电流（含有直流成分）。地线检波的电压枪波后电压耳机中电流信号波形(2)、超外差式收音机超外差式收音机电路超外力式接收机方块图混频电路各种组合频率分居混算器方块图工作原理天线接收到的高频信号经调谐电路进行频率选择（设选择的调幅波的载波频率为fs）和放大后送入混频器,与本地振荡信号（频率为丘）在混频器中混合，产生出很多组合频率成分。经带通滤波器（收音机中通常称为中周）滤波，选择出频率固定的所谓中频信号（载波频率为fl），并进行放大。选择收听不同的电台，就有不同的fs,相应也有不同的f1.,但二者的差fl总是固定的，通常为465kHz,即不论接收什么调幅电台的信号，通过混频处理，都变为载波频率为465kHz的调幅波。然后，经过包络检波器检波，就获得广播节目信号，经低频放大器放大后，通过扬声器放音。二、调频广播1941年美国起先商业调频广播。1959年，中心广播事业局广播科学探讨所与北京广播器材厂合作，试制出中国第一部调频广播放射机，并在北京试播。美国于1961年调频立体声广播研发胜利。我国黑龙江台于1979年采纳导频制在我国首次试播了立体声广播。1、什么是调频波？调频波的振幅不变，瞬时频率随着音频调制信号的变更规律而变更。1941年美国建立起世界上第一个调频电台。调频广播工作频段：VHF（视距传播）；我国调频广播运用的频率范围：87-108MHz;调频时载波的最大频偏为±75kHz。调频广播的主要优点是：抗干扰实力强，音质好（失真小，传送的音频信号最高频率可达15kHz）o2、怎样产生调频波？用音频调制信号限制电抗元件（通常为变容二极管）的参数，便可产生振荡频率随调制信号变更的调频波。现在应用的电抗元件是变容二极管。音频信号可变电抗调频原理方块图I战波信号o三三W三-调频波三三wvv-单音调制时的调频波形3、接收机怎样解调调频波？频率解调器（频率检波器），也称鉴频器。实现频率解调的方法有三种。过去常用波形变换鉴频器，现在常用脉冲均值鉴频器和脉冲记数式鉴频器。波形变换鉴频器原理（调频波调频调幅波包络解调器音频调制信号）：鉴频器鉴频器原理4、调频广播放射台系统22OV调频广播发射台系统5、调频广播放射机调制式调频发射机框图6、调频广播接收机混频器的作用与调幅接收机相同，不过这里的中频信号为10.7MHz。限幅器用来消退调频波的幅度干扰。调频广播接收机原理方块图7、调频立体声广播(1)什么是立体声？人们利用双耳能够推断声源的方位和空间分布，这就是“双耳效应”。能使听者获得空间分布感觉的系统称为立体声系统，它由适当布局的话筒、传输通道（有线或无线）和扬声器（喇叭）组成。最简洁的立体声是简洁实现的左右两个声道的两声道立体声。（2）、最早的立体声广播试验最早的立体声广播是利用中波调幅广播进行试验的。方法：两台不同频率的放射机分别传送立体声信号的1.和R声道信号，用两台收音机分别接收不同频率的放射机的信号，各自的扬声器分别重放1.和R声道信号。缺点：频谱和设备利用不经济；立体声质量差，两个传输通道分别传送1.和R,随不会发生串话，但很难保证1.和R信号之间固有的幅度关系和相位关系。因此，未能得到实际应用。（3）、什么是调频立体声广播早期的调频广播都是单声道广播，也就是说传送的是节目信号的左右信息（用1.和R表示）的和信号（用M=1.+R表示），收音机扬声器播放的声音听起来就不会有立体感。世界大多数国家的调频立体声广播运用的制式是导频制。实现方法：放射端原理节目信号的1.和R送入立体声编码器，通过编码，形成立体声复合信号。立体声复合信号由三部分组成：和信号M,处于30Hz-15kHz的频率范围（称为主信道）；差信号S信号对38kHz的副载波进行抑制载波调幅，上下边带占据23kHz-53kHz的频率范围（称为副信道）；19kHz的导频信号。幅主信道（M）度I副信道携带S信息）导频II.01519233853立体声复合信号进行立体声广播时，将立体声复合信号作为调制信号，对放射机射频载波（处于87708MHZ范围）调频。接收端原理立体声广播时，调频接收机解调器（鉴频器）输出的便是立体声复合信号。将其送入立体声解码器，通过解码处理，最终得到左（1.）和右（R）信号，分别通过左右两个扬声器放音。当用单声道接收机接收立体声广播时，由于它没有立体声解码器，只能复原出主信道信号（和信号），因此听觉跟单声道广播一样，没有立体感。（4）调频立体声广播接收机R第三单元电视一、无线电视广播（一）无线电视广播系统无线电视广播系统示意图（二）无线电视广播频段及频率范围频段频率(MHz)VHFI波段(41)47-68/48.5-92VHFIII波段(167)174-223(230)UHFIV波段470-(566)582UHFV波段582(606)-796(860.958)（三）电视信号及传送特点同时传输图像（采纳残留边带调幅）和伴音（采纳调频）。我国规定每个电视频道的带宽为8MHz,图像和伴音放射机的功率比通常取10：1,伴音载波频率比图像载波频率IwJ6.5MHzo（四）、电视原理1、电视信号：（1）电视图像信号：电视图像信号是现场的或记录的活动景象通过肯定的技术系统变换出的电信号。(2)黑白电视图像信号：将图像上不同位置各点的明暗程度，通过电子扫描和光电转换，变为按时间依次排列、电平大小与图像亮度成比例变更的电压或电流的信号。(3)黑白全电视图像信号(简称黑白电视信号)：黑白图像信号+行和场同步信号+消隐信号。其中，同步信号是用来在复原图像画面时,保证收发同步扫描；消隐信号是为行回扫和场回扫时不形成扫迹而设置的。(4)彩色电视图像信号：带有图像色调信息的电信号。通过技术设备将色调图像分出的三基色(红-R,绿-G,蓝-B)转换成电信号后，线性变换为亮度信号(Y)和V=(R-Y)与U=(B-Y)两个色差信号。其中的亮度信号(Y)将在黑白显示器上显示出黑白图像。(5)彩色全电视图像信号：Y+V+U+行和场同步信号+色同步信号+消隐信号。(6)伴音信号与电视画面内容相关联的声音信号。2、怎样得到电视图像信号？一幅画面有很多像素组成，像素的光电转换(由光信号变为电信号)是依据肯定的规律进行扫描而得到的，接收端也以扫描的方式同步地进行相反的转换(由电信号变为光信号)。对图像画面的扫描是自左而右、自上而下、一行一行逐幅进行的。当扫描速度足够快时，由于人眼的视觉惰性，观看接收机屏幕上还原出的图像就连续的的活动图像。(O)哥数场光栅(b)偶数场光檄(C)一帧光电子束隔行拘把光示章Bg摄像机中的摄像管是光电转换器件，扫描是由摄像管产生电子束完成的。我国电视标准规定，一帧画面扫描总行数为625行（其中正程为575行，逆程为50行，）采纳隔行扫描方式，将一帧分为两场，每场扫描312.5行（其中正程为287.5行，逆程为25行）。场频是50Hz（即每秒扫描50场,每场的扫描时间是20ms）,帧频是25Hzo每秒扫描的总行数是62X25=15625,因此行频是15625Hz,扫描一行所需的时间,即行周期为64s0扫描光栅的宽高比为4：3。隔行扫描：每帧图像分为两场来扫描，第一场（奇数场）扫描画面的奇数行，其次场（偶数场）扫描画面的偶数行。两场图像嵌套在一起构成一幅完整图像。隔行扫描示意图奇数场图像偶数场图像i帧图像3、彩色图像是怎样传送的?(1)三基色原理三基色原理(2)彩色图像摄取通过彩色图像摄像机先将彩色图像分解红(R)绿(G)、蓝(B)三基色图像，通过三个光电转换器件分别将分解后的红（R）、绿（G）、蓝（B）光信号转换为电信号。双向分色镜系统彩色图像摄取过程（3）彩色电视信号编码三基色电信号并不是各自独立传送的。此外，为了与黑白电视机兼容，还要考虑传送亮度信号（即黑白电视信号中的图像信号）。亮度信号EY可以由三基色电信号（分别用Er、Eg、EB表不）得到：Ey=0.299Er+0.587Eg+0.114Eb三基色信号减去亮度重量后得到三个色差信号：Er-Y=Er-EEg-y=Eg-EyEb-y=Eb-EY在彩色电视系统中，实际传送的是亮度信号EY和红色色差信号ER-Y=ER-Ey与蓝色色差信号Eb-y=Eb-Eyo上述信号组合过程称为编码，通过相应的矩阵电路实现。(4)亮度信号Ey红色色差信号ER-Y=ERE与蓝色色差信号Eb-y=Eb-EY是怎样传送的？亮度信号处于0-6MHZ的频率范围，能量分布是从OHZ起先随着频率的上升渐渐衰减的，能量主要集中在低中频率范围。色差信号通过低通滤波器后频带压缩至0-1.3MHZ的频率范围，是与亮度信号的部分频谱重叠的。在原有0-6MHZ的频率范围传输亮度信号(为与黑白电视兼容)又要传送色差信号，为不使相互影响和便于以后在接收端分别，将色差信号进行频谱搬迁，通过正交平衡调幅，将其搬至频带的高端。为减弱亮度信号与色差信号的相互影响，选择正交调幅的副载波频率为4429687.5Hz,（相当于283/2个行频），正交调幅后形成的谱线与亮度信号的谱线是交织（间置）的，即亮度信号的频谱出现在行频的整数倍处，色差上下边带的频谱处于半行频的奇数倍处。经正交平衡调幅后形成的红色与蓝色两个色差的上下边带信号频谱相同，但成正交关系（相位差90。）：副载波正交平衡调幅将两个色差信号频谱搬迁在放射端，亮度信号与经过频谱搬迁后的色差上下边带信号复合（称为复合彩色电视信号）在一起,像传送黑白图像时一样（还要加上同步信号）对射频主载波进行残留边带调幅。（5）接收机信号处理接收端经对主载波解调，得到复合彩色电视信号，经过带通滤波器和梳状滤波器选择动身端经过频谱搬迁的两种色差上下边带信号，再两个相互正交的平衡解调就可以分别得到红、蓝两个色差信号。对于黑白电视机来说，只处理亮度信号，显示黑白图像。对于彩色电视机来说，由红色色差信号ER-Y和蓝色色差信号Eb-Y导出绿色色差信号Egy:Eg-y=-(0.299/0.587)ER-Y-(0.114/0.587)Eb-Y再将三个色差信号与亮度信号相加，便复原出三基色信号：Er.y+E=Er-Ey+E=ErEg-y+E=Eg-Ey+EY=EgEb-y+E=Eb-Ey+EY=EB上述处理是通过相应的解码矩阵电路实现。三基色电视信号经彩色显像器件的电光转换、扫描和混色，最终在屏幕上显示出彩色图像。4、电视伴音电视广播中传送的与图像内容相关的声音信号称为电视伴音信号，伴音方式有单声道伴音、立体声伴音和双语言伴音，应用的是调频广播的技术。单伴音（单声道）是怎样传输的？第一种方式：相当于运用独立的调频放射机传送伴音信号，伴音信号首先对频率比图像中频（38MHZ）低6.5MHz的伴音中频（31.5MHz）调频，然后经频率变换变成伴音射频（比图像射频载波高6.5MHz）,经功率放大，最终通过双工器与图像放射机的输出信号合在一起，通过高频电缆送往天线放射。其次种方式：伴音信号对频率比图像中频（38MHZ）低6.5MHz的伴音中频（31.5MHz）调频，再与图像中频信号合成，一起进行功率放大，最终的输出信号通过高频电缆送往天线放射。（五）、电视节目制作与播出系统主要设备：图像信号源设备：摄像机、电视电影机、卫星电视接收机等；记录设备：磁带录像机、硬盘录像机、激光视盘等；编辑制作设备：磁带编辑机、非线性编辑机、绝技机、字幕机等；声音设备：传声器、录音机、调音台等;其他设备：视音频切换设备、监测设备、灯光设备、转播设备等。节目制作与播出系统构成播出系统节Fl切换示意图（六）、电视放射机构成1、分别放大式（双通道）电视放射机分别放大式电视发射机2、共同放大式（单通道）电视放射机共同放大式电视发射机（七）、电视接收机彩色电视接收机由公共通道、亮度通道、解码通道、显示通道、伴音通道、限制系统、电源系统等部分组成。JI;伴存通道.伴音中放何明;超外差解调;11鉴频低放TJJ叭;调谐器公共通道T陷波器H延时卜J¾b,放大器亮度通道带通放大器色度通道，同步检波器K状浊波器基准副载波恢复电路U同步检波器同步分离显示系统场扫描电路T枕形校正行扫描电路*高压发生电路超外差式电视接收机原理方块图电视接收机的显示器有以下几种：黑白显象管；彩色显象管；彩色液晶显示器；彩色等离子显示器；其他新型显示器。二、有线电视系统（一）、概述有线电视是利用同轴电缆或光缆组成传输与安排网络，将电视节目传送给观众的一种电视广播方式。传输的信号也是高频电磁波，与无线电波的传播不同，信号只限制在电缆或光缆中传送，没有多径传播和反射（良好匹配的状况下）。优点：节目容量大，不易受外界干扰、传输质量高有线电视系统中，用于传送电视节目的频段和频率范围：VHF频段：48.5-84MHz,167-223MHzUHF频段：470-566MHz,606-958MHz频道带宽：8MHz视频与伴音的调制方式：与无线电视相同。（二）、系统构成信号源视频节目音频节目卫星接收机频道处理器混合器光藤收机光发射机三、卫星电视（含广播）（一）概述卫星电视是利用人造地球同步卫星上的转发器，通过无线电波向地面传送电视节目，供个体或集体接收的电视广播。优点：覆盖范围广，可传输的节目套数高，节目传输质量高。我国可以运用频段:频段上行频率范围下行频率范围(GHz)(MHz)/带宽(GHz)(MHz)/带宽C5.85-7.0751225/3.4-4.2800/KU14.0-14.8800/11.7-12.2500/KU17.3-17.8500/11.7-12.2500/（二）系统构成1、卫星电视广播系统构成2、上行发送端原理伴音信号先对6.5MHZ载波调频，与视频信号一起组成基带信号，然后再对70MHz的中频载波调频，经上变频器变为上行放射指配的频率，功率放大后通过放射天线送往卫星。卫星电视广播基带信号频谱卫星电视广播系统发送端原理3、卫星转发器原理卫星转发器接收到地面发来的信号，放大后进行频率变换变为中频信号（70MHz）,放大后再进行上变频，变到指配的下行频率，功率放大后向地面放射。一个卫星转发器有宽的带宽，例如36MHz或54MHz,可以安排用来传输很多套8MHz带宽的电视节目。卫星放射信号是由输入信号的和组成，每一路信号占据各自的信道。11>iU下变:器IM中放IU上竽器I“放大I本振I接收天线发射天线本振II卫星转发器原理方块图4、卫星信号接收原理集体接收时，卫星地球接收站接收天线（大尺寸的形态像抛物面的锅）对准卫星，接收信号经馈线送到高频头处理，变为中频信号，经功率安排后，安排到各个接收机。高频头室外单元功率分配器接收机2个体接收时，由接收天线（尺寸较小的形态像抛物面的锅）对准卫星，信号经馈线干脆到送卫星接收机。室内单元地球接收站组成5、卫星接收机基带信号卫星电视广播接收机原理6、卫星节目传输实例引接电路上行链路节目传输实例第四单元数字广播电视一、基础学问1、模拟信号与数字信号不论是声音信息还是图像信息，要想记录或传送，都要首先通过话筒或摄像机，将其变成相应的电信号。这种表示信息的电信号，按时间和幅度取值的不同状况可分为：时间和幅度都连续的信号；时间离散、幅度连续的信号；时间连续、幅度离散的信号；时间和幅度都离散的信号。通常，我们把时间和幅度都连续的信号称为模拟信号，把时间与幅度都离散的信号称为数字信号。2生活环境中的连续与离散楼梯台阶高度是一个台阶一个台阶的变更，是离散的；而两侧扶手高度的变更是渐渐的，连续的。3、数字信号的形式数字信号用。和1表示，数字电信号的形式是用不同电平代表O和1的脉冲序列。例如，最简洁的二进制数字信号01010,可以用几种不同的凹凸电平表示。4、模拟信号怎样变为数字信号？把模拟的电信号变为数字的电信号，通常采纳PCM（脉冲编码调制）技术来实现。PCM是将模拟信号的抽样量化值变换成代码，这个过程也称A/D转换（或ADC）。整个A/D转换过程包括：取样、量化和编码。（1）、取样取样又叫抽样，是对模拟电信号按肯定的时间间隔进行周期性扫描，把时间连续和幅度连续的电信号，变为时间离散和幅度连续的信号。取样也称时间量化。对模拟信号取样的时间间隔TS称为取样周期，而TS的倒数即为取样频率fs,fs=lTs°取样频率的含义是每秒钟对模拟信号取样的次数，单位是赫兹（Hz）。一个频带限制在OfH之间的低通模拟信号，必需以fs22fH的频率对其取样，才能不失真地从取样值复原出原始信号。在数字音频技术中，视不同的应用，通常运用以下几种取样频率：32kHz（或半取样频率16kHz）-用于数字卫星广播44.1kHz（或半取样频率22.05kHz）-用于CD48kHz（或半取样频率24kHz）-用于演播室数字视频技术中，亮度信号取样频率为用13.5.MHZ，每个色差信号用6.75.MHz。原始的模拟信号（为简洁起见，给出一个正弦信号，图a）经时间量化（取样后）,得到信号（图b）（2）量化把取样后得到的样值幅度分为有限数量的范围（称为量化级数），在同一个范围内的样值，不论实际是大是小，看作同样的大小（例如都视为该范围的中值）。本例中分为11种不同的幅度区间。经幅度量化后得到图C所示的信号。量化级数要依据实际信号的动态范围及要求的质量来选择。量化前后的样值是有差别的，称为量化误差（或量化失真）。（3）编码编码就是把经过量化的离散样值变换成相应的数字信号码组，即每个样值都用相应的一组二进制序列表示。码组（或称码字）的位数（比特数）n与量化数M的关系是：M=2"或n=iog2M本例中M=Il,即有11种不同的幅度状态，n应取4（可以区分16种不同的状态，取3只能区分8种状态），每个样值用四位由。与1组成的代码表示，这里用高电平代表1,用低电平代表0,编码后的数字电信号依据样值出现的时间依次排列在一起，就是如图（d）所示的PCM信号。写成数字序歹IJ为：10000100110000101010011011100001101001011101O在数字声音广播中，通常取M=65536,n=16（即每个样值用16位数字表示）。5、数模转换（D/A转换）人们为了倾听和观看，必需将PCM数字信号信号变为原来的模拟信号，称为数模转换（D/A转换）。D/A转换的过程：PCM信号通过相应的电路（称为D/A转换电路）先复原出一个个样值（数字量的输入和模拟量输出有相应的关系），再经低通滤波器滤波就复原出原始的模拟电信号。6、信源编码（1）信源编码的任务经A/D转换后得到的数字信号的数据率很高。例如，音频信号若运用48kHz的取样频率取样，每个样值按16比特编码，每个声道的数据率为48XIO3X16=768kbs视频信号的数据率更高。传输高数据率的信号须要大的射频带宽，存储高数据率的节目须要大容量的存储器，交换高数据率的节目在线路上须要占用长的时间。信源编码的任务主要是解决数据存储、交换、传输的有效性问题。即通过对信源数据率的压缩，力求用最少的数码传递最大的信息量。（2）数据率降低的机理在编码时降低信号中的冗余，解码时重建；充分利用人耳（眼）的心理声（光）学和生理声（光）学特性，凡是感觉不到的信息不传送。(3)、信源编解码系统POI模拟信号76«kb/s768kbs模拟信号压缩后的信号约lkbs冗余。不相关部分(约600kbs)I解码上"助信源编解码系统(4)信源编码的质量不同的信源编码方法，编码后在相同的数据率下，经解码会表现出不同的质量；同一种编码方法，编码后的数据率越高，质量越好；不同的信源编码方法和不同的数据率，可以满意不同的应用要求。7、信道编码(1)信道编码的任务所谓信道编码(又称前向纠错编码、差错限制编码)，是依据肯定的规则，在信源编码后的数据流中，人为加进冗余，即补充差错爱护，使信源编码的信号尽可能无干扰地通过传输信道送到接收机，也就是说，通过信道编码，当出现传输差错时，在接收机中可以进行识别和修正，确保传输的牢靠性。信号源(数字信号)信道编码示意图(2)编码付出的代价若m代表经过数据率压缩的净数据率,11代表经信道编码后的总数据率，则信道编码率R为：R=mn(<1)编码率R越小，表明爱护程度越高，数据传输越牢靠。但传输的有效性变差，加大了后续处理的负担。(3)信道编码方法在数字广播电视系统中，运用了不同的方法，常用的有RS码、卷积码、1.DPC码等。不同的编码方法有不同的纠错实力。8、数字调制（1）调制信号与载波数字调制的调制信号是由O和1组成的数字的比特序列形式，载波仍旧运用正弦形的模拟信号（简洁产生，可经济地进行传输）。（2）数字调制的基本方法调制过程是输入数据限制（键控）载波的幅度、频率或相位，固此相应有三种基本的数字调制方法：（1）幅移键控（ASK）；（2）频移键控（FSK）；（3）相移键控（PSK）。假如同时变更载波的幅度和相位，称为振幅相位联合键控（APSK、QAM）oASKUI'FSKOASK波形图0：1:FSK波形图PSK矢量图二进制数字调制波形图与矢量图（3）四相调相四相调相（QPSK、4PSK>4QAM）的数字信号是四进制数字信号。用四种不同的电平分别表示00、10、01和11。四进制数字信号膨式对高频载波调制后，形成相同幅度和四种可能不同相位（0°、90。、180°和270°或45。、135。、225。和-45。）的高频振荡，分别代表2个比特的不同组合（O0、10、OK11）的数字信号。正弦高频振荡可用矢量图表示：矢量的长度代表高频振荡的幅度，矢量与横坐标之间的夹角代表高频振荡的相位。假如用处于矢量终点的园点表示矢量图中矢量，就称为星座图。接收端就是依据接收到的高频振荡的不同相位，来判决发端传来的数字信号是00、10、01还是Ilo运用四相调相，只能每2比特组成一个符号，逐符号的传送数字序列。每个符号的持续时间称为符号周期。(4)16QAM16QAM是16状态的正交调幅，属于既调幅又调相的调制方式。这种调制方式有3种可能的幅度、12种可能的相位，不同幅度与不同相位的组合，可有16种不同的状态，分别代表OOO0,0001,、1110>Illl等16种不同的数据序列（或称16种符号，每个符号4比特）。16QAM星座图数字广播电视传输系统1、数字广播电视传输的优点抗干扰和噪声的实力强，传输质量高；传输牢靠性高；放射机功率可以降低；节约频谱；数字信号便于处理、存储、交换，便于和计算机等联接，数字信号简洁延时和加扰，数字信号经过适当处理，可以通过计算机网络实现互联和资源共享。便于实现多媒体；数字化产品体积小、重量轻、功耗省、牢靠性高、多功能和智能化。2、数字广播电视传输系统构成原理数字广播电视传输系统方块图3、数字音频广播(DAB)系统(1)>DAB的特点*宽带系统在1.536MHZ的射频带宽内，视工作频段的不同，支配有不同数量的大量载波，每一个载波是窄的子信道，只传送较低的数据率，全部载波传送的总数据率仍旧很高(2.432Mbs,其中2.304Mb/s用于传送主业务信息),可以同时传送6套CD质量的立体严下目。* 固定、便携、移动接收(允许最高车速250Kmh)* 多媒体广播* 宽的工作频率范围可工作在47MHZ3GHz* 多种覆盖方式地面(T-DAB)电缆(C-DAB)卫星(S-DAB)* 四种工作模式四套工作参数，用于不同的频段：模式(1)：375MHz以下；模式(4)：750MHz以下；模式(2)：1.5GHz以下模式(3)：3GHz以下。DAB-多媒体广播（2）系统构成务息合息业信复信DAB发射系统RF控制总线DAB接收系统解包复合口接户用4、数字电视广播系统(1)电视信号A/D转换的特点电视图像信号的A/D转换的两种方法：复合编码方式与重量编码方式。*复合编码：将彩色电视信号作为一个整体进行A/D转换(取样、量化和编码)。取样频率为17.72MHz,。量化级数取256(1024)时，每个样值用8(10)比特表示,数据率为141.76(177.2)Mbso*重量编码：对亮度信号和两个色差信号分别进行A/D转换。亮度信号的取样频率为13.5MHz,色差信号的取样频率为6