西安电子科技大学 电子信息专业外语 第二章 翻译材料Word文档下载推荐.docx
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这些将在以下的章节中依次给予解释。
为了熟悉这些系统,首先要了解放大器和振荡器,所有电学过程和设备的基本模块。
有了这些概念作为基础后,噪声、调制、信息理论,以及不同的系统自身这些常用的通讯概念都可以进行研究。
任何逻辑指令都可以使用,但是通常认为这里采用的那个,基础系统、通信过程和电路以及更加复杂的系统是最合适的。
有时,考虑人自身对特定系统的影响也是正确的,因为人总是影响电路的设计、布局、以及使用。
2-2通信系统
在研究单个系统之前,定义如下专业术语也是必要的,例如:
信息、消息和信号、信道、噪声和失真、编码及译码、调制和解调。
为了使这些概念相互关联,一个常用通信系统的方块图如图1-8所示。
图2-1通信系统组成方框图
2-2.1信息
通信系统的作用是互相交流信息。
信号源能够从一组有限的信号中筛选出其中的一个,从这方面来说,信息来自于信号源。
虽然相比较娱乐广播来说,它更加适用于电报,例如,它仍然被证明适用于所有形式的通信。
一套信息,也就是信息总数,是由会互相混淆的单个信息组成。
可能是单词、单词组、密码符号,或者其他任何预先安排的单元。
信息本身就是被传递的。
任何给定信息中的信息总量都是用字节来测量的,这些将在15章中有介绍,依赖于所要做出的选择。
可供选择的数量越多,传递的信息总量越大。
例如,为了指出一篇文章中某个单词的位置,说出它在上面或下面,左或右,也就是,两种可能性中的一种的两个连续性的选择。
如果这个单词出现在两页中的任何一页,那么类似性质的另一个选项也要指出,因此要给出更多的信息。
从这个观点来看,信息的意思是无关紧要的;
只有数量是重要的。
然而,必须意识到没有任何信息是通过多余的信息传递的。
多余并非在一切情况下都是浪费的。
除了它在娱乐上的显著作用外,它也让信息在复杂或嘈杂的环境中仍然保持容易分析的。
2-2.2
除非来自信息源的信号是电气性质的,否则就不适合作直接传送。
即使这样,为了让信息适合传送还要做大量的工作。
这可能在单边带调制中有所说明,为了限制声音频率的幅值然后压缩振幅范围,此处有必要将传入的声音信号转变为变化的电信号。
这些都是在调制之前完成的。
有线电话中不需要真正的处理过程,但是远距离通信中,需要有发射台,并且可能要将传入的信号编码以便于使其适合于发送及随后的接受。
最后,信息调制于载体也就是保留在高频正弦波中。
每个系统调制的实际调制方法各不相,调制分为低水平和高水平,根据要求,系统本身分为调频、调幅、调相或者以上不同的组合。
图2-2为高水平无线电广播发射调幅系统,这种类型将在第7章中详细讨论。
电压和功率放大器
晶体振荡器
放大器
输出功率放大器
源
息源
→→→→
↑
调制过程
调制电压放大器
调制频率放大器
调制输入→→→
图2-2典型发射机框图
2-2.3信道噪声
远距离传输中并不使用声道,视觉通道同样如此直到激光的到来。
本文中的通信,仅限于无线电以及电线通道中,尤其是前者。
同样需要注意的是,术语信道是指已分配好的有特殊用途或传递的频带,作为电视频道。
信号在发射或者传输的过程中,由于系统中的失真或者噪声的引入,不可避免的会发生变化,原因是,这种不需要的能量通常是随机的,它存在于传输系统中并可以由任何原因引起。
由于噪声和信号一起接收,作为一个整体,它们将给发射系统带来一定的局限。
当噪声更加严重的时候,它有可能会掩盖给定信号以至于信号变得难以分辨甚至是无用的。
在图2-1中,只显示了一个噪声源,不是因为只有一个存在,而是为了简化方块图解。
在通信系统中,噪声在在任意点都能介入信号,并且在信号最弱时的影响最大,这意味着噪声在信道或者接收器的输入端的影响是最明显的。
在第3章中将详细讨论。
2-2.4接收机
由于接收器的确切形式是由多种要求决定的,通信系统中的接收器也有很多种类。
比较重要的要求中有调制系统的使用、工作频率和幅值以及现实要求的种类,这些反过来依赖于智能接收机的目标。
然而,大多数接收器的确符合超外差类型,例如简单的广播接收机,其方框图解如图2-3所示。
射频级
音频电压和功率放大器
解调器
中频放大器
振荡
图2-3超外差接收机框图
接收器的复杂性范围很广,从带有听筒的警惕收音机,到非常复杂的带有许多天线以及要求一定范围、高电压、以及同步电路的视觉显示的雷达接收机。
无论什么样的接收机,它的最重要的功能是解调,有时是解码。
这两个过程都是相应发射过程的反面,并且将在下面的章节中有所介绍。
正如开始说明的那样,接收器的目的影响者它的构造以及使用的调制系统的类型。
因此接收器的输出组成各种各样的东西,扬声器、穿孔卡片、自动收报机纸条、电动打字机、不同的雷达显示、图像显示管、录音笔或者计算机;
每个实例中的排列方式都是不同的,并且每种都影响接收机的设计。
同样需要注意的是,发射机与接收机之间的一致性以及使用的调制和编码的方法。
2-3调制
2-3.1性质
在调制的过程中,按照调制信号的瞬时值,高频正弦波的某些特征是不同的。
这种正弦波能用等式来代替,其中e是正弦波的瞬时值,称为载波;
E是幅值最大值,w是角速度,
是与一些参考量之间的相位关系。
由于调制信号,载波的上面三种特征参数中的任何一种都不相同,从而分别产生了调幅、调频、或者调相。
这种过程是相当复杂的并且在没有合理的理由时,很显然不会使用。
由于很重要,它们很快会被讨论但并不是立刻就显现。
2-3.2调制的必要性
远距离无线电信道中,信息发射的调制载波的使用有两种选择:
可以试图发射调制信号本身或者未经调制的载波。
首先将论证发射信号本身的不可行性。
虽然还没有讨论过这个话题,涉及到不同频率电磁波的传送与声音频谱相符是有一定困难的,也就是,低于20kHz。
这其中最大的困难是为了有效地辐射和接收,接收和发射的天线的高度不得不和频率带宽的四分之一差不多。
即广播频带1MHz要求75m,但是15MHz时增加到5000m(超过16000英尺!
)这种尺寸的纵向天线是难以想象的。
关于直接发射频率信号有另外一个重要的争论;
所有的声音集中在20Hz到20MHz之间,因此不同信号源之间所有信号混合的可能性较小。
在任何城市,广播站将彻底覆盖空气,并且它们代表了所有使用中的发射台中很小的比例。
为了分离出不同的信号,将它们转换成电磁频谱的不同部分是必要的;
每一个必须给出它自己的分类。
这样也克服了低频下低劣辐射的困难。
信号一旦被翻译,最后的接收机前方将有特定的调谐电路,以保证能够得到想要的频谱区间,排除不想要的区间。
这种调谐电路通常都是不同的,因此接收器能够筛选出预先想要的传送范围。
即使这种信号的分离在没有调制的情况下能够排除很多困难,事实上,不同频率未调制的载波自身,仍然不能用于智能发送中。
未经调制的载波有不变的最大振幅,不变的频率,与一些参考方面不变的关系,事实上,它的所有参数均为常数。
一段信息由不断变化的数量组成,例如,语言是由许多不可预测的不同的振幅以及频率组成。
由于用三个常数参数来代替这两种变量是不可能的,未调制载波不能用于传送信息。
在连续波调制系统中,载波的一个参数会发生变化。
在任意时刻,未调制值的偏差与调制电压瞬时值是成比例的,偏差存在时的比例与调制频率成正比。
2-4通带宽度要求
精确的传送系统中,频率的要求范围是由调制方式确定的。
然而,我们只是希望通频带宽度也由调制信号自身占用的频带宽度确定。
如果后者是正弦曲线,那么它们占用的频带宽可以简单认为是最高点和最低点的频率差。
如果调制信号不是正弦曲线,情况将更加复杂。
由于通信中这种波形经常出现,下面研究其频率要求。
2-4.1非正弦曲线的光谱频率
如果在通信系统中要发射的为非正弦波,例如方波,重要的是要意识到每个这种波都能够分解为构成它的正弦波,假如考虑这种波的重复比例,同频带宽将比预期的大很多。
现在我们在下面给出一个比较正式的陈述。
我们可以得出,任意非正弦波的重复的单波由正弦波或者余弦波组成。
频率的最小值或者基波,正弦波等于非正弦的波形的重复比例,并且其他的均为谐波。
些以每秒200次反复出现的非正弦波由200Hz的基波组成;
谐波为400、600、800Hz等等。
没有其他频率的波出现,但是有时仅仅有谐波或者基波。
通常,在通频带的计算中经常忽略高次谐波。
以上叙述的证明也许要用到三种不同形式中的任意一种。
在数学上,可以用傅里叶变换来证明。
可能会用到图解的综合分析,这种情况下加入正弦波成分,消掉来自傅立叶变换的配方,证明了以上推断的正确性。
这种方法的另一个优点是让我们看到忽略一些成分(例如,高次谐波)对总波形的影响。
问题1-5阐述了这种方法的用途。
最后,出现的正弦波成分所占比例可以用波形分析器来分析,它是一种通频带较窄的高增益可调参量放大器,能够调节到每种正弦波成分并且测量出其幅值。
现在给出一些频率分析的,在资料中可能会有更多。
如果非正弦波形曲线的幅值是A,并且频率是
,那么它可用以下公式代替:
方波:
(2-1)
三角波:
(2-2)
锯齿波:
(2-3)
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