通信是指發(fā)送者與接收者之間的信息傳遞;利用電信號或光信號實(shí)現(xiàn)信息傳遞的系統(tǒng)稱為通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 通信系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu)
一、輸入換能器
輸入換能器主要任務(wù)是將發(fā)信者提供的非電量消息(如聲音、景物等)變換為電信號,它應(yīng)能反映待發(fā)的全部消息,通常具有低通型頻譜結(jié)構(gòu),故稱為基帶信號。當(dāng)輸入消息本身就是電信號時(如計(jì)算機(jī)輸出的二進(jìn)制信號),輸入換能器可省略而直接進(jìn)入發(fā)送設(shè)備。
二、發(fā)送設(shè)備(包括調(diào)制和放大)
調(diào)制:用基帶信號去控制高頻信號的某一參數(shù),使該參數(shù)按照基帶信號的規(guī)律變化的過程,稱為調(diào)制。
基帶信號也稱為調(diào)制信號;未調(diào)制的高頻信號稱為載波信號; 經(jīng)調(diào)制后的高頻信號稱為已調(diào)信號。用基帶信號去控制高頻信號的振幅,稱為調(diào)幅,簡稱am;去控制高頻信號的頻率,稱為調(diào)頻,簡稱fm;去控制高頻信號的相位,稱為調(diào)相,簡稱pm。幾種方式的調(diào)制時域波形如動畫1所示。點(diǎn)擊即可觀看動畫
放大:是指對調(diào)制信號和已調(diào)信號的電壓利功率放大、濾波等處理過程,以保證送入信道足夠大的已調(diào)信號功率。
調(diào)制的必要性:
1.常用基帶信號頻率范圍
圖像信號 : 0~6mhz
語音 300hz ~ 3.4khz
音樂 16hz ~ 20khz
根據(jù)天線理論的知識,天線尺寸大于信號波長的十分之一,信號才能有效發(fā)射。直接對這些頻率較低的基帶信號進(jìn)行傳輸,所需要的天線尺寸非常龐大,是不現(xiàn)實(shí)的。
2. 實(shí)現(xiàn)信道的復(fù)用
如果同時將基帶信號進(jìn)行傳輸,則會發(fā)生頻譜混疊現(xiàn)象,接收端就不能正確的接收所需要的信息;而通過調(diào)制,將不同的信號調(diào)制到不同的頻率段上,則接收端就可以正確的接收信息。
三、信道
信道是連接發(fā)、收兩端的信號通道,又稱傳輸媒介。通信系統(tǒng)中應(yīng)用的信道可分為兩大類:有線信道(如架空明線、電線、波導(dǎo)、光纖等)和無線信道(如海水、地球表面、自由空間等)。不同信道有不同的傳輸特性,相同媒介對不同頻率的信號傳輸特性也是不同的。
四、接收設(shè)備
接收設(shè)備的任務(wù)是將信道傳送過來的已調(diào)信號進(jìn)行處理,以恢復(fù)出與發(fā)送端相一致的基帶信號。這種從已調(diào)波中恢復(fù)基帶信號的處理過程,稱為解調(diào)。顯然解調(diào)是調(diào)制的反過程。又由于信道的衰減特性,經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)竭_(dá)接收端的信號電平通常是很微弱的(微伏數(shù)量級),需要放大后才好解調(diào)。同時,在信道中還會存在許多干擾信號,因而接收設(shè)備還必須具有從眾多干擾信號中選擇有用信號、抑制干擾的能力 。