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。

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电磁波在真空中的波速为c,大小和光速一样， c=3×10m/s =3×10km/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

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（kHz）、兆赫（MHz）。1 MHz=10 kHz 1 kHz=10 Hz 1 MHz=10 Hz

（3）波速：一秒内电磁波传播的距离，用c表示，单位是m/s。

cc

（4）波长、频率和波速的关系c=λf λ= f = 。

fλ

（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。 波段 波长 频率 传播方式 主要用途 长波 30000m~3000m 10 kHz~100 kHz 地波 超远程无线电

通信和导航

中波 3000m~200m 100 kHz~1500 kHz 地波和天调幅（AM）、无中短波 200m~50m 1500 kHz~6000 kHz 波 线电广播、电短波 50m~10m 6 MHz~30 MHz 天波 报 微 米波10m~1m 30 MHz~300 MHz 近似直线调频（FM）、无波 （VHF） 传播 线电广播、电

视、导航

分米波10dm~1dm 300 MHz~3000 MHz 直线传播 移动通信、电（UHF） 视、雷达、导厘米波 10cm~1cm 3000 MHz~30000 MHz 航 毫米波 10mm~1mm 30000 MHz~300000 MHz xkb1

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

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微波的波长在10m~1mm之间，频率在30 MHz~ 3×10MHz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、络通信

目前使用最频繁的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 @ server

世界上最大的计算机络，叫做因特。

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。 宽带是指频率较高，能传输更多信息的络。