《通信原理與通信技術(shù)》課件第11章

第11章通信終端與通信設(shè)備

11.1電話機(jī)

11.2收音機(jī)

11.3電視機(jī)

11.4數(shù)據(jù)終端

11.5通信設(shè)備

11.6小資料——雷達(dá)的發(fā)明

11.1電話機(jī)

11.1.1磁石式電話機(jī)

1875年6月2日，當(dāng)電學(xué)家沃特森通過(guò)如圖11-1所示的原始電磁式電話機(jī)聽(tīng)到了貝爾在另一房間里說(shuō)“沃特森先生，快來(lái)呀！我需要你”的話時(shí)，終于宣告了人類(lèi)歷史上第一部電話機(jī)的誕生。

貝爾的第一部電話機(jī)構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，由兩個(gè)裝了振動(dòng)膜片的電磁鐵和能夠集中聲波的助聲筒、助聽(tīng)筒組成。說(shuō)話時(shí)，空氣沖擊助聲筒底部的膜片引起振動(dòng)，振動(dòng)改變鐵芯與銜鐵之間的磁通，使線圈中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流(完成送話)，然后該電流流過(guò)另一只電磁鐵線圈，使得助聽(tīng)筒底部的膜片按電流的變化規(guī)律發(fā)生振動(dòng)，通過(guò)助聽(tīng)筒把振動(dòng)產(chǎn)生的聲音送到人耳。

圖11－1原始電磁式電話機(jī)示意圖

由圖11－1可見(jiàn)，貝爾的第一部電話機(jī)構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，只是在一個(gè)電磁鐵上裝上振動(dòng)膜片，為使聲能集中，加上了助聲筒和助聽(tīng)筒。說(shuō)話時(shí)，空氣沖擊助聲筒底部的膜片引起振動(dòng)，振動(dòng)改變鐵芯與銜鐵之間的磁通，使線圈中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流(完成送話)，這個(gè)變化的電流同樣要流過(guò)另一只電磁鐵線圈，使得助聽(tīng)筒底部的膜片按電流的變化規(guī)律發(fā)生振動(dòng)，通過(guò)助聽(tīng)筒把振動(dòng)產(chǎn)生的聲音送到人耳。

在電話機(jī)里，把能將聲音變成相應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器稱(chēng)為送話器，把相應(yīng)電信號(hào)還原為聲音的轉(zhuǎn)換器叫做受話器，兩者之間的導(dǎo)電線稱(chēng)為線路。

根據(jù)貝爾的發(fā)明，人們制造了早期的簡(jiǎn)陋電話機(jī)，即說(shuō)與聽(tīng)都用一個(gè)帶振動(dòng)片的電磁鐵，聽(tīng)的時(shí)候扣在耳朵上，當(dāng)受話器用，說(shuō)的時(shí)候放在嘴前，當(dāng)送話器用，用起來(lái)很不方便。后來(lái)人們把送話器和受話器分開(kāi)，做成兩個(gè)獨(dú)立的部件，不用來(lái)回移動(dòng)，但實(shí)際上還是兩個(gè)構(gòu)造相同的帶振動(dòng)片的電磁鐵，因此效率很低。為了改進(jìn)電話機(jī)，人們進(jìn)行了不懈的努力。1877年愛(ài)迪生發(fā)明了炭精式送話器，極大地提高了電話機(jī)的送話效率，對(duì)受話器的結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了改進(jìn)并把它們裝到了一個(gè)手柄里。最初的電話機(jī)只有通話裝置，沒(méi)有呼叫設(shè)備，后來(lái)逐漸配套成龍，形成了磁石式電話機(jī)。這種電話機(jī)除了手柄和電鈴之外，還配有一個(gè)手搖發(fā)電機(jī)和兩節(jié)干電池。只要兩部磁石電話機(jī)之間拉上兩根線就可以打電話，搖動(dòng)發(fā)電機(jī)，另一部電話機(jī)的鈴就會(huì)響起來(lái)，雙方都拿起手柄后，自備干電池作為通話用的電源接通，雙方就可以通話了。

貝爾的電話只能把聲音從送話方傳到受話方，屬于單工傳輸方式，見(jiàn)圖11－2（a）。通話雙方要想交談就必須用如圖11－2（b）所示的方式。該方式雖然可以雙工傳輸語(yǔ)音信號(hào)，但需要四根線傳輸信號(hào)，經(jīng)濟(jì)性不好。圖11－2（c）所示的方式可以用兩根線完成雙工傳輸，但會(huì)產(chǎn)生“側(cè)音效應(yīng)”。所謂側(cè)音，就是本方發(fā)出的聲音通過(guò)送話器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后不僅可以通過(guò)二線線路送往對(duì)方，而且還要送到本方受話器中，產(chǎn)生很大的聲音——側(cè)音。這種側(cè)音會(huì)因人耳的疲勞現(xiàn)象而影響收聽(tīng)對(duì)方的話音。所以現(xiàn)代較好的電話機(jī)設(shè)計(jì)總是要盡量減小側(cè)音。圖11－2（d）是具有消側(cè)音功能的雙工方式示意圖，圖中混合電路的作用是完成2／4線轉(zhuǎn)換，把送話電信號(hào)送往線路上，把線路上來(lái)的電信號(hào)送往受話器。由于混合電路上接有消側(cè)音電路，因此可大大減少側(cè)音效應(yīng)。在實(shí)際電話機(jī)中，混合電路可以是感應(yīng)線圈，也可以是由電子元件組成的電路。

圖11－2早期磁石式電話機(jī)圖11－3電話通話方式演變示意圖11.1.2撥號(hào)盤(pán)式電話機(jī)

撥號(hào)盤(pán)式電話機(jī)是自動(dòng)電話機(jī)，它主要由叉簧開(kāi)關(guān)（H1、H2）、交流鈴、撥號(hào)電路、通話電路和手柄等五部分組成，如圖11－4所示。圖11－4撥號(hào)盤(pán)式電話機(jī)及其原理框圖叉簧開(kāi)關(guān)（H1、H2）：主要用于振鈴和通話狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。振鈴和通話是交替工作的，即振鈴時(shí)不能通話，通話時(shí)不能振鈴。

交流鈴：呼叫被叫用戶接聽(tīng)電話。

撥號(hào)電路：主要由旋轉(zhuǎn)撥號(hào)盤(pán)的脈沖接點(diǎn)和短路接點(diǎn)組成。其作用是把相應(yīng)的電話號(hào)碼變成相等數(shù)目的電脈沖串發(fā)往線路；同時(shí)在發(fā)號(hào)過(guò)程中，由短路接點(diǎn)把通話電路短路，防止發(fā)號(hào)脈沖在受話器中產(chǎn)生“喀喀”聲。

通話電路：主要起2／4線轉(zhuǎn)換和消側(cè)音的作用。

手柄：主要由送話器和受話器組成。它是電話機(jī)的耳和嘴。送話器把聲音信號(hào)變成電信號(hào)；受話器把電信號(hào)變成聲音信號(hào)。打電話者用撥號(hào)盤(pán)來(lái)“告訴”交換機(jī)所要的電話分機(jī)號(hào)碼。其原理是撥號(hào)盤(pán)上有一對(duì)與電話機(jī)供電回路串接的脈沖接點(diǎn)，當(dāng)撥動(dòng)撥號(hào)盤(pán)后又自動(dòng)回轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖接點(diǎn)出現(xiàn)斷—通—斷的連接動(dòng)作，導(dǎo)致電話機(jī)的電流呈斷—通—斷的狀態(tài)，即形成電流脈沖。每通斷一次形成一個(gè)脈沖，每撥一次號(hào)形成一個(gè)脈沖串（如圖11－5所示）。圖11－5撥號(hào)盤(pán)形成的脈沖串

11.1.3按鍵式電話機(jī)

按鍵式電話機(jī)是從20世紀(jì)80年代開(kāi)始逐漸普及的，它是現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的成果之一。按鍵式電話機(jī)與撥號(hào)盤(pán)式電話機(jī)的組成及作用基本相同，但除叉簧和手柄外，每部分電路卻不盡相同。

按鍵式電話機(jī)主要由叉簧、振鈴電路、極性保護(hù)電路、撥號(hào)電路、通話電路和手柄組成，見(jiàn)圖11－6。

圖11－6按鍵式電話機(jī)及其原理框圖振鈴電路：由音調(diào)振鈴集成電路和壓電陶瓷振鈴器(或揚(yáng)聲器)組成。它把交換機(jī)送來(lái)的25Hz鈴流變成直流，然后再產(chǎn)生兩種頻率不同的交替信號(hào)，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器或壓電陶瓷蜂鳴器發(fā)出悅耳的聲音。

極性保護(hù)電路：主要作用是把a(bǔ)/b、b/a線上極性不確定的電壓變成極性固定的電壓，以確保撥號(hào)電路和通話電路所要求的電源極性。

振鈴電路：由音調(diào)振鈴集成電路和壓電陶瓷蜂鳴器或揚(yáng)聲器組成。它把交換機(jī)送來(lái)的25Hz鈴流變成直流，然后再產(chǎn)生兩種頻率不同的交流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷蜂鳴器或揚(yáng)聲器發(fā)出悅耳的聲音。極性保護(hù)電路：它的主要作用是把a(bǔ)/b、b/a線上極性不確定的電壓變成極性固定的電壓，以確保撥號(hào)電路和通話電路所要求的電源極性。

撥號(hào)電路：撥號(hào)電路是由撥號(hào)專(zhuān)用集成電路，鍵盤(pán)和外圍電路組成。它可以把鍵盤(pán)輸入的號(hào)碼變成相應(yīng)的脈沖或雙音多頻信號(hào)送到線路上。同時(shí)能發(fā)出靜噪信號(hào)來(lái)消除撥號(hào)時(shí)在受話器中產(chǎn)生的“喀喀”聲。

通話電路：采用高性能(寬頻響、長(zhǎng)壽命等)的電／聲、聲／電轉(zhuǎn)換器件作為受話器、送話器，并配上送、受話放大器(多采用專(zhuān)用通話集成電路)完成通話功能。它主要起2／4線轉(zhuǎn)換、消側(cè)音和放大接收與發(fā)送信號(hào)作用。按鍵式電話機(jī)在性能上有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，其脈沖發(fā)號(hào)參數(shù)完全由電子器件保證，非常穩(wěn)定，且按鍵方式比撥盤(pán)方式操作簡(jiǎn)單。其二，通話時(shí)話音失真度小(頻率失真小)，發(fā)送、接收系統(tǒng)的靈敏度可按要求進(jìn)行調(diào)整。為了適應(yīng)電話線路長(zhǎng)短的不同對(duì)話音信號(hào)衰減的變化，電話機(jī)中加入了自動(dòng)音量調(diào)節(jié)功能，使長(zhǎng)、短線通話時(shí)音量均柔和適中。另外，振鈴聲音為雙音調(diào)方式，聲音悅耳，可以方便地加入振鈴音量調(diào)節(jié)和音調(diào)調(diào)節(jié)功能。

按鍵式電話機(jī)除采用脈沖發(fā)號(hào)之外，還可以用雙音多頻（DTMF）方式發(fā)號(hào)。這種發(fā)號(hào)方式是這樣的：全部發(fā)號(hào)信號(hào)由高、低兩個(gè)頻率群組成，每一群中有四個(gè)頻率，從高、低頻群中分別任選一個(gè)頻率(8中取2)組合起來(lái)代表一個(gè)數(shù)字或符號(hào)，具體代碼表如表11－1所示。表11－1雙音多頻發(fā)號(hào)代碼表

發(fā)號(hào)時(shí)，電話機(jī)發(fā)出含有兩個(gè)頻率的音頻信號(hào)電流，用戶可以從受話器聽(tīng)到它的聲音(確認(rèn)音)。交換機(jī)接收到雙音頻信號(hào)進(jìn)行判別，完成相應(yīng)的接續(xù)動(dòng)作。為使交換機(jī)能準(zhǔn)確識(shí)別，對(duì)電話機(jī)發(fā)出的雙音頻信號(hào)在頻率偏差、電平、失真、持續(xù)時(shí)間等方面均有嚴(yán)格要求。表11－1中的A、B、C、D四種雙音頻組合目前使用較少，主要是作為備用。

為了方便用戶，生產(chǎn)廠家推出了具備脈沖和音頻兩種撥號(hào)方式的兩用電話機(jī)，用一個(gè)開(kāi)關(guān)（通常表示為P/T）可以選擇電話機(jī)處于脈沖或音頻方式工作。

11.1.4電話通信中的通信原理知識(shí)

電話通信是大家所熟悉且應(yīng)用廣泛的一種典型通信技術(shù)，其中包含著不少通信原理知識(shí)。為了幫助大家學(xué)以致用，我們給出其中的主要知識(shí)點(diǎn)。

（1）電話通信早期屬于模擬通信，電話機(jī)屬于模擬終端。隨著數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，電話可以用于數(shù)字通信，也就是數(shù)字電話，典型的實(shí)例是目前流行的移動(dòng)通信技術(shù)——手機(jī)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，目前電話網(wǎng)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，比如撥號(hào)上網(wǎng)和ADSL、電傳等。

（2）電話通信屬于雙工通信，但它是利用消側(cè)音技術(shù)在一個(gè)信道上完成雙向信號(hào)傳輸?shù)摹?/p>

（3）電話機(jī)到交換機(jī)之間是音頻基帶信號(hào)傳輸。交話機(jī)之間多采用調(diào)制傳輸。由于局與局之間多為多路電話傳輸，因此采用單邊帶頻分復(fù)用技術(shù)。比如一個(gè)基群傳送12路電話，帶寬為48kHz；一個(gè)超群由5個(gè)基群構(gòu)成，傳輸60路電話，帶寬為240kHz。

11.2收音機(jī)

11.2.1收音機(jī)分類(lèi)及原理框圖

收音機(jī)是我們所熟悉的家用電器，同時(shí)也是一種典型的通信終端或通信設(shè)備。用通信術(shù)語(yǔ)來(lái)描述的話，收音機(jī)是一種無(wú)線單工語(yǔ)音通信產(chǎn)品，是調(diào)制與解調(diào)原理在實(shí)踐中的具體應(yīng)用，其工作原理與很多專(zhuān)用通信設(shè)備（比如：電臺(tái)）很相似，具有代表性。

收音機(jī)有多種，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)具有不同分類(lèi)。

根據(jù)主要元件不同可分為電子管、晶體管和集成電路收音機(jī)。

根據(jù)電路原理不同可分為直接檢波式、來(lái)復(fù)再生式和超外差式。前兩種已基本淘汰。

根據(jù)工作波段不同可分為單波段和多波段。

根據(jù)信號(hào)調(diào)制不同可分為調(diào)幅式和調(diào)頻式。也有合二為一的調(diào)幅調(diào)頻機(jī)。

根據(jù)體積大小不同可分為臺(tái)式、便攜式、袖珍式和微型式。

根據(jù)性能指標(biāo)不同可分為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)五個(gè)等級(jí)。

收音機(jī)必須工作在指定的頻率范圍之內(nèi)，也就是說(shuō)可以接收指定頻段內(nèi)的電臺(tái)，這個(gè)工作頻率范圍叫做工作波段。工作波段主要分為中波、短波和調(diào)頻波三大類(lèi)。我國(guó)規(guī)定收音機(jī)的工作波段是：調(diào)幅中波段為535～1605kHz；調(diào)頻波段為88～108MHz；調(diào)幅短波段因機(jī)器等級(jí)不同而略有差異，比如具有一個(gè)短波波段的三級(jí)收音機(jī)為(3.9～12)MHz或(6～18)MHz。

收音機(jī)從發(fā)明到現(xiàn)在，主要經(jīng)歷了電子管、晶體管和集成電路三個(gè)時(shí)代。雖然體積越來(lái)越小，功能也越來(lái)也多，但其基本原理始終沒(méi)變。了解收音機(jī)的基本工作原理對(duì)掌握通信原理相關(guān)知識(shí)大有好處。

圖11－7電子管收音機(jī)圖11－8

超外差式晶體管收音機(jī)及其原理框圖11.2.2輸入電路

從天線到收音機(jī)第一級(jí)輸入端之間的電路叫輸入電路，簡(jiǎn)單和復(fù)雜的收音機(jī)都有其輸入電路。輸入電路的作用就是從天線接收的各種信號(hào)中把需要收聽(tīng)的電臺(tái)信號(hào)選擇出來(lái)，并傳輸?shù)较乱患?jí)電路，而把其他不需要收聽(tīng)的信號(hào)(干擾)有效地加以抑制。對(duì)輸入電路的要求如下：

（1）輸入電路的電壓傳輸系數(shù)應(yīng)盡可能大，且在整個(gè)波段中都變化不大。所謂電壓傳輸系數(shù)，就是指輸入電路的輸出電壓與天線內(nèi)的有用電動(dòng)勢(shì)之比。

（2）輸入電路的選擇性要好，即從天線傳輸來(lái)的多而雜的信號(hào)中分出有用信號(hào)的能力要強(qiáng)。這是輸入電路的主要作用。（3）輸入電路要有足夠的波段覆蓋，即收音機(jī)能調(diào)諧到所要接收的整個(gè)波段內(nèi)各個(gè)頻率的電臺(tái)信號(hào)，并且所調(diào)諧到的每一個(gè)頻率都能達(dá)到上述傳輸系數(shù)和選擇性等主要指標(biāo)。

輸入電路又稱(chēng)調(diào)諧電路，其基本原理就是利用諧振原理將天線接收到的眾多電臺(tái)信號(hào)中的一個(gè)“調(diào)諧”出來(lái)并送到下一級(jí)電路（變頻電路）。

圖11－9磁性天線輸入電路及其等效電路線圈L1和電容C（C=C1a+CT）構(gòu)成調(diào)諧輸入回路，完成電臺(tái)選擇。而通過(guò)L2與晶體管的輸入阻抗相匹配，可使晶體管得到最大的輸入功率。改變電容C1a可以改變輸入回路的諧振頻率，從而可以接收不同的電臺(tái)信號(hào)。比如，有頻率為f1，f2，…，fn的不同電臺(tái)發(fā)射的電磁波同時(shí)被磁棒所接收，在線圈L1上感應(yīng)出頻率不同的電動(dòng)勢(shì)E1，E2，…，En，調(diào)諧回路等效電路如圖11－7（b）所示。由串聯(lián)諧振的特性可知，如果調(diào)節(jié)電容器C1a使調(diào)諧回路對(duì)頻率為f2的電動(dòng)勢(shì)諧振，則回路里頻率為f2的電流最大，L1兩端的電壓也最大，通過(guò)L1與L2的耦合，頻率為f2的電臺(tái)信號(hào)便傳輸?shù)紹G1的輸入端，其他頻率的電臺(tái)信號(hào)則被有效地抑制。CT選用半可變電容器，其作用是補(bǔ)償可變電容器C1a的容量，使之調(diào)諧范圍可以覆蓋整個(gè)頻段。

11.2.3變頻電路

利用本地產(chǎn)生的振蕩波與輸入信號(hào)混頻，將輸入信號(hào)頻率變換為某個(gè)預(yù)定的頻率的技術(shù)或方法叫做“外差”或“超外差”。

超外差原理最早是由阿姆斯特朗于1918年提出的。這種方法是為了適應(yīng)遠(yuǎn)程通信對(duì)高頻率、弱信號(hào)接收的需要，在外差原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。外差方法是將輸入信號(hào)頻率變換為音頻，而阿姆斯特朗提出的方法是將輸入信號(hào)變換為超音頻，所以稱(chēng)之為超外差。超外差電路的典型應(yīng)用是超外差接收機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是：①容易得到足夠大而且比較穩(wěn)定的放大量；②具有較高的選擇性和較好的頻率特性；③容易調(diào)整。缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，同時(shí)也存在著一些特殊的干擾，如像頻干擾、組合頻率干擾和中頻干擾等。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，超外差接收機(jī)已經(jīng)可以單片集成。

變頻電路是超外差技術(shù)的核心部分，其基本思路是將接收電路收到的不同頻率電臺(tái)信號(hào)全部變成一個(gè)統(tǒng)一頻率的信號(hào)，以保證有較高的靈敏度和選擇性。這個(gè)統(tǒng)一頻率稱(chēng)為中頻頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)中頻。我國(guó)規(guī)定的中頻頻率為465kHz?？梢?jiàn)，中頻低于中波波段。變頻器原理圖見(jiàn)圖11－10。

圖11－10變頻電路（變頻器）原理圖變頻器原理是這樣的：輸入電路（也稱(chēng)為調(diào)諧電路）在工作波段中選中一個(gè)載頻為fs的電臺(tái)信號(hào)送入變頻管基極；本機(jī)振蕩電路（本振電路）產(chǎn)生一個(gè)頻率為fc的正弦型信號(hào)送入變頻管發(fā)射極；通過(guò)變頻管的非線性作用，從集電極輸出包含fs和fc混合頻率信號(hào)，再經(jīng)過(guò)中頻變壓器選出其中的差頻信號(hào)（也就是中頻信號(hào)f0=fc-fs

）送入中放電路。

因?yàn)榻邮盏碾娕_(tái)信號(hào)載頻隨電臺(tái)的不同而不同，即fs是變化的，所以，為了使中頻信號(hào)f0保持不變，就需要本振信號(hào)的頻率隨fs同步變化并保持一個(gè)固定差值。圖11－10（b）中的雙連可變電容器C1a和C1b的作用就是保證在選擇不同電臺(tái)的同時(shí)，讓本振頻率也隨之同步改變。

超外差技術(shù)的精髓就是通過(guò)變頻器把所有可接收的不同載頻的電臺(tái)信號(hào)變成一個(gè)固定頻率（中頻）的調(diào)幅信號(hào)，從而降低了對(duì)后續(xù)放大電路通頻帶的要求，提高了收音機(jī)的性能指標(biāo)。

注意：有些收音機(jī)或電視機(jī)的框圖中會(huì)出現(xiàn)“混頻電路”或“混頻器”字樣。其含義與變頻電路或變頻器略有不同。變頻是指用一個(gè)管子（晶體管或電子管）同時(shí)完成本機(jī)振蕩信號(hào)的產(chǎn)生和混頻任務(wù)；而用一個(gè)管子產(chǎn)生本機(jī)振蕩信號(hào)，用另一個(gè)管子進(jìn)行混頻時(shí)，則該管子和周邊元器件就構(gòu)成混頻電路。所以，變頻器包含產(chǎn)生本振和混頻兩個(gè)功能，而混頻器只完成混頻任務(wù)。

11.2.4中放電路

中頻放大器（簡(jiǎn)稱(chēng)中放）是超外差式收音機(jī)的重要組成部分，其性能好壞直接決定收音機(jī)的選擇性和靈敏度。它必須滿足以下要求：

（1）要有良好的選擇性。

（2）要工作穩(wěn)定，受電壓、溫度影響要小，不能產(chǎn)生自激振蕩。

（3）通頻帶內(nèi)頻響特性要好。

（4）在保證穩(wěn)定的前提下，功率增益要盡量高。

中頻放大器的作用是將變頻器或前一級(jí)放大器送出的中頻小信號(hào)加以放大。通常一個(gè)收音機(jī)有兩三級(jí)中頻放大器。圖11－9是一個(gè)中放電路的原理圖及其頻響特性。中頻放大器的諧振頻率是中頻465kHz。由于我國(guó)電臺(tái)的頻譜帶寬為10kHz，因此，中頻放大器的通頻帶為10kHz，見(jiàn)圖11－9（b）。

圖11－11中頻放大器及其頻響特性

11.2.5檢波電路

調(diào)幅收音機(jī)采用包絡(luò)檢波，其原理我們?cè)诘?章已經(jīng)講過(guò)，這里不再贅述。11.2.6低頻放大和功率放大電路

檢波器輸出的信號(hào)就是音頻信號(hào)，但因其幅度太小，所以必須經(jīng)過(guò)放大才能推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。低頻放大器和功率放大器就是將檢波器輸出的小音頻信號(hào)放大至可以帶動(dòng)揚(yáng)聲器的大幅度音頻信號(hào)。低頻放大器是一個(gè)典型的共發(fā)射極放大器，而功率放大器是一個(gè)典型的推挽放大電路。圖11－12所示的一個(gè)典型的六晶體管中波超外差式收音機(jī)原理圖中就有低放和功放電路。有關(guān)內(nèi)容參看“模擬電路”教科書(shū)。

11.2.7廣播通信中的通信原理知識(shí)

無(wú)線電廣播是一種單工、點(diǎn)到多點(diǎn)、無(wú)線傳輸?shù)哪M音頻通信系統(tǒng)，其中的理論知識(shí)主要包括幅度調(diào)制與解調(diào)、頻率調(diào)制與解調(diào)、頻分復(fù)用等內(nèi)容。而信號(hào)頻譜和信道通頻帶概念更是理論知識(shí)中的基礎(chǔ)。

11.3電視機(jī)

1.3.1電視機(jī)信號(hào)傳輸原理電視廣播電臺(tái)通常由兩個(gè)發(fā)射機(jī)構(gòu)成：一個(gè)是圖像信號(hào)發(fā)射機(jī)；另一個(gè)是伴音信號(hào)發(fā)射機(jī)。兩個(gè)發(fā)射機(jī)輸出的調(diào)制信號(hào)通過(guò)一個(gè)雙工器合成為電視廣播信號(hào)由一副天線發(fā)射出去供電視機(jī)接收。廣播電視系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖11－13。

圖11－13廣播電視系統(tǒng)示意圖

按我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)，場(chǎng)頻為50Hz，掃描行數(shù)為625行，采用隔行掃描方式，則電視圖像信號(hào)的最高頻率約為fmax=5.6MHz。由于圖像信號(hào)的最低頻率接近零，因此圖像信號(hào)的帶寬就是其最高頻率。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)圖像信號(hào)（視頻信號(hào)）帶寬為6MHz。圖像信號(hào)采用殘留邊帶調(diào)制（VSB）發(fā)送。伴音信號(hào)采用調(diào)頻（FM）技術(shù)傳輸，調(diào)頻波所占的頻率范圍為130kHz。我國(guó)規(guī)定在伴音載頻兩邊各留250kHz為伴音信號(hào)通道。因此，圖11－13中的圖像信號(hào)發(fā)射機(jī)實(shí)際上就是一個(gè)殘留邊帶調(diào)制器，而伴音信號(hào)發(fā)射機(jī)就是一個(gè)調(diào)頻器。

圖像信號(hào)、伴音信號(hào)的頻譜及電視機(jī)頻響特性示意圖見(jiàn)圖11－14。

我國(guó)電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用調(diào)幅信號(hào)傳輸圖像信號(hào)，實(shí)際中通常采用殘留邊帶調(diào)制，并和電視接收機(jī)的頻率特性配合起來(lái)，共同完成單邊帶傳送的任務(wù)。我國(guó)的電視廣播是抑制下邊帶，見(jiàn)圖11－14（b）。圖11－14（c）表示接收端電視機(jī)頻響特性。由圖可以看出，電視接收機(jī)的調(diào)諧和收音機(jī)不同。收音機(jī)是把電臺(tái)的載頻調(diào)節(jié)到整機(jī)頻率特性曲線通頻帶的中點(diǎn)，而電視機(jī)則把圖像載頻調(diào)節(jié)到頻率特性曲線通頻帶的一個(gè)斜邊上，以使整個(gè)上邊帶都能通過(guò)電視接收饑，同時(shí)把接收到信號(hào)中未被抑制掉的那部分下邊帶抑制掉。

圖11－14圖像基帶信號(hào)、發(fā)送端電視信號(hào)頻譜及接收端電視頻響特性電視伴音信號(hào)一般采用調(diào)頻方法傳送，以保證得到較高的放音質(zhì)量。伴音信號(hào)頻帶比圖像信號(hào)窄得多，它安置在圖像信號(hào)上邊帶的旁邊。伴音載頻比圖像載頻高6.5MHz。通常在電視接收機(jī)中用同一個(gè)高頻放大器去接收和放大圖像和伴音兩種信號(hào)，這樣可使接收機(jī)的構(gòu)造簡(jiǎn)化。采用殘留邊帶傳送后，發(fā)送設(shè)備的總頻帶寬約為8MHz，而接收機(jī)的帶通放大器頻帶寬度為6.5MHz就可以了。

在電視廣播中，每一套電視節(jié)目必須單獨(dú)使用一個(gè)頻道，也就是一個(gè)獨(dú)立的頻率范圍。我國(guó)的電視節(jié)目頻道主要分布在甚高頻段（VHF）和特高頻段（UHF）兩個(gè)頻段中。表11－2是我國(guó)VHF頻段電視頻道劃分表。

表中1~5頻道稱(chēng)為Ⅰ波段；6~12頻道稱(chēng)為Ⅲ波段；5~6頻道之間空出了93~166MHz一段，供調(diào)頻廣播使用，稱(chēng)為Ⅱ波段。

表11－2我國(guó)VHF頻段電視頻道劃分表

圖11－15黑白、彩色電視機(jī)和平板彩色電視機(jī)示意圖11.3.2電視機(jī)原理

我們已經(jīng)知道電視廣播的圖像和伴音是兩個(gè)獨(dú)立的電信號(hào)，發(fā)送時(shí)要用兩個(gè)載波和兩套獨(dú)立的發(fā)射機(jī)，圖像信號(hào)采用殘留邊帶調(diào)制（VSB）發(fā)送，伴音信號(hào)用調(diào)頻波。這兩種信號(hào)雖然調(diào)制方式不同，但都是具有一定頻帶寬度的超高頻載波信號(hào)。由于它們的載波頻率比較接近，因此能用一副天線同時(shí)把它們接收下來(lái)，并且在接收機(jī)前端的一些電路中，可以讓這兩個(gè)信號(hào)共同通過(guò)，以后再把它們分開(kāi)。所以，電視接收機(jī)不必采用兩套完全獨(dú)立的接收電路。

從基本原理上看，電視接收機(jī)是一種可以接收調(diào)幅信號(hào)和調(diào)頻信號(hào)的設(shè)備，目前的電路形式都采用超外差式電路。超外差式電路不管接收哪一個(gè)頻道的電視臺(tái)，都是利用變頻器把接收到的超高頻載波信號(hào)變成頻率較低的而且是固定的中頻載波信號(hào)，然后再用中頻放大器去放大，并用中放的級(jí)間LC回路來(lái)保證圖11－12（c）中所要求的頻率特性。

上面已經(jīng)談到，超高頻的圖像和伴音載波信號(hào)是共用一副天線接收的。這兩個(gè)信號(hào)通常是一起通過(guò)電視接收機(jī)的高頻部分和圖像通道的中頻放大器，直到經(jīng)過(guò)圖像檢波器以后，再把伴音信號(hào)分離出來(lái)。已調(diào)幅的圖像中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)幅檢波器（因?yàn)閳D像信號(hào)采用VSB傳送，所以用普通的包絡(luò)檢波會(huì)產(chǎn)生失真。因此，電視中可采用中頻補(bǔ)償或其他檢波方式，比如雙差分同步檢波器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題）解調(diào)后，便得出圖像的視頻信號(hào)。由于已調(diào)頻的伴音中頻信號(hào)的幅度不變，因而經(jīng)過(guò)調(diào)幅檢波器時(shí)不會(huì)得到音頻信號(hào)，但是它卻得到變頻作用。這是因?yàn)檎{(diào)幅檢波器和變頻器的基本性質(zhì)相同，都具有非線性。這時(shí)，圖像中頻信號(hào)的載波相當(dāng)于本機(jī)振蕩信號(hào)，它和伴音中頻信號(hào)在調(diào)幅檢波器里混頻，得出的新信號(hào)頻率為圖像中頻和伴音中頻之差，即6.5MHz，而原來(lái)的調(diào)頻性質(zhì)卻沒(méi)有變。這個(gè)新的信號(hào)稱(chēng)為第二伴音中頻信號(hào)，它的頻率較原來(lái)的中頻低，頻帶又窄。因此，在圖像檢波之后，用一個(gè)Q值較高的LC諧振回路就能把它分離出來(lái)，然后送到第二伴音中頻放大器中去進(jìn)一步放大。再通過(guò)限幅器、鑒頻器對(duì)伴音的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行檢波，便可得出伴音的音頻信號(hào)。

圖11－16為超外差式電視機(jī)原理框圖。對(duì)于超外差式接收機(jī)，主要是靠圖像中頻放大器來(lái)放大載波信號(hào)和保證所需的頻率特性。但通常仍安排一級(jí)簡(jiǎn)單的高頻放大器，其作用是用來(lái)選擇所要接收的電視臺(tái)信號(hào)、抑制天線可能收到的其他干擾信號(hào)，以及把變頻器和天線隔離開(kāi)。這樣，一方面可以避免本機(jī)振蕩信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去干擾別的接收機(jī)，另一方面也可以保證變頻器的工作穩(wěn)定。

圖11－16超外差式電視機(jī)原理框圖

變頻器包括混頻和本機(jī)振蕩兩級(jí)。本機(jī)振蕩器的振蕩頻率分別比電視臺(tái)的圖像信號(hào)載頻和伴音信號(hào)載頻高一個(gè)固定數(shù)值，因而變頻后即得出固定的圖像中頻信號(hào)和伴音中頻信號(hào)。例如第二頻道的圖像載頻為57.75MHz，伴音載頻為64.25MHz，而本機(jī)振蕩頻率為92MHz，則圖像中頻為92-57.75=34.25MHz，伴音中頻為92-64.25=27.75MHz。可以看出，原來(lái)伴音信號(hào)比圖像信號(hào)高6.5MHz，經(jīng)過(guò)變頻以后，得到的伴音中頻反而比圖像中頻低6.5MHz。

由于中頻是固定的，因此，隨著接收不同頻道的電視臺(tái)，本機(jī)振蕩的頻率也要跟著改變，以保證得到固定的中頻。這只需要在用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)換接高放級(jí)和變頻器輸入端的調(diào)諧回路的同時(shí)，換接本機(jī)振蕩器已預(yù)先調(diào)好的振蕩回路即可。實(shí)際的裝置是把整個(gè)高頻部分(包括高放、混頻和本機(jī)振蕩)，連同頻道選擇的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)裝在一起，稱(chēng)為高頻頭。它的輸入端接天線，輸出端接中頻放大器。

由于經(jīng)過(guò)變頻后，原來(lái)頻率較高的伴音載波信號(hào)變成頻率較低的伴音中頻信號(hào)，而原來(lái)頻率較低的圖像載波信號(hào)變成了頻率較高的圖像中頻信號(hào)。因此，在中頻放大器中，通頻帶特性正好和圖11－14（c）所示的整機(jī)通頻帶特性左右對(duì)調(diào)。在圖像中頻放大器中，主要應(yīng)保證讓圖像中頻信號(hào)通過(guò)。對(duì)于伴音中頻信號(hào)，則增益只要有圖像信號(hào)的5%左右即可。等到伴音信號(hào)和圖像信號(hào)分離后，在第二伴音中放中再作進(jìn)一步的放大。這是為了避免伴音中頻信號(hào)對(duì)圖像中頻信號(hào)的干擾。即便如此，伴音中頻信號(hào)在圖像通道中仍能得到一定的放大。

一般電視機(jī)圖像中放的放大倍數(shù)為2000~20000倍左右，輸出的圖像中頻信號(hào)可達(dá)1~3V。經(jīng)檢波器輸出圖像視頻信號(hào)(嚴(yán)格地說(shuō)是全電視信號(hào))，再用視頻放大器放大到50V左右，這樣，在顯像管的熒光屏上就會(huì)有足夠?qū)Ρ榷鹊暮诎讏D像了。視頻放大器應(yīng)能放大頻寬為6MHz的圖像信號(hào)。

為了在顯像管熒光屏上重顯出電視圖像，不僅要求用圖像信號(hào)去控制顯像管上光點(diǎn)的亮度，還要讓光點(diǎn)在熒光屏上沿水平和垂直方向掃描。因此，要有水平掃描和垂直掃描電路，以產(chǎn)生能使電子束作水平和垂直掃描的鋸齒形電流。為了穩(wěn)定地重顯圖像，必須使顯像管中電子束的掃描和電視臺(tái)攝像機(jī)中的掃描同步。由于行、場(chǎng)同步脈沖是混在圖像信號(hào)的掃描回程中傳送給電視接收機(jī)的，因此需要從視頻放大器引出一路輸出，加到同步脈沖分離放大器的輸入端，以便分離出行、場(chǎng)同步脈沖，分別用來(lái)控制行、場(chǎng)掃描發(fā)生器。

為了使顯像管有足夠的亮度，需要產(chǎn)生很高的第二陽(yáng)極電壓，一般在10000V以上。這個(gè)電壓雖然很高，但電流很小。如果采用把交流市電升壓整流的辦法得到該高壓，則對(duì)變壓器的絕緣要求很高。在實(shí)際電視機(jī)電路中，在行掃描發(fā)生器的回程時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高壓脈沖，把這個(gè)高壓脈沖整流即可得直流高壓，用起來(lái)既方便又安全。

11.3.3廣播電視中的通信原理知識(shí)

從理論上看，電視與廣播通信的最大不同就是采用了VSB調(diào)制以及將VSB信號(hào)和FM信號(hào)合成傳輸。再一個(gè)就是工作波段不一樣，普通廣播工作在中波和短波，而電視工作在VHF和UHF波段。因此，電視技術(shù)中的通信理論知識(shí)也主要是調(diào)制、解調(diào)和頻分復(fù)用。 11.4數(shù)據(jù)終端

11.4.1數(shù)據(jù)終端的組成及分類(lèi)

數(shù)據(jù)終端設(shè)備通常由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和輸入/輸出控制器組成。其中，輸入設(shè)備對(duì)輸入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編碼，以便進(jìn)行信息處理；輸出設(shè)備對(duì)處理過(guò)的結(jié)果信息進(jìn)行譯碼輸出；輸入/輸出控制器則對(duì)輸入、輸出設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行控制，并根據(jù)物理層的接口特性（包括機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性）與線路終端接口設(shè)備（如調(diào)制解調(diào)器、多路復(fù)用器、前端處理器等）相連。

不同的輸入、輸出設(shè)備可以與不同類(lèi)型的輸入、輸出控制器組合，從而構(gòu)成各種各樣的數(shù)據(jù)終端設(shè)備。由于這類(lèi)設(shè)備是一種人—機(jī)接口設(shè)備，在地理位置上可以遠(yuǎn)離主機(jī)，通常由人進(jìn)行操作，因此工作速率較低。我們最為熟悉的計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、卡片輸入機(jī)、磁卡閱讀器等都可作為數(shù)據(jù)終端設(shè)備。其基本構(gòu)成如圖11－17所示。

圖11－17數(shù)據(jù)終端基本構(gòu)成示意圖

圖11-18數(shù)據(jù)終端設(shè)備

1.通用終端

通用終端設(shè)備僅具有輸入、輸出功能。常見(jiàn)的有：

（1）鍵盤(pán)、打印類(lèi)終端。這是應(yīng)用最悠久、最普及的終端設(shè)備。鍵盤(pán)是供輸入信息用的，按鍵信號(hào)經(jīng)編碼器變成二進(jìn)制碼，然后通過(guò)輸入控制器送往計(jì)算機(jī)。目前鍵盤(pán)的品種規(guī)格很多，以個(gè)人計(jì)算機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)為例，就有簡(jiǎn)易型82/83鍵和全功能型101/102鍵兩種。打印終端的主要組成是打印裝置。按其打印方式有擊打型和非擊打型兩種，前者是利用機(jī)械機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，擊打活字載體上的字符，使之與色帶和紙張相撞印出字符，后者利用打鋼針戳擊色帶在紙張上留有點(diǎn)陣組成的字符圖形（如點(diǎn)陣式針狀打印設(shè)備）。由于后者的打印機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，速度較快，因此得到了廣泛應(yīng)用。非擊打式打印是利用物理或化學(xué)方法，如電、熱、磁、照相、激光等手段來(lái)完成打印動(dòng)作的，打印結(jié)果也呈點(diǎn)陣狀。如靜電打印、激光打印、噴墨打印等都屬于非擊打式打印。由于該類(lèi)打印機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而有利于提高打印速度和降低機(jī)械噪聲，印刷質(zhì)量也有明顯的改善，為此受到人們的青睞。

（2）顯示類(lèi)終端。顯示終端常配置相應(yīng)的輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、圖形板、光筆等）、顯示器存儲(chǔ)器等，以擴(kuò)展和增強(qiáng)顯示終端的功能。用戶可以借助輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)和指令輸入計(jì)算機(jī)，對(duì)其進(jìn)行加工、處理或執(zhí)行，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理或執(zhí)行的結(jié)果（包括文字、圖形、圖像及視頻信息）可通過(guò)顯示終端輸出，供用戶觀察和監(jiān)視。

顯示終端的重要組成部分是顯示器件，它分為CRT器件和平面顯示器件兩類(lèi)。由于平面顯示器件（如液晶顯示、等離子體顯示等）具有工作電壓低、體積小、呈平面顯示等特點(diǎn)，因而得到了普遍應(yīng)用。

（3）識(shí)別類(lèi)終端。上述兩類(lèi)終端盡管應(yīng)用廣泛，但其工作效率低，對(duì)操作員的素質(zhì)要求較高。更為致命的弱點(diǎn)是需經(jīng)計(jì)算機(jī)處理和控制的數(shù)據(jù)或命令必須事先編制成程序。為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化人—機(jī)對(duì)話過(guò)程，使輸入、輸出等操作更為簡(jiǎn)便靈活，從而出現(xiàn)了識(shí)別類(lèi)終端。

目前，識(shí)別類(lèi)終端有兩種類(lèi)型，一種是對(duì)字符、標(biāo)記的識(shí)別；另一種是對(duì)語(yǔ)音的識(shí)別。前者是借助光學(xué)和光—電轉(zhuǎn)換原理達(dá)到檢測(cè)和識(shí)別字符、標(biāo)記的目的，如條形碼識(shí)別機(jī)就是它的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。后者識(shí)別時(shí)，需先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行分析，提取其中的特征信息，然后利用模式識(shí)別原理或方法，控制和實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的識(shí)別。

2.復(fù)合終端

復(fù)合終端是具有輸入、輸出和一定處理能力的數(shù)據(jù)終端設(shè)備。更確切地說(shuō)，它是一種面向某種應(yīng)用業(yè)務(wù)，可以按需配置輸入、輸出設(shè)備進(jìn)行特定業(yè)務(wù)信息處理的終端設(shè)備。

基于實(shí)際應(yīng)用的復(fù)合終端種類(lèi)較多，這里僅以常見(jiàn)的復(fù)合終端為例，來(lái)說(shuō)明它的應(yīng)用特性。

（1）遠(yuǎn)程批作業(yè)終端。它是一種專(zhuān)門(mén)配置在遠(yuǎn)地運(yùn)行，并以聯(lián)機(jī)處理方式向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的終端設(shè)備，適用于批量作業(yè)處理的環(huán)境。這類(lèi)終端除具有輸入、輸出控制功能外，還具有數(shù)據(jù)緩沖及可編程的功能，因而可在本地完成包括傳輸控制、差錯(cuò)校驗(yàn)、格式變換等通信任務(wù)。不能處理的任務(wù)則交給遠(yuǎn)端的主機(jī)去完成。

（2）事務(wù)處理終端。它是為適應(yīng)某種特定應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的一類(lèi)終端設(shè)備。由于事務(wù)處理的對(duì)象較多，因此事務(wù)處理終端設(shè)備的種類(lèi)也較多，常見(jiàn)的有銷(xiāo)售終端、信貸終端、傳真終端等。

銷(xiāo)售終端主要應(yīng)用于商業(yè)的零售場(chǎng)合。采用條形碼識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)銷(xiāo)售系統(tǒng)（PointofSale，POS）就是一種典型的銷(xiāo)售終端應(yīng)用實(shí)例。它用條形碼標(biāo)識(shí)各商品，并作為POS機(jī)的輸入數(shù)據(jù)。根據(jù)商品的條形碼信息，從銷(xiāo)售商品數(shù)據(jù)庫(kù)存中檢索出該商品對(duì)應(yīng)的銷(xiāo)售價(jià)格，據(jù)此結(jié)算出顧客購(gòu)物應(yīng)付的款額。POS機(jī)是一種很有用的商品管理工具，它不僅可用于收付賬管理，而且可用于賬目管理、商品的庫(kù)存管理等。

信貸終端是一種能閱讀信用卡上磁性條形碼的設(shè)備，用來(lái)驗(yàn)證該信用卡的有效性。此類(lèi)終端本身一般沒(méi)有數(shù)據(jù)處理能力，它通過(guò)訪問(wèn)和檢索主機(jī)中相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息來(lái)確認(rèn)信用卡的信任度。

傳真終端實(shí)質(zhì)上是一種遠(yuǎn)程復(fù)制設(shè)備，它既可以將包含有文字和圖像信息的文件發(fā)送到遠(yuǎn)方，也能接收來(lái)自遠(yuǎn)方的文件并再現(xiàn)。當(dāng)傳真終端作為計(jì)算機(jī)終端時(shí)，可以通過(guò)一組指令，將文件傳送到多個(gè)用戶或全部用戶，或者應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)將文件存儲(chǔ)起來(lái)，供用戶檢索使用。目前傳真機(jī)終端已被廣泛用于辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中。

3.智能終端

智能終端是一種內(nèi)嵌有單片機(jī)或微處理機(jī)，且具有可編程能力和數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)傳輸控制能力的終端設(shè)備。與非智能終端相比，智能終端具有可擴(kuò)充性、靈活性及兼容性等特點(diǎn)。

智能終端按其處理能力的不同，可分為弱智能終端和智能終端兩種。前者的功能由制造廠家事先固化在只讀存儲(chǔ)器（ReadOnlyMemory，ROM）或其他存儲(chǔ)器件中，用戶只能使用，不可改寫(xiě)。后者則不然，由于它備有基本操作系統(tǒng)、語(yǔ)言編譯程序及通信控制程序等系統(tǒng)軟件，因此，用戶可根據(jù)終端應(yīng)用業(yè)務(wù)的需要或變化編制和設(shè)置各種應(yīng)用軟件，賦予終端新的功能。

11.4.2多媒體通信終端

1．多媒體通信終端的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)

多媒體通信終端必須具有能處理多種具有內(nèi)在聯(lián)系的不同速率的媒體信息，能和分布在網(wǎng)絡(luò)上的其他終端保持協(xié)同工作，能靈活地完成各種媒體的輸入/輸出、人機(jī)接口等功能。因此，與傳統(tǒng)的終端設(shè)備相比，要求它對(duì)多種信息媒體進(jìn)行處理和表現(xiàn)，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)多媒體通信；能保證多媒體信息在空間和時(shí)間上的完整性，即在多媒體終端上顯示的圖、文、聲等以同步的方式工作，是多媒體終端的重要特征；能提供與系統(tǒng)的交互通信能力，給用戶提供有效控制使用信息的手段，即用戶對(duì)通信的全過(guò)程有完整的交互控制能力，也是判別終端是否是多媒體終端的一個(gè)重要準(zhǔn)則。

要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要如下關(guān)鍵技術(shù)：

(1)開(kāi)放系統(tǒng)模式。多媒體終端應(yīng)按照分層結(jié)構(gòu)支持開(kāi)放系統(tǒng)，模式設(shè)計(jì)的通信協(xié)議要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，才能滿足設(shè)備、信息的互通。

(2)人—機(jī)和通信的接口技術(shù)。多媒體終端包括兩個(gè)方面的接口，即與用戶的接口和與通信網(wǎng)的接口。多媒體終端與最終用戶的接口技術(shù)包括漢字輸入的有效方法和漢字識(shí)別技術(shù)、自然語(yǔ)言的識(shí)別技術(shù)及最終用戶與多媒體終端的各種應(yīng)用的交互界面。多媒體終端與通信網(wǎng)的接口包括電話網(wǎng)、分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、N－ISDN和B－ISDN等通信接口技術(shù)。

(3)多媒體終端的軟、硬件集成技術(shù)。多媒體終端的基本硬件、軟件支撐環(huán)境包括選擇兼容性好的計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)軟件、操作系統(tǒng)接口、多媒體信息庫(kù)管理系統(tǒng)接口、應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)等。

(4)多媒體信源編碼和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。終端設(shè)備必須完成語(yǔ)音、靜止圖像、視頻圖像的采集和快速壓縮編解碼算法的工程實(shí)現(xiàn)，以及多媒體終端與各種表示媒體的接口，并解決分布式多媒體信息的時(shí)空組合問(wèn)題。

(5)多媒體終端應(yīng)用系統(tǒng)。要使多媒體終端能真正地進(jìn)入使用階段，需要研究開(kāi)發(fā)相應(yīng)的多媒體信息庫(kù)、各種應(yīng)用軟件（如遠(yuǎn)距離多用戶交互輔助決策系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診系統(tǒng)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)等）和管理軟件。

2．多媒體終端的構(gòu)成

多媒體終端是由搜索、編解碼、同步、準(zhǔn)備和執(zhí)行等五個(gè)部分以及I協(xié)議、B協(xié)議、A協(xié)議等三種協(xié)議組成的，如圖11－16所示。

圖11－19多媒體終端構(gòu)成框圖（1）搜索部分為人機(jī)交互過(guò)程中的輸入交互部分，包括各種輸入方法、菜單選取等輸入方法。

（2）編解碼部分是指對(duì)多種信息表示媒體進(jìn)行編解碼。編碼部分主要將各種媒體信息按一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼并形成幀格式；解碼部分主要對(duì)多媒體信息進(jìn)行解碼并按要求的表現(xiàn)形式呈現(xiàn)給人們。

（3）同步部分處理是指多種表示媒體間的同步問(wèn)題。多媒體終端的一個(gè)最大特點(diǎn)是多種表示媒體通過(guò)不同的途徑進(jìn)入終端，由同步部分完成同步處理，再送到用戶面前的就是一個(gè)完整的聲、文、圖、像一體化的信息，這就是同步部分的重要功能。

（4）準(zhǔn)備部分的功能體現(xiàn)了多媒體終端所具有的再編輯功能。例如，一個(gè)影視編導(dǎo)可以把從多個(gè)多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器中調(diào)來(lái)的多媒體素材加工處理，創(chuàng)作出各種節(jié)目。

（5）執(zhí)行部分完成終端設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)和其他傳輸媒體的接口。

（6）I協(xié)議也稱(chēng)為接口協(xié)議，它是多媒體終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)和傳輸介質(zhì)的接口協(xié)議。

（7）B協(xié)議也稱(chēng)為同步協(xié)議，它傳遞系統(tǒng)的同步信息，以確保多媒體終端能同步地表現(xiàn)各種媒體。

（8）A協(xié)議也稱(chēng)為應(yīng)用協(xié)議，它管理各種內(nèi)容不同的應(yīng)用。例如，ITU－TT.105協(xié)議即為ISDN中可視圖文的A協(xié)議。

表11－2基于各種網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信終端系列標(biāo)準(zhǔn)

語(yǔ)音編碼包括脈沖編碼調(diào)制（音頻編碼）的G.711、自適應(yīng)差分脈沖編碼（音頻編碼）的G.722、低時(shí)延碼本激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（音頻編碼）的G.728和低碼率應(yīng)用的語(yǔ)音壓縮標(biāo)準(zhǔn)G.723.1。

視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)采用H.261/H.263。H.261標(biāo)準(zhǔn)利用P×64kb/s（P=1，2，…，30）通道進(jìn)行通信；而H.263由于采用了1/2像素運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)、預(yù)測(cè)幀以及優(yōu)化低速率傳輸?shù)墓蚵幋a表，使H.263圖像質(zhì)量在較低比特率的情況下有很大的改善。

圖11－20基于H.320標(biāo)準(zhǔn)的窄帶電視電話多媒體終端示意圖

從圖中可以看出，H.320多媒體通信終端涉及的標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)多，其中，H.261是P×64kb/s視聽(tīng)業(yè)務(wù)的視頻編解碼器；H.242為端到端之間的互通規(guī)程，用于2Mb/s數(shù)字信道的視聽(tīng)終端間的通信系統(tǒng)；H.230為視聽(tīng)系統(tǒng)的幀同步控制和指示信號(hào)（C&I）；H.221為視聽(tīng)電信業(yè)務(wù)中64～1920kb/s信道的幀結(jié)構(gòu)；H.243為多個(gè)終端與MCU之間的通信規(guī)程，用2Mb/s通道在兩個(gè)或三個(gè)以上的視聽(tīng)終端建立通信；G.703規(guī)定脈沖編碼調(diào)制通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口參數(shù)。

會(huì)議電視終端的基本功能是能夠?qū)⒈镜貢?huì)場(chǎng)的圖像和語(yǔ)音傳到遠(yuǎn)程會(huì)場(chǎng)，同時(shí)，通過(guò)終端能夠還原遠(yuǎn)程的圖像和聲音，以便在不同的地點(diǎn)模擬出在同一個(gè)會(huì)場(chǎng)開(kāi)會(huì)的情景。因此，任何一個(gè)終端必須具備視、音頻輸入/輸出設(shè)備。視、音頻輸入設(shè)備(攝像機(jī)和麥克風(fēng))將本地會(huì)場(chǎng)圖像和語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理和A／D轉(zhuǎn)換后，分別送至視頻、音頻編碼器。

11.5通信設(shè)備

11.5.1調(diào)制解調(diào)器

利用現(xiàn)有的模擬信息進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信或網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，必須使用調(diào)制解調(diào)器。由于人—機(jī)交互的接口設(shè)備傳遞的是數(shù)字信號(hào)，因此，在發(fā)送端需要把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)模擬信道傳輸?shù)哪M信號(hào)（這一過(guò)程稱(chēng)為調(diào)制），在接收端再把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成適應(yīng)終端或計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)（這一過(guò)程稱(chēng)為解調(diào)）。在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，調(diào)制解調(diào)器與差錯(cuò)控制以及呼叫自動(dòng)應(yīng)答設(shè)備等共同構(gòu)成了數(shù)據(jù)電路設(shè)備（DataCircuitEquipment，DCE）。

調(diào)制解調(diào)器除具有調(diào)解和解調(diào)功能外，在同步傳輸系統(tǒng)中，調(diào)制解調(diào)器發(fā)送的數(shù)據(jù)流中攜帶有同步信息，接收端可從發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)中提取同步信息，以產(chǎn)生與發(fā)送端同步、同相的載波，實(shí)現(xiàn)通信雙方的同步傳輸。利用調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制技術(shù)，可提高數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的抗干擾能力，還可實(shí)現(xiàn)信道的多路復(fù)用。另外，通過(guò)多進(jìn)制調(diào)制可以提高信息傳輸速率。

調(diào)制解調(diào)是一種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)制解調(diào)器技術(shù)正朝著小型化和智能化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在，一個(gè)話路的數(shù)據(jù)傳輸速率已達(dá)到56kb/s。采用把編碼和調(diào)制結(jié)合起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)制以及位比較判別技術(shù)，在不增加信號(hào)平均功率的條件下，使得系統(tǒng)的抗干擾性能較傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)有了很大的提高。

11.5.2多路復(fù)用器

多路復(fù)用器是利用多路復(fù)用技術(shù)將多個(gè)終端的多路低速或窄帶數(shù)據(jù)加載到一根高速或?qū)拵У耐ㄐ啪€上傳輸?shù)脑O(shè)備。使用多路復(fù)用器的目的是為了充分利用通信信道的容量，降低系統(tǒng)的成本。例如，對(duì)于一對(duì)電話線來(lái)說(shuō)，它的通信頻帶一般在100kHz以上，而每一路電話信號(hào)的頻帶一般限制在4kHz以下。此時(shí)，信道的容量遠(yuǎn)大于一路電話的信息傳送量。若采用多路復(fù)用器，則可使多路數(shù)據(jù)信息共享一路信道。當(dāng)復(fù)用線路上的數(shù)據(jù)流連續(xù)時(shí)，這種共享方式可取得良好效果。顯然，這樣做比每臺(tái)終端各用一根通信線路傳送更為經(jīng)濟(jì)。多路復(fù)用器總是成對(duì)使用的，一個(gè)連接終端；另一個(gè)在主機(jī)附近，將接收的復(fù)合數(shù)據(jù)流，依照信道分離數(shù)據(jù)，并將它們送到對(duì)應(yīng)的輸出線上，故稱(chēng)為解多路復(fù)用器。

11.5.3集中器

由于多路復(fù)用器允許加接的終端數(shù)目有限，而且多數(shù)情況下，終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對(duì)較低，因此在復(fù)用線路上很難呈現(xiàn)出連續(xù)的數(shù)據(jù)流。這種復(fù)用體制往往不能完全滿足大型數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的要求，為此引出了集中器。集中器是一種將m條輸入線匯總為n條輸出線的傳輸控制設(shè)備，其中m≥n。

根據(jù)集