通信原理與通信技術(shù)3版第11章

1第11章通信終端與設(shè)備211.4數(shù)據(jù)終端11.5通信設(shè)備第11章通信終端與通信設(shè)備主要內(nèi)容11.2收音機(jī)11.3電視機(jī)11.1電話機(jī)3通信設(shè)備是指一類主要完成信號(hào)發(fā)送、接收、變換、傳輸、交換和信息處理等任務(wù)的電子裝置。按設(shè)備在通信系統(tǒng)中所處的位置，通?？煞譃榻K端設(shè)備和傳輸設(shè)備兩種。終端設(shè)備就是信宿或同時(shí)也是信源的通信設(shè)備，簡稱通信終端。終端設(shè)備必須具備三項(xiàng)主要功能：（1）將待傳送的消息和信道上傳送的信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。在發(fā)信端，將信源產(chǎn)生的消息轉(zhuǎn)換成適合于傳輸信道上傳送的信號(hào)；在收信端則完成相反的變換。（2）將信號(hào)與信道相匹配，由信號(hào)處理模塊完成。（3）完成信令的產(chǎn)生和識(shí)別，以實(shí)現(xiàn)一系列控制功能或操作。第11章通信終端與通信設(shè)備前言4根據(jù)處理信號(hào)的不同，通信終端有模擬通信終端和數(shù)據(jù)通信終端之分。普通電話機(jī)、收音機(jī)和電視等可歸為模擬通信終端范疇。數(shù)據(jù)通信終端又稱數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（DataTerminalEquipment，簡稱終端），是能夠向通信子網(wǎng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(shè)備。第11章通信終端與通信設(shè)備511.1電話機(jī)貝爾的第一部電話機(jī)構(gòu)造非常簡單，由2個(gè)裝了振動(dòng)膜片的電磁鐵和能夠集中聲波的助聲筒、助聽筒組成。說話時(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)，該電流流過另一只電磁鐵線圈，使得助聽筒底部的膜片按電流的變化規(guī)律發(fā)生振動(dòng)，通過助聽筒把振動(dòng)產(chǎn)生的聲音送到人耳。第11章通信終端與通信設(shè)備6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，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。磁石式電話機(jī)第11章通信終端與通信設(shè)備7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圖11-3（a）。通話雙方要想交談就必須用圖11-3（b）的雙工方式。圖11-3（c）可以用兩根線完成雙工傳輸，但會(huì)產(chǎn)生“側(cè)音效應(yīng)”?，F(xiàn)代的電話機(jī)設(shè)計(jì)總是要盡量減小側(cè)音。圖11-3（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，把線路上來的電信號(hào)送往受話器。由于混合電路含有消側(cè)音電路，可大大減少側(cè)音效應(yīng)。第11章通信終端與通信設(shè)備811.1.2撥號(hào)盤式電話機(jī)撥號(hào)盤式電話機(jī)是自動(dòng)電話機(jī)，它主要由叉簧開關(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。撥號(hào)盤式電話機(jī)撥號(hào)盤式電話機(jī)是自動(dòng)電話機(jī)，它主要由叉簧開關(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。第11章通信終端與通信設(shè)備9打電話者用撥號(hào)盤來“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)盤后又自動(dòng)回轉(zhuǎn)時(shí)，脈沖接點(diǎn)出現(xiàn)斷一通一斷……的連接動(dòng)作，導(dǎo)致電話機(jī)的電流呈斷一通—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（見圖11-5）。撥號(hào)原理第11章通信終端與通信設(shè)備10按鍵式電話機(jī)按鍵式電話機(jī)是從20世紀(jì)80年代開始逐漸普及的，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)盤式電話機(jī)除叉簧和手柄相同外，其它電路卻不盡相同。按鍵電話機(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，見圖11-6。第11章通信終端與通信設(shè)備11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)組合起來代表一個(gè)數(shù)字或符號(hào)，具體如表11-1所示。雙音頻撥號(hào)表11-1雙音多頻發(fā)號(hào)代碼表高頻群1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D低頻群第11章通信終端與通信設(shè)備12電話通信中的通信原理知識(shí)（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)，電話可以用數(shù)字技術(shù)傳輸，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。（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，所以采用單邊帶頻分復(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。第11章通信終端與通信設(shè)備1311.2收音機(jī)收音機(jī)分類收音機(jī)有多種，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)具有不同分類。根據(jù)主要元件不同分為：電子管、晶體管和集成電路收音機(jī)。根據(jù)電路原理不同分為：直接檢波式、來復(fù)再生式和超外差式。根據(jù)工作波段不同分為：單波段和多波段。根據(jù)信號(hào)調(diào)制不同分為：調(diào)幅式和調(diào)頻式?；蚝隙橐坏恼{(diào)幅調(diào)頻機(jī)。根據(jù)體積大小不同分為：臺(tái)式、便攜式、袖珍式和微型式。根據(jù)性能指標(biāo)不同分為：特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)五個(gè)等級(jí)。第11章通信終端與通信設(shè)備14第11章通信終端與通信設(shè)備15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。輸入電路的作用是從天線接收的各種信號(hào)中把需要收聽的電臺(tái)信號(hào)選擇出來，并傳輸?shù)较乱患?jí)電路，而把其它不需要收聽的信號(hào)(干擾)有效地加以抑制。第11章通信終端與通信設(shè)備16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”技術(shù)或方法。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。第11章通信終端與通信設(shè)備17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”稱為“中頻頻率”簡稱“中頻”。我國規(guī)定的中頻頻率為465kHz。第11章通信終端與通信設(shè)備18

中放電路中頻放大器（簡稱中放）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：要有良好的選擇性。要工作穩(wěn)定，受電壓、溫度影響要小，不能產(chǎn)生自激振蕩。通頻帶內(nèi)頻響特性要好。在保證穩(wěn)定的前提下，功率增益要盡量高。第11章通信終端與通信設(shè)備19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11-11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。由于我國電臺(tái)的頻譜帶寬為10kHz，所以，中頻放大器的通頻帶為10kHz，見圖11-11（b）。第11章通信終端與通信設(shè)備20第11章通信終端與通信設(shè)備21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，不再贅述。第11章通信終端與通信設(shè)備22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完成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。第11章通信終端與通信設(shè)備23廣播通信中的通信原理知識(shí)無線電廣播是一種單工、點(diǎn)到多點(diǎn)、無線傳輸?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（一個(gè)電臺(tái)播出多套節(jié)目）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)。第11章通信終端與通信設(shè)備24第11章通信終端與通信設(shè)備2511.3電視機(jī)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)示意圖見圖11-13。第11章通信終端與通信設(shè)備26我國規(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)頻響特性示意圖見圖11-14。第11章通信終端與通信設(shè)備27我國的電視節(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VHF頻段的頻道劃分。其中1~5頻道稱為?波段；6~12頻道稱為?波段；5~6頻道之間空出了93~166MHz一段，供調(diào)頻廣播使用，稱為П波段。表11-2我國VHF頻段電視頻道劃分表波段頻道頻率范圍（MHz）圖像載頻（MHz）伴音載頻（MHz）?148.5~56.549.7556.25256.5~64.557.7564.25364.5~72.565.7572.25476~8477.2583.75584~9285.2591.75Ш6167~175168.25174.757175~183176.25182.758183~191184.25190.759191~199192.25198.7510199~207200.25206.7511207~215208.25214.7512215~223216.25222.75第11章通信終端與通信設(shè)備28圖11-15是普通的黑白電視機(jī)、彩色電視機(jī)和平板電視機(jī)實(shí)物圖。第11章通信終端與通信設(shè)備29

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)采用調(diào)幅波發(fā)送（VSB），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信號(hào)。由于它們的載波頻率比較接近，所以能用—副天線同時(shí)把它們接收下來，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，以后再把它們分開。因此，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)的終端設(shè)備，目前的電路形式都采用超外差式電路。第11章通信終端與通信設(shè)備30第11章通信終端與通信設(shè)備31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，而調(diào)頻廣播也工作在VHF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。第11章通信終端與通信設(shè)備3211.4數(shù)據(jù)終端通信終端又稱數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE（DataTerminalEquipment，簡稱終端），能夠向通信子網(wǎng)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設(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。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。第11章通信終端與通信設(shè)備33數(shù)據(jù)終端基本組成示意圖第11章通信終端與通信設(shè)備34數(shù)據(jù)終端設(shè)備分類：通用終端：僅具有輸入、輸出功能。比如：鍵盤、打印機(jī)、顯示器等；復(fù)合終端：具有輸入、輸出和一定數(shù)據(jù)處理能力的終端設(shè)備。比如，遠(yuǎn)程批作業(yè)終端、銷售終端、信貸終端、傳真終端等；智能終端：一種內(nèi)嵌有單片機(jī)或微處理機(jī)、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，具有可擴(kuò)充性、靈活性及兼容性等特點(diǎn)。第11章通信終端與通信設(shè)備35常見通用終端鍵盤、打印類終端；這是應(yīng)用最悠久、最普及的終端設(shè)備顯示類終端；常配置相應(yīng)的輸入設(shè)備、顯示器存儲(chǔ)器等，以擴(kuò)展和增強(qiáng)顯示終端的功能。重要組成部分是顯示器件，分為CRT器件和平面顯示器件兩類。識(shí)別類終端。進(jìn)一步簡化人—機(jī)對(duì)話過程，使輸入、輸出等操作更為簡便靈活第11章通信終端與通信設(shè)備36常見復(fù)合終端遠(yuǎn)程批作業(yè)終端一種專門配置在遠(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。第11章通信終端與通信設(shè)備372.事務(wù)處理終端為適應(yīng)某種特定應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的一類終端設(shè)備。常見的有銷售終端、信貸終端、傳真終端等。銷售終端主要應(yīng)用于商業(yè)的零售場合。采用條形碼識(shí)別技術(shù)的自動(dòng)銷售系統(tǒng)就是一種典型的銷售終端應(yīng)用實(shí)例。信貸終端是一種能閱讀信用卡上磁性條形碼的設(shè)備，用來驗(yàn)證該信用卡的有效性。傳真終端是一種遠(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，也能接收來自遠(yuǎn)方的文件并再現(xiàn)。第11章通信終端與通信設(shè)備38智能終端弱智能終端功能由制造廠家事先固化在只讀存儲(chǔ)器(ROM，ReadOnlyMemory）或其它存儲(chǔ)器件中，用戶只能使用，不可改變。智能終端備有基本操作系統(tǒng)、語言編譯程序及通信控制程序等系統(tǒng)軟件，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。第11章通信終端與通信設(shè)備39第11章通信終端與通信設(shè)備40多媒體通信終端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11-19所示。第11章通信終端與通信設(shè)備41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)網(wǎng)絡(luò)類型N-ISDNATMB-ISDN保證質(zhì)量的LAN非保證質(zhì)量的LANPSTN框架性標(biāo)準(zhǔn)H.320H.320/H.321H.322H.323H.324通道能力<2Mb/s<600Mb/s<6/16Mb/s<10/100Mb/s<33.6Kb/s音頻編碼G.711/G.722G.728G.711/G.722G.728G.711/G.722G.728G．711/G．722G.728/G．728G.711.1視頻編碼H.261H.261/H.263H.261H.261/H.263H.261/H.261數(shù)據(jù)T.120等T.120等T.120等T.120等T.120等系統(tǒng)控制H.242H.242/H.245H.242H.245H.245復(fù)分接H.221H.220H.221H.221H.225TCP/IPH.223信令Q.931Q.931Q.931Q.931國家標(biāo)準(zhǔn)第11章通信終端與通信設(shè)備42圖11-20是一個(gè)基于H.320標(biāo)準(zhǔn)的窄帶電視電話多媒體