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第十五章 电磁波与通信技术
第2节 广播和电视
物理观念：理解音频、视频信号调制的原理，掌握广播和电视信号发射与接收的过程；
科学思维：通过对比调幅和调频、模拟信号和数字信号，培养分析比较能力；
科学探究：探究广播和电视信号的传播机制，体会科学技术在信息传递中的应用 ；
科学态度与责任：了解无线电通信发展史，认识电磁波技术对社会发展的推动作用，培养科学技术应用的责任意识。
教学重点：广播和电视信号的发射与接收过程；调幅、调频的区别；模拟信号与数字信号的特点；
教学难点：调制、调谐、解调等概念的理解；广播和电视信号发射与接收过程的细节。
电视塔发射电磁波
广播和电视是怎样传送声音和图像信息的呢？不同频段如何实现同事传递不同信息而互不干扰的呢？
广播和电视是通过电磁波实现信息传递的现代传播工具。
知识点一：音频、视频信号的调制
高频电磁波具有远距离传输能力，其振幅和频率可随电信号变化。
音频、视频、射频电流的比较
射频电流：
产生具有远距离传输能力的高频电磁波的变化电流，称为射频电流，简称射频。
调制：
将要传送的音频和视频电流“搭载”到射频电流上，相应改变电磁波的振幅或频率，这种技术叫作调制。
在调制器中完成
通常，中、短波广播是让射频电流的振幅随着音频电流的强弱而变化，称为调幅（AM）。
调幅
电视节目的声音和调频广播是让射频电流的频率随着音频电流的强弱而变化，称为调频（FM）。
调频
无线电通信为什么要用高频电磁波进行传送
高频电磁波定向性好，遇到障碍物穿透能力较强，便于将信号远距离传送到目标位置；而低频电磁波易被地面吸收，能量随传播距离快速衰减，无法实现有效远距离传输。
低频电磁波的发射和接收需要尺寸更大的天线系统，会带来建造成本高、技术难度大、抗干扰能力弱等问题，高频电磁波在这方面更具优势。
核心原因一：传播特性优势
核心原因二：设备成本与技术难度
知识点二：无线电广播
话筒或录音机——将声音转换成音频电流。
调制器——将音频电流和射频电
流一起送入调制器中，
得到调幅电流。
发射机——将调幅电流送入发射机
中进行功率放大。
天线——将搭载着声音信息的
电磁波发射出去。
无线电广播的发射过程
无线电广播的接收过程
天线——接收许多电台发射的电磁波
调谐——旋转收音机调谐旋钮，选择接收频率
解调——将音频电流从调幅电流中分离出来（解调器）
扬声器——将电信号转换成声音
天线种类：水平天线、直立天线、抛物面天线等。
通常架设在很高的地方，以扩大电磁波的传播范围
无线电通信发展简史
中国天眼
1901年马可尼实现大西洋两岸无线电信号传送；
1906年费森登建立第一个无线电发射台；
1919年英国建立第一座广播电台；
1921年人类首次短波跨洋传播；
1925年贝尔德发明使用电视机；
1931年微波通信实现；
2016年“中国天眼”建成。
知识点三：电视
电视用电磁波传递图像信号和声音信号。
原理与无线电广播传送声音信号的原理非常相似。
摄像机——将图像和声音信号转换成视频和音频电流
发射机——将调制电流经发射机中进行功率放大
天 线——将搭载着图象和声音信息的磁波发射出去
调制器——将视频和音频电流和射频电流一起送入调制器中，得到调制电流
电视台发射信号
电视机接收信号
天 线——电视机通过天线或接收器接收电磁波；
调 谐——经调谐电路选择接收频率；
解 调——解调器分离出视频和音频电流
放大器——经视频和音频放大器放大，还原图象，扬声器播放声音
有线电视借助光缆或同轴电缆传送信号，可同时传送上百套节目，抗干扰能力强；
卫星电视通过地球同步卫星传输信号，覆盖范围广，信号清晰稳定。
模拟信号和数字信号
传递信息的电信号有两种：模拟信号和数字信号。
（1）模拟信号：话筒将声音转换成变化的电流，电流的频率和幅度全都“模仿”着声音的频率和振幅变化，所以这种信号称为模拟信号。
（2）数字信号：计算机中的信息无论文字、声音、图象都是用二进制数字“0”和“1”编码的，称为数字信号。
发声、发光的长短，电压、电流的有无，数字0和1，磁体的N、S极等不同符号信息都可以组成数字信号。
模拟信号和数字信号的比较
模拟信号 数字信号 特点 缺点 应用 优点 特点 应用
连续变化 放大时信号易失真、易受干扰 调幅和调频广播，部分电视中的声音和图像，录音机录下的声音等 易于高速和复杂处理，抗干扰能力强，能高密度存储 跳跃变化 电报、光缆信号，计算机存储信息等
数字通信是当今通信发展的主要方向
广播和电视
音频、视频信号的调制
调制
调幅
调频
无线电广播信号的发射和接收
信号的发射——广播电台
信号的接收——收音机
电视信号的发射和接收
声音信号的产生、传播和接收
图像信号的产生、传播和接收
1 . 图为广播电台的发射塔，其信号频率比红光频率低，则以下说法正确的是（　　）
A．广播电台发射的信号不能在真空中传播
B．与红光相比，广播电台发射的信号波长较短
C．广播电台发射的信号在空气中传播
的速度为340m/s
D．广播电台发射的信号是由高频变化的电流产生的
D
2. 用遥控器切换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（　　）
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．全自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭煲中控制加热和保温的温控器
A
3.如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量调大。取一节干电池和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（　　）
A．这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做
B．迅速变化的电流能够产生电磁波
C．收音机可以接收电磁波信号
D．收音机接收的是导线的另一端与电池的正极快速摩擦而产生的声音
D

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