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电子信息专业英语课文翻译 1.Chapter 1 Introduction to Electronic Technology电子技术简介 1.1.Lesson 1 Development of Electronics电子技术发展史 电子技术的历史是一个关于二十世纪的故事，电子学的三个关键元件是真空管、晶体管 和集成电路。真空管也叫做 电子管，它是一个密封的玻璃管，在它里面，电子在有真空隔离的电极之 间流动。在 20（19）世纪早期发明了真空管，随着真空管的发明，放大和传输电能成为 可能。电子管的第一应用在于无线电通信。在第二次世界大战之前，随着越来越多的专门真 空管被制造出来用于各种用途，通信技术从而能得到了巨大的进步。在 20 世纪 20 年代时，无线电广播呈天文数字地增长并且成为家庭娱乐的主要来源。电视机是在 1927 年发明，并 且最终得到了广泛的应用。电视机作为一种电子设备，其发展得益于在二次世界大战期间雷 达上的许多进步。雷达利用无线电微波回声来测量一个物体的距离和方向，被用于检测飞机 和船只。世界大战之后，电子管被用于开发第一台计算机，但是因为电子元件的尺寸，所以这些 计算机是不切实际的。在 1947 年，来自贝尔实验室的一组工程师们发明了晶体管，因为发 明了晶体管，他们获得了诺贝尔奖。晶体管的功能类似于真空管，但与真空管相比，它体积 小、重量轻、消耗功率低、更加可靠和制造成本低。在几乎所有的电子设备中晶体管取代了 真空管。在 20 世纪 50 年代时，美国 XX 仪器公司发展出第一个集成电路。第一个集成电路仅包 含了几个晶体管，在随后的 20 世纪 70 年代中期，出现了大规模集成电路和超大规模集成电路。超大规模集成电路技术允许我们在一个单芯片中构建一个包含有成千上万晶体管的系统。摄像机、手提和个人电脑仅仅是集成电路使之成为可能的一些设备实例。1.2.Lesson 2 Singapore Polytechnic新加坡理工学院 新加坡理工学院，是新加坡同类学校中的第一家教育机构，创立于 1954 年，学院着重 培养和训练技术人员和专业人员，从而支持新加坡的工业和经济的发展。校园坐落于新加坡 西郊的多佛镇。新加坡理工学院有 6 个学院和 2 个系，它们分别为：艺术与社会科学学院、商业学院、化学和生命科学学院、电气与电子工程学院、机械工程学院、建筑学院、数学系和教育系。目 前，新加坡理工学院全日制学生和兼职学生的总人数超过了 18,000 名。有一个约 1,500 名 工作人员的敬业团队，包括有教授、副教授、讲师、科学研究人员和管理人员，全体成员共 同致力于帮助新加坡理工学院实现输出合格毕业生的愿望。为了支持学生的学习和个人发展，新加坡理工学院占地 38 公顷的校园，完全配备了最 先进设施。一间现代化的图书馆、装备很好的演讲厅、装有空调的教室、最新最先进设备的实验室和车间，提供给学生最有利的学习环境。新加坡理工学院已经有与许多著名企业合作，例如有英特尔、思科、摩托罗拉等等。战略合作伙伴关系，使学生接触到最好最新的技术来支持他们的学习活动。至今为止，新加坡理工学院毕业输出的人数接近 155,000 名，他们中的一些，在新加坡和海外，已经成为了大企业的首脑、跨国公司的高级主管、成功的企业家和专业技术人员。1.3.Lesson 3 Electrical and Electronics Engineering Program 电气电子工程专业 三年的电气与电子工程专业课程在电子学的理论和实践技能方面提供了稳固的基础。课 程装备学生知识和技能去处理电子器件、电路和系统。电气与电子工程的学生通过结合设计和实验工作来学习。这种理论和实际应用的结合，让学生透彻地思考事情，然后把他们的想法运用到不同的真实生活情况中。除了技术能力之 外，他们还将发展适合于工作场合的有效沟通、解决问题和团队合作技能。学生们将通过共同电气与电子工程基础课程的学习。这些核心课程是电工基础、模拟电 子技术和数字电子技术。然后他们将要选择以下选项作为他们第二和第三年的专业方向。这 些选项是电子工程、计算机工程、微电子或者通信技术。学生将会在电信、仪表和控制、计算机、消费品和工业电子行业有优秀的和灵活的职业 前景。他们的工作领域可能包括有产品设计和测试、过程改进、维护、市场营销和服务。以下将是电气与电子工程基础课程的描述。电工基础：电阻、电容、电感，欧姆定律，串并联电路，电阻电容电路、电阻电感电路 和电阻电容电感电路，单相和三相电路，变压器、发电和配电。模拟电子技术：二极管，双极性晶体管：共基极、共发射极、共集电极结构，场效应管：共栅极、共源极、共漏极结构，运算放大器、差分和多级放大器、功率放大器、滤波器和振 荡器、整流器、调节（稳压）及直流电源供应器。数字电子技术：组合逻辑电路（包括有逻辑门、译码器、多路选择器、加法器、乘法器、可编程逻辑器件），时序逻辑电路（包括有触发器、寄存器、计数器、存储器），数字-模拟 和模拟-数字转换器。2.Chapter 2 Electronic Parts电子器件 2.1.Lesson 4 Electronic Component电子元件 电阻 电阻是一种能抵抗电流流动的两端口电子元件。流过电阻的电流与跨接在电阻两端的电 压成正比，这种关系由著名的欧姆定律所表现：电压值等于电流值乘以电阻值。欧姆（符号：?）是电阻的基本单位。色环经常被用于代表电阻的阻值。第一和第二色 环代表着电阻的数值，第三色环特指 10 的多少次幂，如果存在第四色环，它以百分比形式 表明容差的 X 围。色环的读数总是从左读到右，第三和第四色环之间是有间隙，目的是用于 区分从左到右。例如，一个电阻由黄色、紫色、红色和金色的色环组成，第 1 个数值为 4（黄色），第 二个数值为 7（紫色），接着数值为 2（红色），即 2 个 0，所以电阻值应为 4700 欧姆。金色 意味着电阻的容差 X 围是正负百分之五之间，所以真正的电阻值应在 4465 欧姆和 4935 欧 姆之间。电容器 电容器是由被电介质分隔的一对导体组成的电子元件，电容器可以在电场中储存电荷。电容被广泛应用于电子电路中阻止直流电流通过同时允许交流电流通过，在滤波网络中平滑 电源供应器的输出，在谐振回路中调谐无线电到特定频率，以及许多其他功能。法拉（符号：F）是电容的基本单位。电容值的 X 围一般是在微法(F10-6)、纳法(nF 10-9),或者皮法(pF10-12)内。电感 电感是一种能够在由通过它的电流形成的磁场中存储能量的电子元件。典型的电感是一 种绕成线圈形状的导线，线圈有助于产生很强的磁场。电感可以被用于阻止通过电路中的交流信号。亨利（符号：H）是电感的单位。变压器 变压器是一种可以在低功率损耗情况下将一个交流电压值转换成另一个电压值的电子 元件。输入线圈被叫做初级线圈，输出线圈被叫做次级线圈。在两个线圈之间没有电气连接，它们则是由变压器铁心产生的交变磁场联系在一起。二极管 二极管是由半导体材料生成的 PN 结组成的两端口半导体器件。二极管最常见的特性是 允许电流沿着一个方向流动（叫做二极管的正向），阻止电流沿着相反的方向流动（反向）。晶体管 晶体管是一个被用于放大电子信号的半导体器件，晶体管放大电流，电流放大量被叫做 电流增益。在许多电路中电阻被用来把变化的电流转换成变化的电压，所以晶体管也正在被 用来放大电压。这里有两种类型的晶体管，双极型晶体管(BJT)的端口被称为基极、集电极和发射极。在基极端的小电流（也就是从基极流到发射极）可以控制或开关很大的集电极和发 射极之间的电流。对于场效应管(FET)，它的端口被称为栅极、源极和漏极，栅极电压可以控制源极和漏极之间的电流。集成电路 集成电路(IC)有时候叫做硅芯片或者芯片，是一个半导体晶片，在它上面制造有成千上 万个微小的电阻、电容和晶体管。集成电路可以作为运算放大器、振荡器、定时器、计数器、计算机存储器或者微处理器而工作。2.2.Lesson 5 IC Datasheet集成块数据表 集成块数据表是一个汇总了电子元件性能和其他技术特性的文档。典型的集成块数据表包含如下的很多信息：产品名字、生厂商名字、可供应的封装列表和订购代码、简短的功能描述、管脚连接图、绝对最小/最大额定值、建议的工作条件、输入输出波形图、时序图、物理尺寸、应用电路。以下是 74LS00 集成电路的数据表。2.3.Lesson 6 Microcontroller Unit微控制器 微控制器（有时候缩写为 uC 或者 MCU）是一个单一集成电路芯片，内部集成有处理器、存储器、时钟和输入/输出控制器。8051 是微控制器的一个大系列的名称。8051 最早是在 20 世纪 80 年代设计的一个 8 位 微控制器。它的标准形式包括几个标准集成在芯片上的外围设备（包括输入/输出端口）、定 时器、计数器和存储器，这些使单个芯片工作成为可能。其数以百计的衍生物，由几个不同的公司（比如飞利浦）制造，包括更多集成在芯片上 的外围设备，如模拟数字转换器、脉冲宽度调制器等等。Atmel 公司制造了闪速只读存储器版本的 8051 单片机，这个通俗称为 AT89C51（C 在部 件中表示 CMOS）。闪速只读存储器可以在几秒钟内清除芯片上的内容。由 Atmel 公司制造的 AT89S52 器件允许程序存储器可以在线再编程。AT89S52 的结构可 以在图 2-12 上表现出来。89S52 有四个端口，每个端口有 8 路输入/输出线，提供总共 32 路输入/输出线。那些端 口可以被用于输出数据和指令，控制其他设备，或读取传感器的状态或开关。89S52 有一些 端口有双重功能，意味着他们可以用于不同的两种功能：第一种是执行输入/输出操作，第 二种是用于执行微控制器的特定功能，比如对外部脉冲计数、执行外部中断。有两种类型的存储器：随机存储器和闪速只读存储器。随机存储器是在程序执行过程中 存储变量，相反地，只读存储器是用于存储程序。AT89S52 提供了 8K 字节的闪速只读存储 器和 256 字节的随机存储器。89S52 微控制器的特殊功能是定时器、计数器、中断、串行口、特殊功能寄存器和看门 狗。CPU（中心处理单元）是微控制器的核心，CPU 可以通过与不同的外围设备相互作用，读取程序并执行程序。微控制器最初仅使用汇编语言编程，但是例如 C 编程语言的高级编程语言现在也常用于编程微控制器。现在大多数使用的微控制器都是嵌入在其他机械设备中，例如汽车、手机、电器和计算机系统的外围设备，这些被称为嵌入式系统。3.Chapter 3 Electronic Circuits电子电路 3.1.Lesson 7 Amplifier放大器 电子电路可以被分为两类：模拟电路和数字电路。模拟电路使用连续 X 围的电压，相反地，数字电路使用离散电压值。模拟电路的好例子 包括晶体管放大器、运算放大器、振荡器、滤波器和电源供应器。放大器是一个增加信号的电流、电压、或者功率的器件。晶体管通常被用作放大器。看 一看图 3-1 所示的共发射极晶体管放大器。输入到放大器的是几毫伏的正弦波，它通过耦合 电容被引入电路，并施加在基极和发射器之间。在 Q 的集电极取出的、放大器的输出电压,是同样的正弦波电压，只是增加了振幅，但是有 180 度相位反转。我们使用晶体管已经构建了电压和电流放大器，具有很好特性（例如高增益和高输入阻 抗）的这类电路，封装成集成电路（IC），被称为运算放大器或运放。运算放大器的名字派 生于它们最初是被用来执行数学运算的。如今，对于许多电路应用来说，运放已经成为一个 便宜的和现成的“构件”。运放具有非常高的增益、非常高的输入阻抗、以及非常低的输出阻抗。一个理想的运算 放大器有无限大的增益（=）、无限大的输入电阻（Rin=）、和零输出电阻（Rout=0）。一个现实的运算放大器具有的增益介于 103-105 之间（依据运算放大器的类型）。图 3-2 显 示了运放的符号，有两个输入，反向输入 V-和正向输入 V+。运放需要两个电源供电使之工 作，提供正电压 Vs+和负电压 Vs-。虽然设计在不同的产品和制造商之间有所变化，但是所 有的运放具有基本相同的内部结构，运放 741 的基本体系结构如图 3-3 所示。因为他们有 非常高的开环增益，运放通常与反馈连接产生一个闭环运行结构。一个运算放大器电路可以 被连接成一个反相放大器配置或一个正向放大器配置。反相放大器的电压增益由以下公式给出：，正相放大器的电压增益 由以下公式给出：。3.2.Lesson 8 Power Supply电源供应器 电源供电器是这样的电子电路，被设计用来把 AC（交流电）转换成在任何期望值的 DC （直流电）。一个电源供电器可以被分解成一系列的模块：变压器、整流器、滤波器和电压 调节器，其中每个模块执行某一特定功能。变压器可以把交流电从一种电压转换到另一个电 压，只有小的功率损耗。大多数电源供电器使用降压变压器把高的交流市电电压（230 伏或 110 伏）减少到一个安全的低电压。整流器使用二极管在半个周期导通的能力将交流电转换 为直流电。单个二极管整流器只使用交流电波形的正半部分产生半波变化的直流电。桥式整 流器使用连接成桥接网络的四个二极管产生全波变化的直流输出。波形平滑的实现是通过一 个大容值的电解电容器跨接在直流供电器上承担一个存储器的作用，当整流器上变化的直流 电压下降时提供电流给输出，图 3-9 显示了未平滑的变化直流电（虚线）和已平滑的变化直 流电（实线）。当接近变化直流电的最大值时，电容器快速充电，然后由于它提供电流给输 出，它就放电，把直流电从大的变化平滑到小波纹。电压调节器是这样的电路，设计用来把 直流输出维持在恒定振幅上。有电压调节器集成块供应，具有固定的（通常是 5、12 和 伏特）或变量的输出电压。受调节的直流输出是非常平滑的，没有波纹，它适用于所有的电 子电路。15 3.3.Lesson 9 Digital Circuit数字电路 数字电路是基于两个标有“低”（0）和“高”（1）的离散电平值的电路。通常“低”电 平将接近于零伏和“高”电平将是更高的电平值，这个电平值取决于使用电源电压。计算机、电子时钟和可编程逻辑控制器是由数字电路构建的。典型的数字组件是逻辑门电路、触发器 和计数器。逻辑门电路 有六个基本逻辑门：与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门。它们的符号和功能 由表 3-1 所示。把异或门作为一个例子，异或门的基本功能借助它的真值表来描述。当输入 相同时，异或门输出 0；但是当输入相异时，异或门输出 1。表 3-1 逻辑门电路 门电路 种类 传统符号 国际电工委员会符号 门电路功能 非门 非门只有一个输入。在输出端的点“o”意味着“不”。非门的输出是输入的相反（对立），所以当输入是假时输出是真。非门也称为反相器。与门 与门可以有两个或更多输入。只有当所有的输入都是真时，与门的输出才是真。与非门 与非门可以有两个或更多输入。在输出端的点“o”意味着“不”显示这是一个与门加非门。除了它所有的输入都是真的情况外，与非门的输出是真。或门 或门可以有两个或更多输入。至少它的一个输入是真时，或门的输出是真。或非门 或非门可以有两个或更多输入。在输出端的点“o”意味着“不”显示这是一个或门加非门。当它所有的输入全部都不是真时，或非门的输出才是真。异或门 异或门只能有两个输入。当它的输入是不同时，异或门输出是真。同或门 一个同或门只能有两个输入。在输出端的点“o”意味着“不”显示这是一个异或门加非门。当它的输入是相同时，同或门输出是真。逻辑门是数字电路的基本组件。使用逻辑门的组合，可以实现复杂的运算。触发器 4.Chapter 4 Electronic Instrument&Measurement 电子仪器设备与测量 4.1.Lesson 10 Multimeter万用表 万用表是一种将电压、电流、电阻测量功能结合在一个单元中的电子测量仪器。有两种基本类型的万用表：数字和模拟。模拟万用表有一个指针沿着刻度盘移动和数字万用表给出一个数字形式的输出，通常是显示在一个液晶显示器上。自动量程数字万用表比较贵，不过很明显它非常容易使用。中央旋钮有几个位置，所有 你需要做的是，切换旋钮到你想要测量值的位置。一旦转向 V，仪表自动调整其量程，给出 一个有意义的读数，并且显示包括测量单位 V 或 mV。两个万用表的探针连接是要连接到哪里呢？黑色的引线始终连接到标记为 COM 的插座，COMMON 的缩写。红色的引线是连接到标记为 V?mA 的插座，20A 的插座是很少使用的。使用面包板和四个 10 千欧的电阻搭建如图 4-3 所示的电路图，这四个电阻是串联连接。1.测量电压 使用万用表测量电源电压，然后测量 A、B 和 C 点的电压。测量电压，你不需要分开电路，万用表并行连接到要测量的两点之间。图 4-4 中的图形显示了以类似方式搭建的一个光传感器电路。光传感器电阻值随光照而 变化。当你用手盖住光传感器时，对于光传感器电路的输出电压会发生什么变化？（提示：在黑暗中，光传感器电阻值很高，达到 1 兆欧或更多；在明亮的光线下，光传感器电阻值能 够小到 100 欧姆。）2.测量电阻 要测量电阻，元件必须完全从电路中移出来，从电路中移出光传感器，再测量其电阻。您将看到随着光亮度的变化，测量电阻发生变化。用手覆盖在光传感器上，将增加光传感器电阻值。3.测量电流 测量电流，你需要分开电路，以便万用表可以串联连接在电路中。电路中流过的所有电 流必须通过万用表。4.2.Lesson 11 Oscilloscope and Function Generator示波器和信号发生器 示波器是做什么呢?示波器显然是用于检测电路最有效的工具，因为它允许你查看电路中不同点的信号。最 好的调查电子系统的方式是监控每个系统模块输入端和输出端的信号，确认每一模块如预期 一样工作，以及正确地连接到下一个模块。示波器上显示一个电压-时间(V/t)图，电压对于 时间关系的图形。电压显示在垂直或 Y 轴上，时间在水平或 X 轴。使用示波器 1.把“电源旋钮”开启。2.施加一个信号到输入端。3.正确地设置“强度”和“聚焦”控制旋钮，光标将相当明亮，尽可能的清晰。4.“时间/格”控制（旋钮）决定出现在示波器屏幕图形的水平刻度。5.“电压/格”控制（旋钮）决定出现在示波器屏幕图形的垂直刻度。6.“Y-位置”（旋钮）允许你在屏幕上向上和向下移动光标。7.当施加一个正弦信号时，你将在屏幕上获得一个清晰的和稳定的正弦波形踪迹。8.振幅、峰峰值电压、时间周期可以从曲线图上测量出来。函数信号发生器 函数信号发生器是一个用于生成电波形的电子测试设备。这个波形是正弦波、方波、或三角形。函数信号发生器通常用在电子产品维修和设计，在那里，它们（信号发生器）被用作信 号源来测试电路。通过点击频率X 围 1 k 按钮，选择一个正弦波信号，设置衰减开关为 0 分贝，信号发生器输出 1 千赫兹正弦波形。4.3.Lesson 12 Audio Amplifier Testing音频信号放大器测试 这一章节是对麦克风、音频信号和放大器进行调查研究，目的是为了发展你电路设计技能，给你使用示波器在电路中监控信号的经验。麦克风是一个将声音转化为电信号的传感器。为了使麦克风工作，您需要使用分压电路给它两端提供电压。在面包板上搭建电路，用万用 表测量麦克风之间的电压。将示波器测试探针连接到电路上，适当地调整设置，直到信号的形状变清楚，测量信号的峰峰值幅度。当你对着麦克风说话时，你得到的信号很小。为了让 它们变大，你需要一个放大器。一个可以使用的电路就是运算放大器电路，741 运算放大器 和它的封装分别如图 4-19 和图 4-20 所示。在面包板上搭建完成 741 放大电路。这个特殊的运算放大器电路工作方式，让你根据公式选择电压增益。负号的出现是因为这是一个反相放大电路，即，输出波形与输入波形有相同的形状，但 是相对于输入波形上下颠倒或者倒置。电路的电压增益按以下计算：经过放大器后的 Vout 应该是从麦克风子系统出来信号的 47 倍。使用示波器监控系统的 输入和输出，测量最终输出信号的振幅峰峰值。放大器的电压增益由以下给出：你使用示波器观察到的结果证实了上述理论分析吗？使用示波器监控电路中不同点的音频信号，贯穿研究你的电路。5.Chapter 5 Electronics Products电子产品 5.1.Lesson 13 Television电视机 电视系统（TV）是一个通讯媒体，用于发送和接收伴随声音的活动影像。由电视摄像 机生成图象信号，由麦克风生成声音信号。在传输之前，图像信号是幅度调制的，声音信号 是频率调制的。在无线电通信中，每一个电视频道分配不同载波频率，使在接收端能够选择需要的频道。图 5-1 显示了黑白电视接收机的简化的方框图。接收天线截获辐射的射频信号，调谐器 选择所需的频道频带并把它转换成公共频率中频频带。接收机使用两阶或三阶的中频(IF)放 大器。最后中频阶段的输出，被解调恢复成视频信号。这个携带图像信息的信号被放大并耦 合到显像管，把电子信号转换回同样黑色和白色程度的图像元素。在图 52 显示的显示管非常类似于用于示波器阴极射线管。管子内是真空，在显像管 后端加热的阴极发射电子束，电子束被一个或多个阳极加速和聚焦，打在显像管的前部，在 荧光屏上产生一个亮点。电子束被一对安装在显像管颈上的偏转线圈所偏转，在水平和垂直 偏转线圈上的电流振幅被如此调整，以至于整个屏幕被照亮。经过至少一级的放大后，调制的音频信号被解调。从 FM 检波器出来的音频输出，得到 应得的放大，然后输送给扬声器。彩色电视接收器类似于黑白电视接收器，两者之间主要不同是需要一个彩色或色度子系 统。红、绿、蓝三基色信号，经过充分的放大后，输送给彩色显像管，在屏幕上生成彩色图 像。大多数黑白电视接收器在前面板上有开-关切换、频道选择器、亮度控制、对比度控制、音量控制，一些接收器还提供音调控制。频道选择开关是用来选择所需的频道。亮度控制改变显像管的光束强度，设置最佳的图像平均亮度。对比控制实际上是控制视频放大器的增益 控制，这样调整，以达到再生图像黑白内容期望的对比值。声音和音调控制构成声音模块的 音频放大部分，用于设置从扬声器出来声音输出的音量和音质。在彩色电视接收器上，有一个额外的称为“颜色”或“饱和”控制，它是用来改变再生 图像颜色的强度或数量。电视遥控器通常用于短距离无线操作电视接收器的各种设置。5.2.Lesson 14 Mobile Phone移动 一个移动（也称为移动设备或者手机）是一种电子设备，用于基站蜂窝网络上的全 双工双向无线电通信。移动允许它的用户把打到公用网络和接收从公共网 络来的，其中包括世界各地的其它移动和固定线路。手机包含了一些部件：一个令人震惊的包含大脑的电路板、天线、液晶显示器 (LCD),键盘、麦克风、扬声器和电池。电路板是系统的核心，这个是一个典型的诺基亚数字。在照片中有几个芯片，模拟数字转换和数字模拟转换芯片将向外的音频信号从模拟转化 为数字信号，将进来的信号从数字转化为模拟信号。数字信号处理器(DSP)是一个高度定制 的处理器，被设计用来执行信号处理的高速计算。微处理机处理所有键盘和显示器的琐事，处理与基站之间的命令和控制信号，还协调电路板上的其他功能。只读存储器和闪存芯片提供存储手机操作系统和可定制特性，比如目录。电源部分 处理电源管理和再充电。最后，射频放大器处理进出天线的信号。手机存储特定信息在内部闪存中，而其它的信息则使用外部卡如 SIM 卡。SIM 卡储存“服 务订户密钥”用来在移动设备上识别订户。SIM 卡使得它很容易切换到新的手机，通过 简单滑动从旧取出 SIM 卡并装入进入新的中。随着在手机特色功能数目的增加，显示器尺寸也有了相当大的增加。目前大多数手机提 供内置目录、计算器和游戏。并且许多手机内置网页浏览器。5.3.Lesson 15 GPS Vehicle Navigation SystemGPS汽车导航定位系统 全球定位系统 (GPS)是一个由 24 个卫星网络组成的以卫星为基础的导航系统。个非常精确的轨道，每天绕地球两圈，并且传输信号信息到地球。GPS 卫星在一 GPS 接收机利用三角测量方法计算用户的确切位置。基本上，GPS 接收机将卫星发送信 号的时间与 GPS 接收机接收到信号的时间进行比较。时间差告诉 GPS 接收机卫星离多远。现在，随着来自几个更多卫星的距离测量，接收机将它（用户的位置）显示到设备的电子地 图。GPS 接收机必须锁定至少三个卫星的信号来计算二维位置（经度和纬度）以及轨迹的移 动。使用视野中四个或更多的人造卫星，接收机可以确定用户的三维位置（经度、纬度和高 度）。全球定位系统(GPS)是一个太空时代的导航系统，该系统能精确定位你在地球上任何地方的 位置，通常在几码或几米之内。这个惊人的技术可供每个人使用，在任何地方、白天和黑夜，而且最好的是，使用这些导航数据没有任何成本。GPS 汽车导航系统是工厂安装在新汽车上的或作为一个附加配件来购买。结合使用来自 卫星的信号和交互式车载地图，GPS 汽车导航系统可以基于一些变量，绘制出旅行到给定目 的地路线。一些 GPS 汽车导航系统与交通信息源连通，使它们（GPS 汽车导航系统）能够自 动考虑建筑物和堵塞，确定最佳路径。如果司机错过一个拐弯，GPS 汽车导航系统能够用一 个更新路径快速纠正这种错误。提供声音或视频指示，这些 GPS 汽车导航仪也可以帮助司 机找到最近的加油站或他们最喜欢的餐厅。6.Chapter 6 Communication System通信系统 6.1.Lesson 16 Modulation and Demodulation调制与解调 在电子和通信中，调制是将信息施加在无线电频率载波上的一种技术，方法是通过改变（载波）波形的一个或多个特征使之与（所加）信号一致。有各种各样形式的调制，每一种 调制是被设计改变一个特定载波的特征。如果我们看看一个通用正弦函数：f(t)=Asin(t+)。我们可以看到这个正弦波有三个可以被改变的参数，从而影响（正弦波）曲线图的形状。第一项，A，或叫作幅度，或叫作正弦波的振幅。下一项，被称为频率。最后一项，被 称为相位角。所有 3 个参数（振幅、频率、相位）都可以被改变来发送信息。被用于调制中的高频正弦波被称为载波。值得注意的是，一个简单的正弦载波自己不包 含任何信息。使用调制是因为一些包含信息的信号不适合直接传输，但是被调制的信号可能 更合适传输。在模拟调制系统中，改变载波的幅度、频率或相位，分别导致振幅调制(AM)、频率调制 (FM)、或者相位调制(PM)。振幅调制(AM)是用于调幅电台广播波段的调制方法。在此系统中，载波的振幅依照调制 信号来变化。在频率调制(FM)中，载波的频率是这样一种方式变化的，在任何时刻，频率变化是成正 比于调制信号。它的主要应用还在电台（无线电广播），对比于调幅传输，调频在大大增加 带宽的代价下，增加了抗噪声能力，减小失真。调频波段已经成为音乐听众的选择，因为它 的低噪声、宽带宽的品质，它也被用于电视广播的音频部分。相位调制，像频率调制一样，是一种角度调制（这么叫是因为正弦载波的角度随调制波 而改变）。在数字信号中，信息以一组离散值被编码。脉冲编码调制(PCM)是一种用于数字代表采 样模拟信号的方法。PCM 已经应用于数字系统，也是在计算机和光盘中数字音频的标 准形式。在图 6-2 图解中，一个正弦波以脉冲编码调制方法被抽样和量化。在数字调制中，载波被离散信号所调制。最基本的数字调制技术是幅移键控、频移键控 和相移键控。载波信号的参数随离散数字信号振幅发生变化。解调是将原始信息从调制的载波信号中提取出来的行为。调制的类型不同的，需要不同 的技术来恢复（解调）信息。例如，对于一个调幅的调制信号，我们使用包络检波器。另一 方面，对于一个角度调制的调制信号，我们必须使用一个调频解调器或调相解调器。不 同种类的电路实现这些功能 。6.2.Lesson 17 Communication Channel and Multiplexing通信信道和多路复用 通信信道是在发射机和接收器之间运载信号的传输介质。传输介质被分类为有线和无线。在有线传输介质中，信号被引导沿着一条物理路径，有线介质的例子包括线、双绞线电 缆、同轴电缆、光纤。在无线传输介质中，电磁波通过空气传播。线路由一对绝缘铜导线组成，用于承载语音和数据通信。（双绞）线是相互缠绕而 成，减小来自电缆中其它双绞线的干扰。对于模拟和数字信号，双绞线是最便宜、最广泛使 用的传输介质。同轴电缆有一个被不导电介质绝缘材料环绕着的内导体。介质是被金属防护层包围着，防护层形成外导体，同时也遮蔽电磁干扰。“同轴”这个术语来自内导体和外保护层共用同 一个轴。同轴电缆有比双绞线更宽的带宽，同轴电缆能够处理 80 倍之多的双绞线介质的电 话传输量。而且，局域网里许多计算机是以同轴电缆连接在一起的。光纤是由环绕着几层防护材料的一个位于中心的玻璃芯组成。它传导的是光而不是电子 信号，消除了电干扰的问题。光纤有能力比同轴电缆和双绞线传递信号通过更长距离，它有 26,000 倍的双绞线介质传输容量，它也有能力以极快的速度运载信息。微波传输不同于之前提到的通信信道，（不同之处是）信号通过空气传播，而不是通过 电线或电缆。微波传输运行在 3 到 10 GHz 高频率上，这允许它们因宽的带宽而运载大量的 信息。微波传输是视线传输，为了克服视线问题和功率放大微弱信号，在发射端和接收端之 间，每隔 25 到 30 公里使用中继器。通信卫星是放置在外层空间的一个微波中继站。在卫星通信中，微波信号从地球发射站 发射到太空卫星。这颗卫星放大微弱信号并把它传送回地球上的接收机。卫星通信的主要优 点在于它是单一的微波中继站，可以被一个非常大的区域任何一点看到。通信卫星的第一个 和历史上最重要的应用是在洲际长途方面。它们也可以用在移动应用，比如通信到船舶、车辆、飞机和手持终端，并用于电视和无线电广播。多路复用是一种信号传输的形式，在这种信号传输中，在同一时间内一个通信信道运载 多路传输。承载着我们日常对话的线路，使用多路复用，同一时间可以运载数千个甚至 更多的对话。传输的确切数量取决于通信通道类型和数据传输速度。例如，一个无线电台能够在 94.5 MHz（兆赫）频率附近传播无线电波到自由空间，而 另一个无线电台可以同时在 96.1 MHz 频率附近传播无线电波。每个无线电台将发送频带宽 度约为 180 千赫兹的无线电波，中心位于被叫做 “载波频率”的上述频率。这个例子中的每 个电台是与它相邻电台有 200 kHz 隔离，200 千赫与 180 千赫之间的差值（20 kHz）是通信 系统中工程容差。在以上例子中，“自由空间通道”根据频率被分成通信信道，并且每个信道被分配一个 分离的频率带宽，在其中传播无线电波。这个根据频率把介质被分成通信信道的系统被称为“频分多路复用”(FDM)。另一种把通信介质分隔成（不同）信道的方式，是分配给每个发送器一个重复的时间段。（例如，一个“时间槽”为每一秒中的 20 毫秒），并允许每个发送方只在它自己的时间段发 送信息。这个把介质被分成通信信道的方法被称为“时分多路复用”(TDM)，用于光纤通信。一些无线电通信系统在一个分配 FDM 信道中使用 TDM，因此，这些系统使用 TDM 和 FDM 的混合复用。6.3.Lesson 18 3G Mobile Phone Technology 移 3G 动技术 3G 指的是第三代移动技术。移动通信技术经历了三个阶段发展，相应地，移动电 话的三代随之出现。每一代比前几代提供了更大的灵活性和易用性。第一代移动开始于 80 年代早期，商业化部署“高级移动服务”蜂窝网络。早 期的“高级移动服务”网络使用频分多址技术(FDMA)，在 800 MHz 频段的信道进行模拟语音传输。FDMA 技术通过把使用频率分开提供多用户访问。第一代模拟手机可以（有助 于）在他的国家内打语音，没有漫游设施。第二代(2G)移动出现在 90 年代，手机运营商部署了两个相互竞争的数字语音标准。在北美，一些运营商采用 IS-95 标准，这个标准利用码分多址(CDMA)，在 800 兆赫兹和 1900 兆赫兹波段，将 64 路多路复用到一个信道。码分多址使用扩频通信技术，不同的手机通过使用不同扩频密钥（码），分享同一信道。在全世界 X 围内，许多运营商采用全球移动 通信系统(GSM)标准，它使用时分多址(TDMA)在 900 MHz 和 1800 MHz 频段的每通道复用高 达 8 个。TDMA 允许很多手机通过“时隙”技术使用相同的无线信道，在信道中的每个只在它分配的时间段发送（信息）。第二代数字移动系统，除了语音服务外，添加了、数据和短信功能，在许多国家提供全球漫游（服务）。3G 移动技术为手机用户提供了更高级服务，多媒体服务增加了高速数据传送到移动设 备，通过手机允许传送新的视频、音频和其它的应用（包括互联网服务），3G 技术的频谱效 率好于 2G 技术。中国电信行业将重组，3G 网络将被分配，因此，最大的移动运营商中国移动，将保留 它的 GSM 的客户群，并推出中国自己 TD-SCDMA 标准的 3G（业务）。中国联通将保留它的 GSM 客户群，但是放弃它的 CDMA 客户群，推出在全球 X 围内领先的 （业务）。中国联通的 CDMA 客户会转到中国电信，中国电信随后推出 W-CDMA CDMA2000 标准的标准的 3G 3G （业务）。这意味着中国将有三个主要的移动技术 3G 标准在商业中应用。7.Chapter 7 Computer Technology计算机技术 7.1.Lesson 19 Computer Hardware计算机硬件 计算机是一个由许多部件组成的系统。一些部件，像 Windows XP，以及所有其它程序 是软件。那些你可以看见和摸到的东西是硬件。计算机硬件包括所有计算机的物理部件，如系统单元、显示器、键盘、鼠标、音箱、和 其它的，显示在图 7-1 中。系统单元有主板、CPU、硬盘、内存、光盘驱动器，显示在图 7-2 中。系统单元是实际的计算机，其它都被称为外围设备。母板 母板是个人计算机内主电路板。它支撑了 CPU 和内存，为外围设备提供扩展槽，无论是直接或间接，它（母板）连接到 PC 的每一个部分。母板有时也被称为主板、系统 板。CPU CPU 或中央处理器是计算机的大脑。CPU 执行一个计算机程序的指令来完成基 本算术、逻辑和系统输入输出操作。计算机的性能是由 CPU 芯片决定的。目前，英特尔处 理器芯片是最受欢迎的，即使现今市场上还有其它芯片供应，如 AMD 和其它品 牌。RAM RAM 或随机存取存储器是计算机用来临时存储信息的存储器。例如，在一些应 用程序上，当一些工作完成时，那些工作暂时存储在 RAM 中。使用 RAM 存储数据的优越性是 RAM 非常快。硬盘 所有信息都储存在电脑硬盘上。与随机存取存储器不同，硬盘可以在有电或没有电时永久拥有信息。大多数现代硬盘有数百亿字节的存储空间。监视器 监视器是用于把信息显示在屏幕上的输出设备。该系统将信号转换为文本和图像，并将它们显示在屏幕上。今天大多数计算机都使用液晶显示屏。键盘 键盘是用来给计算机键入文本或输入信息。鼠标 每个现代计算机需要鼠标进行更快地操作。通常，一只鼠标有左右两个按钮，执行不同的功能，还有一个小轮在两个鼠标按键之间。7.2.Lesson 20 Operating system操作系统 一个操作系统，或者称为 OS，是一种软件程序，它使计算机硬件能够与计算机软件之间进行通信和运行。没有计算机操作系统，计算机将是无用的。在最简单的层面上来讲，操作系统做两件事：1.它负责管理系统的硬件和软件资源。在台式计算机里，这些资源包括处理器、存储器、磁盘空间等等之类的东西。在手机里，它们包括键盘、屏幕、通讯录、拨号器、电池和