上一篇,我们走进了 0 和 1 的数字世界,看着逻辑门、触发器、ADC 把连续的信号变成一串串二进制。可你有没有想过一个问题:不管模拟还是数字,信息到底是怎么“骑”上电波跑出去的?你对着话筒喊一声“CQ CQ”,为什么 7 兆上的老朋友能听懂,2 米波段的对讲机却收不到?为什么同一台电台,说明书上要标注什么 A1A、J3E、F3E?
答案都藏在一个词里:调制。这一篇,我们就来给电波“上户口”——把调制方式讲透,把发射类别(那串看着像密码的字母数字)一个个解开。
一、三种基本功:AM、FM、PM
先认识三种最基础的调制方式。业余无线电通信中三种最基本调制的缩写是 AM、FM 和 PM。它们的中文名称是:
【MC1-0432】业余无线电通信中三种最基本调制的缩写是 AM、FM 和 PM。它们的中文名称是: 正确答案:A(幅度调制(调幅)、频率调制(调频)、相位调制(调相))
AM 是调幅——让载波的“个头”(幅度)跟着声音起伏;FM 是调频——让载波的“快慢”(频率)跟着声音变化;PM 是调相——让载波的“节奏起点”(相位)跟着声音摆动。一句话记住:调幅管胖瘦,调频管快慢,调相管早晚。这三种是后面所有调制方式的老祖宗。
那实际通联中该用哪个?看场景。以下哪种调制方式被广泛应用于 VHF 或 UHF 本地通联?
【MC1-0433】以下哪种调制方式被广泛应用于 VHF 或 UHF 本地通联? 正确答案:A(FM)
本地通联,距离近、信号强,用 FM(调频)最舒服:抗干扰能力强,声音洪亮,对讲机、车载台、中继台清一色都是 FM。那跑远了、信号弱了呢?以下哪种调制方式被广泛应用于长距离和弱信号情况下的 VHF 或 UHF 话音通联?
【MC1-0434】以下哪种调制方式被广泛应用于长距离和弱信号情况下的 VHF 或 UHF 话音通联? 正确答案:A(SSB)
弱信号下 FM 就不灵了,因为调频的“捕获效应”在信号临界时会突然“哐当”一下断掉。这时候换成 SSB(单边带),效率高、带宽窄,信号再弱也还能“抠”出话来。HF 短波上的话音通联更是 SSB 的天下。以下哪种调制方式被广泛应用于 HF 话音通联?
【MC1-0435】以下哪种调制方式被广泛应用于 HF 话音通联? 正确答案:A(SSB)
短波段信道拥挤、信号起伏大,SSB 带宽窄、省功率,成了 HF 话音的绝对主流。所以记个口诀:本地 FM、远地 SSB、短波 HF 基本全是 SSB。
二、SSB 与 FM:各有各的账
既然 SSB 这么厉害,那 FM 是不是一无是处?当然不是,各有各的账。与 FM 相比,SSB 方式的优点是什么?
【MC1-0436】与 FM 相比,SSB 方式的优点是什么? 正确答案:A(发射带宽较 FM 方式窄)
SSB 最大的优点是带宽窄:普通 FM 话音要占十几千赫,SSB 只需要 2~3 千赫。同样的频段空间,能塞下好几倍的通联;同样的发射功率,集中在一小段带宽上,能量密度高,传得更远。反过来看 FM 的短板。相比 SSB 方式,FM 的主要缺点是什么?
【MC1-0437】相比 SSB 方式,FM 的主要缺点是什么? 正确答案:A(无法同时守听多个信号)
FM 接收机有“捕获效应”:谁信号强就“锁定”谁,别的信号被压得听不见——所以想同时守听好几个台?FM 做不到,SSB 反而可以“一耳朵听一片”。这就是为什么短波上大家用 SSB 守听,能用耳朵在一堆微弱信号里“捞”出想听的那一个。
三、上下边带:电波里的“左右手”
SSB 的“单边带”到底是什么意思?它得从 AM 说起:AM 信号除了载波,还在两侧各产生一个边带,两个边带内容一样。既然一样,传一个就够了——这就是单边带,只留下一个边带,省一半多带宽。问题来了:留哪一边?在 VHF 和 UHF 频段进行 SSB 通联通常选用哪个边带?
【MC1-0438】在 VHF 和 UHF 频段进行 SSB 通联通常选用哪个边带? 正确答案:A(上边带)
VHF/UHF 上用上边带。在 14MHz 及以上 HF 频段进行语音通信通常选用哪个边带?
【MC1-0439】在 14MHz 及以上 HF 频段进行语音通信通常选用哪个边带? 正确答案:A(上边带)
14 兆以上用上边带。而在 7MHz 及以下频段进行语音通信通常选用哪个边带?
【MC1-0440】在 7MHz 及以下频段进行语音通信通常选用哪个边带? 正确答案:A(下边带)
7 兆及以下用下边带。为什么业余电台在 10.1MHz 以下频段使用下边带进行话音通联,而在 10.1MHz 以上频段却使用上边带?
【MC1-0441】为什么业余电台在 10.1MHz 以下频段使用下边带进行话音通联,而在 10.1MHz 以上频段却使用上边带? 正确答案:A(这是各国业余无线电爱好者普遍接受并沿用至今的一种通联习惯)
这问题好多新手纠结:为什么有个 10.1MHz 的“分界线”?答案是——没那么多物理讲究,纯粹是历史习惯。早年间设备习惯、波段规划沿革,让 10 兆以上用上边带、10 兆以下用下边带,全世界的火腿都这么干,就“约”成了规矩。考试记一句:14 兆以上 USB,7 兆及以下 LSB,10.1 兆是习惯分界。
既然 SSB 省带宽,那呼叫的时候离隔壁台多远才不“串台”?发起 SSB 呼叫时,你与周边电台的频率间隔应至少为:
【MC1-0442】发起 SSB 呼叫时,你与周边电台的频率间隔应至少为: 正确答案:A(2-3kHz)
SSB 话音带宽约 2~3 千赫,所以呼叫时和旁边电台至少隔开 2~3 千赫,才不会互相“踩脚”。还有一个易混点:SSB 到底算不算 AM 的一种?下列哪种调制方式可以纳入调幅(AM)的范畴?
【MC1-0443】下列哪种调制方式可以纳入调幅(AM)的范畴? 正确答案:A(单边带调制(SSB))
严格讲,SSB 就是 AM 的“瘦身版”——它同样是让载波幅度随信号变化,只是砍掉了一个边带和大部分载波。所以考试问“谁属于 AM 家族”,答案正是 SSB。别被名字骗了。
四、CW:最窄的带宽,最古老的语言
说完了话,别忘了还有一位“老前辈”——CW。在业余无线电业务中,有种通信方式的缩写是 CW。其含义为:
【MC1-0444】在业余无线电业务中,有种通信方式的缩写是 CW。其含义为: 正确答案:A(等幅电报)
CW 就是等幅电报,也就是摩尔斯电码:把载波按电码的节奏“咔哒咔哒”地通断,用长短不同的“滴答”组合表达字母数字。它是业余无线电最古老、也最迷人的通信方式,至今仍有一大批“电报党”。它还有个压倒性的优势。以下哪种调制方式拥有最窄的发射带宽?
【MC1-0445】以下哪种调制方式拥有最窄的发射带宽? 正确答案:A(CW)
CW 的带宽最窄,通常只要几百赫兹甚至更窄——同样的功率,CW 能传得最远;同样的频段,能塞下的 CW 台最多。所以比赛、远征、极弱信号通联,CW 都是“大杀器”。那为什么没人用调频话发摩尔斯?业余电台一般不用调频话方式进行莫尔斯电码通联。这是因为:
【MC1-0446】业余电台一般不用调频话方式进行莫尔斯电码通联。这是因为: 正确答案:A(调频话信道带宽超过传输莫尔斯电码的必要带宽,不符合我国《无线电频率划分规定》“电台的技术特性”一章关于“把带宽保持在技术状态和该项业务的性质所允许的最低值上”的要求)
说白了:FM 信道带宽十几千赫,而莫尔斯电码只需要几百赫兹,用 FM 发 CW 是巨大的浪费,也不符合法规“带宽够用就好”的原则。杀鸡用牛刀,还占着道,当然不行。
五、发射类别:电波的“身份证”
现在来解开那串密码。发射类别(class of emission)是用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式、调制信号、被发送信息的类型等。表示 CW 报的发射类别是:
【MC1-0425】发射类别(class of emission)是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示 CW 报的发射类别是: 正确答案:A(A1A)
A1A:第一个字母 A 表示主载波是“未调制载波的通断”(也就是开关键控,On-Off Keying),1 表示电报(莫尔斯),最后的 A 表示无线电报——连起来就是“开关键控的莫尔斯电报”,正是 CW。表示单边带话的发射类别是:
【MC1-0426】发射类别(class of emission)是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示单边带话的发射类别是: 正确答案:A(J3E)
J3E:J 表示单边带(抑制载波),3 表示电话(语音),E 表示电话——单边带话。考试常考的就是 A1A(CW)和 J3E(SSB 话)这两个,务必背熟。那单边带传 SSTV(慢扫描电视)图片呢?表示用单边带话传输的SSTV 信号的发射类别是:
【MC1-0427】发射类别(class of emission)是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示用单边带话传输的SSTV 信号的发射类别是: 正确答案:A(F3F)
这道题有个坑:既然前面说了 J 是单边带,那“用单边带话传输的 SSTV”看着该是 J 开头才对——但官方答案就是 F3F。别在这题上死磕,题库里类似的小别扭不止一处,考试认准答案就行。你只要记住:F3F 是“图像传输”的常客,SSTV、ATV 都爱用它。调频话呢?表示调频话的发射类别是:
【MC1-0428】发射类别(class of emission)是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示调频话的发射类别是: 正确答案:A(F3E)
F3E:F 是频率调制,3 是电话,E 是电话——调频话,VHF/UHF 对讲机的标准“身份”。调频传 SSTV、调频传 ATV(业余电视)也各有编码。表示用调频话传输的 SSTV 信号的发射类别是:
【MC1-0429】发射类别是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示用调频话传输的 SSTV 信号的发射类别是: 正确答案:A(F3F)
F3F:频率调制 + 电话 + 传真(SSTV 属于传真类)——注意这里信息类型是 F(传真),不是 E。表示调频 ATV 信号的发射类别是:
【MC1-0430】发射类别是指用标准符号标示的某发射的一组特性,例如主载波调制方式,调制信号,被发送信息的类型以及其他适用的信号特性。表示调频 ATV 信号的发射类别是: 正确答案:A(F3F)
调频 ATV(业余电视)也是 F3F。背的时候抓主干:第一个字母是调制方式(A=键控,J=单边带,F=调频),第二个数字是信息类型(1=电报,2=数据/传真,3=电话),第三个字母是补充细节。理解了编码规则,比死记十个组合有用得多。
发射类别里还有一个概念要分清。带外发射是指:
【MC1-0431】带外发射是指: 正确答案:A(由于调制过程而产生的、刚超出必要带宽的一个或多个频率的发射,但杂散发射除外)
“带外发射”说的是调制过程中产生的、刚好超出必要带宽的那部分发射——它跟“杂散发射”(打火、谐波那种乱七八糟的)是两码事。前者是正常调制甩出来的“裙边”,后者是设备缺陷漏出来的“脏东西”。考题最爱在“必要带宽/占用带宽/参考带宽/固定带宽”这几个词上设陷阱,记住是“必要带宽”就行。
六、调制器的小心思
最后看看调制器内部的小机关。在下列调制方式中,已调信号的载波相位恒定不变的是:
【MC1-1235】在下列调制方式中,已调信号的载波相位恒定不变的是: 正确答案:A(幅度调制 AM)
AM 只改变载波幅度,相位纹丝不动;FM/PM/FSK 都在动相位或频率。所以在下列调制方式中,已调信号的载波分量恒定不变的是:
【MC1-1236】在下列调制方式中,已调信号的载波分量恒定不变的是: 正确答案:A(幅度调制 AM)
同样是 AM:载波分量大小恒定,变的只是两侧边带。这俩题本质问同一件事——AM 是“纯幅度”调制,相位、频率都不动。而“仅包含一组边带”的是谁?在下列调制方式中,已调信号中仅包含一组与调制信号的信息相对应的边带的是:
【MC1-1237】在下列调制方式中,已调信号中仅包含一组与调制信号的信息相对应的边带的是: 正确答案:A(抑制载波单边带幅度调制 SSB)
SSB 只保留一组边带(上边带或下边带),这正是它省带宽的原因;AM 保留两组边带加载波,DSB 是两组边带无载波。实现 SSB 的关键器件叫环形调制器。二极管环形调制器可以用来产生双边带抑制载波调幅信号。其工作原理是:
【MC1-1241】二极管环形调制器可以用来产生双边带抑制载波调幅信号。其工作原理是: 正确答案:A(利用这种调制器的乘法性质,将载波与音频基带相乘,获得 DSB 输出)
环形调制器干的活是“乘法”:把载波和音频信号乘在一起。数学上,两个正弦相乘,会产生“和频+差频”两个分量——正好就是上下两个边带,载波被抵消掉了,输出就是双边带抑制载波信号(DSB)。那要是想让它输出普通 AM(带着载波)呢?二极管环形调制器可以用来产生载波不受抑制的普通 AM 信号。其工作原理是:
【MC1-1242】二极管环形调制器可以用来产生载波不受抑制的普通 AM 信号。其工作原理是: 正确答案:A(只需为输入基带适当叠加直流分量,使基带极性不发生反转,即可获得 AM 输出)
给音频基带叠加上一个直流分量,让“乘法”的结果里始终带着载波的影子,环形调制器输出的就是普通 AM 了。一个器件,加不加直流,输出 DSB 还是 AM——调制器的这点小心思,是不是也挺有意思?
结语
这一篇,我们把电波“上户口”的整套流程捋了一遍:AM 管胖瘦、FM 管快慢、PM 管早晚;本地 FM、远地 SSB、短波 HF 全靠 SSB;7 兆以下下边带、14 兆以上上边带;CW 用最窄的带宽传得最远;发射类别 A1A、J3E、F3E 那串密码,拆开看不过是“调制方式+信息类型+细节”的组合;最后还钻进环形调制器里看了看它是怎么做乘法的。以后再看到电台说明书上的“Emission: J3E/F3E”,你应该能一眼读懂它在说什么了。
不过,调制方式只是“怎么把话说出去”,真到了通联现场,你还得会跟对方“对暗号”:对方让你 QSY 到另一个频率是什么意思?QTH 是在问你家住哪?73 和 88 又有什么区别?那些电波上的“行话”——Q 简语和缩语,就是我们下一篇的主角。跟着题库,我们下一站见。