MC4-0449-调幅信号不仅具有与调制信号相对应的下边带或上边带,而且还可能含有载波。这些都可以根据通信要求细分定制。如将调幅信号按种类细分,则以下描述正确的是
【题目编号】MC4-0449
【题目】调幅信号不仅具有与调制信号相对应的下边带或上边带,而且还可能含有载波。这些都可以根据通信要求细分定制。如将调幅信号按种类细分,则以下描述正确的是:
【答案】ABCD(多选题)
[A]AM:普通调幅,包含下边带和上边带,载波不受抑制。CW 是一种键控形式的 AM
[B]DSB-SC:抑制载波双边带调幅,仅包含下边带和上边带,常简称为 DSB
[C]SSB-SC:抑制载波单边带调幅,仅为下边带或上边带,常简称为 SSB、LSB 或 USB
[D]VSB:残留边带调幅,下边带或上边带仅受部分抑制。模拟 ATV 有时使用这种方式
考点速览
这道题考的是调幅信号按「载波是否保留、边带保留哪个」细分的四种类型:普通调幅 AM、抑制载波双边带 DSB-SC、抑制载波单边带 SSB-SC、残留边带 VSB。四个选项全部正确,属于全选题。它考的不是让你挑出「对的一个」,而是确认你对整个 AM 家族的分类体系都清楚。这道题的难点在细节:每个缩写背后保留了什么、砍掉了什么,以及为什么工程上要这样取舍。
原理与依据
普通调幅 AM 的输出包含三个成分:载波、上边带、下边带。但这里有个容易被忽略的事实——载波本身不携带信息,信息全部在两个边带里,而载波却占了发射功率的很大一部分(调制深度为 100% 时,载波功率占总功率的三分之二,两个边带加起来才占三分之一)。换句话说,普通 AM 用大半功率发射一个「空转」的载波,功率效率很低。它的好处是接收端可以用最简单的包络检波器解调,收音机成本低,所以广播至今还在用它。
既然载波不携带信息,就可以把它抑制掉,这就是抑制载波双边带 DSB-SC(double sideband suppressed carrier)。它只保留上、下两个边带,省掉了那大半个空转功率,但带宽仍然是 2f_m,和普通 AM 一样宽,而且解调需要相干检测(要本地恢复一个与载波同步的参考信号),电路比包络检波复杂。进一步想,上、下两个边带携带的信息其实是完全一样的(互为镜像),只留一个就够,于是有了抑制载波单边带 SSB-SC(single sideband suppressed carrier):带宽直接砍半,变成 f_m,功率也全部用在有用的那个边带上。SSB 的代价同样是要相干解调,且对频率稳定性要求高,但它带宽省、功率省,成为业余话音通信(尤其短波)的主流模式,上边带叫 USB,下边带叫 LSB。
残留边带 VSB(vestigial sideband)是 SSB 和 DSB 之间的折中。单边带滤波器要把一个边带彻底滤掉、同时完全保留另一个边带,理想情况下需要极其陡峭的滤波器,工程上很难做(尤其调制信号含很低频分量时)。VSB 的做法是让一个边带大部分通过、只残留一小截(「残留」二字即由此而来),用不那么陡峭的滤波器就能实现,同时又能比 DSB 省带宽。模拟电视(ATV,amateur television)的图像信号带宽很宽、又含低频分量,采用 VSB 正好兼顾了带宽和滤波器可行性。
工程上实现这些「砍载波、砍边带」,靠的是几类关键器件。抑制载波靠平衡调制器(balanced modulator),它把载波在输出端抵消掉,留下两个边带,直接得到 DSB-SC;要把 DSB-SC 再砍成一个边带,则要在后面接一个陡峭的边带滤波器——业余设备里常用晶体滤波器(crystal filter)或机械滤波器(mechanical filter),利用它们极窄的过渡带把不要的那个边带压掉。这个滤波器的陡峭程度,正是区分「能不能干净地做 SSB」的关键:过渡带越陡,边带抑制得越干净,但成本和难度也越高。理解了这条器件链,再看 VSB 的「残留」设计,就知道它是在滤波器难度和带宽之间找了个折中——用一个过渡带不那么陡、但也够用的滤波器,换来比 DSB 窄、比理想 SSB 好做的方案。
逐项辨析
选项 A 正确:普通调幅 AM 同时含下边带和上边带,载波不受抑制;而 CW(等幅电报)本质是键控载波的通断——电键按下载波满幅度发射、抬起则归零,相当于用方波去键控幅度,所以可以看作一种键控形式的 AM。选项 B 正确:DSB-SC 抑制载波、只保留上下两个边带,常简称为 DSB。选项 C 正确:SSB-SC 只保留其中一个边带,或下边带 LSB 或上边带 USB,常简称为 SSB。选项 D 正确:VSB 让下边带或上边带仅受部分抑制、残留一部分,模拟 ATV 有时采用这种方式。四项描述都准确,故全选。
易混淆点
最容易混的是三组缩写的对应关系:DSB 是「双边带」、SSB 是「单边带」、VSB 是「残留边带」,而「SC」后缀表示「抑制载波」(suppressed carrier)。看到 DSB-SC 就想到「两个边带都在、载波没了」,看到 SSB-SC 就想到「只剩一个边带、载波也没了」。另一个易混点是 LSB 和 USB:下边带是载波以下、上边带是载波以上,业余话音通联里短波低波段(如 40 米、80 米)习惯用 LSB,高波段习惯用 USB,这个约定考试偶尔也会涉及。再一个点是「CW 算不算 AM」——CW 不是把语音搬上射频,而是键控载波开关,把它归为「键控形式的 AM」是就幅度被键控这一点而言,别理解成 CW 有语音边带。
应试要点
用「载波 + 边带」两个维度记四类:AM=载波+双(上下)边带;DSB-SC=无载波+双边带;SSB-SC=无载波+单边带(LSB 或 USB);VSB=载波/边带部分抑制、残留一段。看到「细分调幅信号」这类题,逐项核对「有没有载波、留了几个边带」即可,四项通常都成立。