MC1-0451-一个语音信号经 LSB 发射机调制成为射频信号。从频域观点看,这种调制是
【题目编号】MC1-0451
【题目】一个语音信号经 LSB 发射机调制成为射频信号。从频域观点看,这种调制是:
【答案】A
[A]将语音信号的频谱倒置并移动到了载波位置上
[B]使频谱各分量的相对幅度发生了有规律的变化
[C]将语音信号的频谱平移到了载波位置上
[D]一种非线性变换,因而产生了无限多的边带
考点速览
这道题是上一道 USB 题的镜像,考的是 LSB(下边带,lower sideband)在频域上的表现:语音信号经 LSB 发射机调制后,频谱不仅被搬到载波位置以下,还发生了倒置。题目四个选项里,「平移」「幅度规律变化」「倒置并移动」「非线性」四个描述,正确的只有「倒置并移动」。难点在于理解「倒置」到底是怎么发生的。
原理与依据
调制的本质是乘法,乘法会搬出和频与差频两个分量。设调制信号里某个频率分量为 f_m,载波频率为 f_c,则 cos(2πf_c t)·cos(2πf_m t) 展开后得到两个分量:和频 f_c + f_m 和差频 f_c − f_m。USB 取和频,LSB 取差频。下边带发射机保留的正是差频这一组,也就是 f_c − f_m 这半边,并把载波和上边带一起滤掉。
「倒置」就藏在差频这个「减号」里。一段语音频谱通常从低频延伸到高频,比如 300 Hz 到 3 kHz。经 LSB 调制后,每个分量都被搬到 f_c − f_m 的位置:原来最低的 300 Hz 分量变成 f_c − 300 Hz,位置反而偏高;原来最高的 3 kHz 分量变成 f_c − 3 kHz,位置反而偏低。频率越高的分量,减去 f_c 之后落得越低,于是整段频谱在载波之下被「翻了个面」——高频在下、低频在上,和原来的顺序正好相反。这就是「倒置」的由来,也是它和 USB「平移」的本质区别。
这里同样要区分两个概念。单边带调制(无论 USB 还是 LSB)都是「线性调制」,输出频谱是输入频谱的平移或镜像平移,不会改变各分量的相对幅度,更不会产生无穷多边带。产生大量谐波、互调产物的是非线性失真,比如放大器过载、削波。把「频谱倒置」误解成「非线性」、或把「相对幅度变化」强加给单边带调制,都是常见错误。
逐项辨析
选项 A「将语音信号的频谱倒置并移动到了载波位置上」正确,LSB 就是取差频导致频谱镜像倒置、并搬到载波之下。选项 B「使频谱各分量的相对幅度发生了有规律的变化」错误,单边带调制不改变各分量的相对幅度。选项 C「将语音信号的频谱平移到了载波位置上」错误,只说平移不提倒置,那是上边带 USB 的特征,不是 LSB。选项 D「一种非线性变换,因而产生了无限多的边带」错误,单边带调制是线性频谱搬移。
易混淆点
USB 和 LSB 是这组题里最经典的一对。判据就是「倒置」二字:USB 取和频、不倒置,是平移;LSB 取差频、倒置,是镜像搬移。可以这样记:上边带「向上搬、原样搬」,下边带「向下搬、翻面搬」。还要注意,倒置只发生在射频域;接收端用同一边带解调时,差频运算会把倒置再倒回来,语音恢复原样,所以实际通联里你听不到「声音颠倒」的效果。倒置真正需要担心的场景是两边边带不一致,或者解调时选错边带,那才会让语音听起来像「频谱反转」。
理解 LSB 的倒置,还能带出一个实用的约定:业余话音通联里,短波的低波段用 LSB、高波段用 USB。40 米(7 MHz)、80 米(3.5 MHz)、160 米(1.8 MHz)这些波段习惯用下边带,20 米(14 MHz)及更高波段习惯用上边带。这个约定和边带的频谱性质无关,纯粹是历史上沿袭下来的惯例,但它和「LSB=倒置、USB=平移」这个物理事实是两回事,别把它们扯到一起记。考试若出现「某波段用哪一边带」的题,认的是惯例;若出现「频谱平移还是倒置」的题,认的是和频/差频的物理推导。
应试要点
和 USB 题对照记:USB=上边带=平移;LSB=下边带=倒置。看到题干出现「LSB」或「下边带」,直接选「倒置并移动」;出现「USB」或「上边带」选「平移」。含「相对幅度变化」「非线性」「无限多边带」的选项在两道题里都错。